穿戴设备的制作方法

1.本技术属于终端技术领域，具体涉及一种穿戴设备。


背景技术：

2.增强现实(augmented reality，ar)是近年来广受关注的科技领域，它属于近眼显示(near-eye display，ned)范畴，通过透明玻璃将人眼看到的真实世界的信息并结合微型显示器上投影到人眼中的图像、视频、3d(3dimensions)模型等虚拟信息相互叠加而形成“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相“增强”。当前ar眼镜整体结构(如：单屏单目、单屏双目但仅有单目显示ar影像、双屏双目)会引起左右眼协同困难，使用眩晕的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种穿戴设备，用以解决ar眼镜会引起左右眼协同困难，使用眩晕的问题。
4.本技术实施例提供了一种穿戴设备，包括：
5.第一镜片，所述第一镜片中具有第一光波导结构；
6.第二镜片，所述第二镜片中具有第二光波导结构；
7.第三光波导结构，所述第三光波导结构中具有第一光通道、第二光通道和第三光通道，所述第一光通道的耦出口与所述第二光通道的耦入口、所述第三光通道的耦入口导通；
8.显示器，所述显示器发出的光信号从所述第一光通道的耦入口进入所述第一光通道中；
9.所述第一光通道的耦出口输出的光信号从所述第二光通道的耦入口进入所述第二光通道，从所述第二光通道的耦出口输出的光信号进入所述第一光波导结构中并从所述第一镜片出射；
10.所述第一光通道的耦出口输出的光信号从所述第三光通道的耦入口进入所述第三光通道，从所述第三光通道的耦出口输出的光信号进入所述第二光波导结构中并从所述第二镜片出射。
11.本技术实施例的穿戴设备，包括：第一镜片，所述第一镜片中具有第一光波导结构；第二镜片，所述第二镜片中具有第二光波导结构；第三光波导结构，所述第三光波导结构中具有第一光通道、第二光通道和第三光通道，所述第一光通道的耦出口与所述第二光通道的耦入口、所述第三光通道的耦入口导通；显示器，所述显示器可发出光信号，所述显示器发出的光信号从所述第一光通道的耦入口进入所述第一光通道中；所述第一光通道的耦出口输出的光信号从所述第二光通道的耦入口进入所述第二光通道，从所述第二光通道的耦出口输出的光信号进入所述第一光波导结构中并从所述第一镜片出射；所述第一光通道的耦出口输出的光信号从所述第三光通道的耦入口进入所述第三光通道，从所述第三光
通道的耦出口输出的光信号进入所述第二光波导结构中并从所述第二镜片出射。在本技术实施例的穿戴设备中，所述显示器发出的光信号可以通过所述第三光波导结构分成两路，一路光信号进入所述第一光波导结构中并从所述第一镜片出射；另一路光信号进入所述第二光波导结构中并从所述第二镜片出射，利用一块显示器通过第三光波导结构将光信号投射到两个镜片上，使得单个显示器所产生的虚拟图像的光学信息可以在双目镜片上同步传输，可以实现双目ar图像的同步显示，解决了左右眼协同困难，使用眩晕的问题，便于聚焦，减少用眼疲劳，更少的硬件配套相比于双屏双目结构，有效降低了整机尺寸与硬件成本；同时解决了光波导单个耦出口与耦入口的结构引起极低的光信号利用率而导致需要更多光路模块的问题。
附图说明
12.图1为本技术实施例中穿戴设备的一个结构示意图；
13.图2为图1中局部a的一个放大示意图；
14.图3为本技术实施例中穿戴设备的一个正视图；
15.图4为图3中局部b的一个放大示意图；
16.图5为本技术实施例中穿戴设备的一个俯视图；
17.图6为图5中局部c的一个放大示意图；
18.图7a为第三光波导结构的一个结构示意图；
19.图7b为光信号在光通道中传输的一个示意图；
20.图8a为第三光波导结构的另一个结构示意图；
21.图8b为光信号在光通道中传输的另一个示意图。
22.附图标记
23.第一镜片10；第一光波导结构11；
24.第二镜片20；第二光波导结构21；
25.第三光波导结构30；
26.第一光通道31；第二光通道32；第三光通道33；
27.光波导板34；光子晶体凸起35；光子晶体介质孔36；
28.显示器40；
29.棱镜50。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本技术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，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联
对象是一种“或”的关系。
32.下面结合附图1至图8b所示，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的穿戴设备进行详细地说明。
