一种显示镜片及近眼显示设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种显示镜片及近眼显示设备。


背景技术：

2.衍射光波导通常包括至少一层波导片和至少一层保护片，波导片之间或者波导片和保护片之间一般是采用双面胶或光固化/热固化胶水边缘贴合，但是波导片之间或者波导片和保护片之间存在空气间隙，当空气间隙内部压强发生改变时可能导致波导片和/或保护片发生形变，影响波导性能。
3.现有技术中为了避免这个问题，提出了全面贴合的方式，但是全面贴合需要折射率尽可能低的贴合材料，否则就要牺牲波导性能；而采用低折射率的材料贴合后粘性不强，容易影响镜片的稳定性，因此，如何提高波导贴合后的稳定性并保障波导性能，是迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种显示镜片，解决现有技术中存在的问题。
5.根据本实用新型的一方面，提供了一种显示镜片，包括：
6.保护片；
7.波导片，所述波导片上包括相互独立的第一区域和第二区域，所述第二区域围绕所述第一区域设置，所述第一区域内设置有光栅结构；以及
8.连接件，被配置在波导平面内的尺寸拓宽以用于连接所述保护片与所述波导片，所述连接件设置于所述第二区域内以使所述连接件被配置为不影响所述第一区域的原有光线传播路径。
9.可实施地，所述第一区域包括至少两个光栅结构区域和所述光栅结构区域之间的光路连接区域，光线经由所述光路连接区域从其中一个光栅结构区域传输至另一光栅结构区域。
10.可实施地，所述第二区域与所述第一区域的边缘连接，或者所述第二区域与所述第一区域的边缘存在间隙，且间隙不小于0.2mm。
11.可实施地，所述至少两个光栅结构区域包括耦入光栅区域和耦出光栅区域；所述光路连接区域位于所述耦入光栅区域和所述耦出光栅区域之间，从所述耦入光栅区域耦入所述波导片的光线经由所述连接区域传输至所述耦出光栅区域。
12.可实施地，所述至少两个光栅结构区域包括耦入光栅区域、扩展光栅区域和耦出光栅区域；所述光路连接区域包括位于所述耦入光栅区域和所述扩展光栅区域的第一光路连接区域，以及位于所述扩展光栅区域和所述耦出光栅区域之间的第二光路连接区域，从所述耦入光栅区域耦入所述波导片的光线经由所述第一光路连接区域传输至所述扩展光栅区域，传输至所述扩展光栅区域的光线经由所述第二光路连接区域传输至所述耦出光栅区域。
13.可实施地，所述连接件在与所述波导片平行的方向上的尺寸大于等于1.1mm，和/或，所述连接件在与所述波导片垂直的方向上的尺寸为0.05-0.2mm。
14.可实施地，所述连接件为封闭的环状结构，被配置为隔绝所述波导片与所述保护片的内部空气与外界的连通。
15.可实施地，当所述波导片的数量为两片及以上时，相邻所述波导片之间也通过所述连接件连接。
16.本实用新型提供的显示镜片，根据光栅结构所在的位置在波导片上划分出相互独立的第一区域和第二区域，光栅结构所在的位置为第一区域，第二区域围绕第一区域设置，然后将用于连接保护片与波导片的连接件设置于第二区域内，这样连接件被配置为不影响第一区域的原有光线传播路径，也就不会出现因为贴合而导致需要牺牲波导性能的问题。而且连接件的设置面积得到了拓展，在波导内的尺寸拓宽能缩减波导片与保护片之间的空气间隙，极大降低了波导片与保护片受外界温度或者机械力等因素影响而产生形变的风险，提高波导贴合后的性能稳定性。另外，连接件在波导平面内的尺寸拓宽后还能降低水汽进入空气间隙的风险，进一步保障波导性能。
17.根据本实用新型的另一方面，提供了一种近眼显示设备，所述近眼显示设备包括：设备本体以及设置于所述设备本体上的前述任意一项的显示镜片。
18.可实施地，所述设备本体包括镜腿和镜框，光机设置于所述镜腿内；所述显示镜片设置于所述镜框上。
19.本实用新型提供的近眼显示设备包括前述显示镜片，也便具有前述显示镜片所具有的优势。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型提供的一种显示镜片的示意图；
22.图2为本实用新型提供的一种显示镜片的爆炸结构示意图；
23.图3为本实用新型提供的一种显示镜片中波导片上区域划分的示意图；
24.图4为本实用新型提供的另一种显示镜片中波导片上区域划分的示意图；
25.附图标识：
26.100，波导片；
27.110，第一区域；
28.111，光栅结构区域；
29.112，光路连接区域；
30.120，第二区域；
31.200，保护片；
32.300，连接件。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
34.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
35.根据本实用新型的一方面，参考图1-4，本实用新型实施例提供了一种显示镜片，包括：波导片100、保护片200以及用于连接波导片100与保护片200的连接件300。其中，波导片100上包括相互独立的第一区域110和第二区域120，第二区域120围绕第一区域110设置，第一区域100内设置有光栅结构，连接件300被配置在波导平面内的尺寸拓宽并设置于第二区域120内以使连接件300被配置为不影响第一区域110的原有光线传播路径。
36.可实施地，第一区域110包括至少两个光栅结构区域111和光栅结构区域111之间的光路连接区域112，光线经由光路连接区域112从其中一个光栅结构区域111传输至另一光栅结构区域111。
37.可以理解，对于波导片，其上光栅结构区域内的光栅结构将光线(比如光机发出的图像光线)耦合到波导片内，图像光线在波导片内传输到人眼前方区域后再通过光栅结构将光线耦出波导片进入人眼。
38.本实用新型提供的显示镜片，根据光栅结构所在的位置在波导片上划分出相互独立的第一区域和第二区域，光栅结构所在的位置为第一区域，第一区域还包括光栅结构之间光路连接的区域，第二区域围绕第一区域设置，然后将用于连接保护片与波导片的连接件设置于第二区域内，避开有效光线的传导区域，这样连接件被配置为不影响第一区域的原有光线传播路径，也就不会出现因为贴合而导致需要牺牲波导性能的问题。而且可设置连接件的区域得到了拓展，被配置在波导平面内的尺寸拓宽能缩减波导片与保护片之间的空气间隙区域，极大降低了波导片与保护片受外界温度或者机械力等因素影响而产生形变的风险，提高波导贴合后的性能稳定性。
39.另外，连接件在波导平面内的尺寸拓宽后还能降低水汽进入空气间隙的风险，进一步保障波导性能。
40.可实施地，参考图3，至少两个光栅结构区域111包括耦入光栅区域和耦出光栅区域；光路连接区域112位于耦入光栅区域和耦出光栅区域之间，从耦入光栅区域耦入波导片的光线经由连接区域传输至耦出光栅区域。
41.可实施地，参考图4，至少两个光栅结构区域包括耦入光栅区域、扩展光栅区域和耦出光栅区域；光路连接区域包括位于耦入光栅区域和扩展光栅区域的第一光路连接区
域，以及位于扩展光栅区域和耦出光栅区域之间的第二光路连接区域，从耦入光栅区域耦入波导片的光线经由第一光路连接区域传输至扩展光栅区域，传输至扩展光栅区域的光线经由第二光路连接区域传输至耦出光栅区域。
42.以上实施方式中，连接件不会覆盖耦入光栅区域、扩展光栅区域和耦出光栅区域，也不会覆盖这些区域之间的光路连接区域，使得原本在这些区域内传播的光线的光路不受影响，而这些区域以外的其他区域传播的光线不是波导所要利用的有效光线，则一般无需考虑连接件对这部分区域光路的影响。
43.可实施地，波导片100上的第二区域120与第一区域110的边缘连接。
44.可实施地，波导片100上的第二区域120与第一区域110的边缘存在间隙，且间隙不小于0.2mm。
45.需要说明的是，在连接件300与波导片100以及保护片200贴合时，对准精度能够达到使得连接件300的边缘与波导片上光栅结构的边缘连接而不破坏光栅结构时，可以认为第二区域与第一区域的边缘连接。在对准精度受限时，连接件300的边缘与波导片上光栅结构的边缘预留一定的间隙，以防止连接件对光栅结构造成影响，此时可以认为第二区域与第一区域的边缘存在间隙，该间隙的取值通常为0.2mm，或者更大的尺寸。
46.需要说明的是，连接件300的形状不限定为与第二区域的形状一致。
47.可实施地，连接件在与波导片平行的方向上的尺寸大于等于1.1mm。
48.可实施地，连接件在与波导片垂直的方向上的尺寸为0.05-0.2mm。
49.可实施地，连接件在与波导片平行的方向上的尺寸大于等于1.1mm，而且，连接件在与波导片垂直的方向上的尺寸为0.05-0.2mm。
50.需要说明的是，在现有技术的边缘贴合方案中，波导片和保护片之间存在空气间隙，通常会对边缘贴合的胶材进行开口处理，以提高镜片可靠性。在本实用新型的实施例中，当连接件在与波导片平行的方向上的尺寸大于等于1.1mm时，在高温高湿，冷热冲击，低温存储，热循环，盐雾等可靠性测试下，波导片和/或保护片的形变都在波导性能允许的范围内。
51.可实施地，连接件为封闭的环状结构，被配置为隔绝波导片与保护片的内部空气与外界的连通。
52.而且，当连接件在与波导片平行的方向上的尺寸大于等于1.1mm，还能有效防止水汽进入波导片和保护片之间的空气间隙。
53.此外，一定厚度的连接件可以提供受力变形的冗余空间，确保保护片受力的情况下，不至于直接挤压到光波导片的光栅结构。
54.可实施地，显示镜片还可以包括更多的波导片和/或保护片，当波导片的数量为两片及以上时，相邻波导片之间也通过连接件连接。
55.根据本实用新型的另一方面，本实用新型实施例提供了一种近眼显示设备，近眼显示设备包括：设备本体以及设置于设备本体上的前述任意一实施例提供的显示镜片。
56.可实施地，设备本体包括镜腿和镜框，光机设置于镜腿内，显示镜片设置于镜框上。
57.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本
实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

技术特征：
1.一种显示镜片，其特征在于，包括：保护片；波导片，所述波导片上包括相互独立的第一区域和第二区域，所述第二区域围绕所述第一区域设置，所述第一区域内设置有光栅结构；以及连接件，被配置在波导平面内的尺寸拓宽以用于连接所述保护片与所述波导片，所述连接件设置于所述第二区域内以使所述连接件被配置为不影响所述第一区域的原有光线传播路径。2.根据权利要求1所述的显示镜片，其特征在于，所述第一区域包括至少两个光栅结构区域和所述光栅结构区域之间的光路连接区域，光线经由所述光路连接区域从其中一个光栅结构区域传输至另一光栅结构区域。3.根据权利要求2所述的显示镜片，其特征在于，所述第二区域与所述第一区域的边缘连接，或者所述第二区域与所述第一区域的边缘存在间隙，且间隙不小于0.2mm。4.根据权利要求2所述的显示镜片，其特征在于，所述至少两个光栅结构区域包括耦入光栅区域和耦出光栅区域；所述光路连接区域位于所述耦入光栅区域和所述耦出光栅区域之间，从所述耦入光栅区域耦入所述波导片的光线经由所述连接区域传输至所述耦出光栅区域。5.根据权利要求2所述的显示镜片，其特征在于，所述至少两个光栅结构区域包括耦入光栅区域、扩展光栅区域和耦出光栅区域；所述光路连接区域包括位于所述耦入光栅区域和所述扩展光栅区域的第一光路连接区域，以及位于所述扩展光栅区域和所述耦出光栅区域之间的第二光路连接区域，从所述耦入光栅区域耦入所述波导片的光线经由所述第一光路连接区域传输至所述扩展光栅区域，传输至所述扩展光栅区域的光线经由所述第二光路连接区域传输至所述耦出光栅区域。6.根据权利要求1所述的显示镜片，其特征在于，所述连接件在与所述波导片平行的方向上的尺寸大于等于1.1mm，和/或，所述连接件在与所述波导片垂直的方向上的尺寸为0.05-0.2mm。7.根据权利要求1所述的显示镜片，其特征在于，所述连接件为封闭的环状结构，被配置为隔绝所述波导片与所述保护片的内部空气与外界的连通。8.根据权利要求1所述的显示镜片，其特征在于，当所述波导片的数量为两片及以上时，相邻所述波导片之间也通过所述连接件连接。9.一种近眼显示设备，其特征在于，所述近眼显示设备包括：设备本体以及设置于所述设备本体上的如权利要求1-8任意一项所述的显示镜片。10.根据权利要求9所述的近眼显示设备，其特征在于，所述设备本体包括镜腿和镜框，光机设置于所述镜腿内；所述显示镜片设置于所述镜框上。

技术总结
本申请实施例公开了一种显示镜片，包括：保护片；波导片，所述波导片上包括相互独立的第一区域和第二区域，所述第二区域围绕所述第一区域设置，所述第一区域内设置有光栅结构；以及连接件，被配置在波导平面内的尺寸拓宽以用于连接所述保护片与所述波导片，所述连接件设置于所述第二区域内以使所述连接件被配置为不影响所述第一区域的原有光线传播路径。本申请提供的显示镜片能够提高波导贴合保护片后的稳定性并保障波导性能。本申请还提供一种近眼显示设备。近眼显示设备。近眼显示设备。


技术研发人员：郝芳 曹松峰 赵宗宝 沈洪磊
受保护的技术使用者：上海鲲游科技有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/14