33.如图1至图8b所示，本技术实施例的穿戴设备包括：第一镜片10、第二镜片20、第三光波导结构30和显示器40，第一镜片10与第二镜片20可以间隔设置，第一镜片10可以作为左眼镜片，第二镜片20可以作为右眼镜片，第一镜片10中具有第一光波导结构11，第一光波导结构11可以为阵列光波导，第一光波导结构11中的光信号可以从第一镜片10出射后进入人的左眼以实现成像，第二镜片20中具有第二光波导结构21，第二光波导结构21可以为阵列光波导，第二光波导结构21中的光信号可以从第二镜片20出射后进入人的右眼以实现成像。第三光波导结构30中具有第一光通道31、第二光通道32和第三光通道33，第一光通道31的耦出口与第二光通道32的耦入口、第三光通道33的耦入口导通，使得第一光通道31中的光信号可以从第二光通道32的耦入口进入第二光通道32，第一光通道31中的光信号可以从第三光通道33的耦入口进入第三光通道33。
34.显示器40可以发出光信号，显示器40发出的光信号可以从第一光通道31的耦入口进入第一光通道31中，第一光通道31的耦出口输出的光信号可以从第二光通道32的耦入口进入第二光通道32，从第二光通道32的耦出口输出的光信号可以进入第一光波导结构11中，进入第一光波导结构11中光信号可以从第一镜片10出射，以在人的眼睛中成像。第一光通道31的耦出口输出的光信号可以从第三光通道33的耦入口进入第三光通道33，从第三光通道33的耦出口输出的光信号可以进入第二光波导结构21中，进入第二光波导结构21中的光信号可以从第二镜片20出射，以在人的眼睛中成像。
35.在本技术的穿戴设备中，显示器40发出的光信号可以通过第三光波导结构30分成两路，一路光信号进入第一光波导结构11中并从第一镜片10出射；另一路光信号进入第二光波导结构21中并从第二镜片20出射，利用一块显示器40通过第三光波导结构30将光信号投射到两个镜片上，使得单个显示器所产生的虚拟图像的光学信息可以在双目镜片上同步传输，可以实现双目ar图像的同步显示，可有效地将虚拟信息分别被人体左右双眼内的视网膜神经捕获并成像，实现该虚拟信息的双目同步显示，解决了左右眼协同困难，使用眩晕的问题，便于聚焦，减少用眼疲劳，更少的硬件配套相比于双屏双目结构，有效降低了整机尺寸与硬件成本；同时解决了光波导单个耦出口与耦入口的结构引起极低的光信号利用率而导致需要更多光路模块的问题。本技术中两片镜片与一个微型显示器可以实现双目显示的对称式单屏双目ar眼镜，比传统的双目显示ar眼镜减少了一块成本高昂的微型显示器，同时又不会引起佩戴的眩晕与用眼疲劳等问题。
36.在一些实施例中，如图4所示，第一光通道31可以分别和第二光通道32与第三光通道33垂直，第一光通道31可以和第二光通道32与第三光通道33整体构成t字型，第二光通道32与第三光通道33可以平行或共线，便于第二光通道32与第三光通道33可以同步进入对应的光波导结构中，进而从相应的镜片中出射。
37.可选地，如图7a至图8b所示，第二光通道32与第三光通道33可以呈弯折状，第一光通道31可以和第二光通道32与第三光通道33整体构成类y形结构，第二光通道32的耦出口端与第三光通道33的耦出口端的中心线可以平行或共线，使得从第二光通道32的耦出口端与第三光通道33的耦出口端出射的光线可以平行，以便于同步进入对应的光波导结构中。
38.在一些实施例中，如图4、如图7a至图8b所示，第二光通道32与第三光通道33可以关于第一光通道31对称设置，使得第一光通道31中的光信号可以同步进入第二光通道32与第三光通道33，进入第二光通道32与第三光通道33中的光信号可以同步进入对应的光波导结构中，进而从相应的镜片中出射。
39.在本技术的实施例中，如图7a至图8b所示，第三光波导结构30可以包括：光波导板34，光波导板34的表面可以具有多个间隔排列的光子晶体结构，光子晶体结构围绕成第一光通道31、第二光通道32和第三光通道33。第三光波导结构30可以为光子晶体光波导结构，光子晶体结构可以呈周期性排列，使得显示器40发出的光信号进入第一光通道31后，可以进入第二光通道32和第三光通道33中传输，通过光通道传输至镜片中，以在人眼中成像。
40.可选地，如图8a至图8b所示，光子晶体结构可以包括：光子晶体凸起35，光子晶体凸起35可以为光子晶体介质棒，光子晶体凸起35围绕成第一光通道31、第二光通道32和第三光通道33，光子晶体凸起35可以呈周期性排列，使得显示器40发出的光信号进入第一光通道31后，可以进入第二光通道32和第三光通道33中传输，通过光通道传输至镜片中，以在人眼中成像。
41.可选地，如图7a至图7b所示，光子晶体结构可以包括：光子晶体介质孔36，光子晶体介质孔36围绕成第一光通道31、第二光通道32和第三光通道33，光子晶体介质孔36可以呈周期性排列，使得显示器40发出的光信号进入第一光通道31后，可以进入第二光通道32和第三光通道33中传输，通过光通道传输至镜片中，以在人眼中成像。
42.光子晶体即光子禁带材料，是由不同折射率的介质，周期性排列而成的人工显微结构，其材料结构上存在布拉格散射，当电磁波在光子晶体材料中传播时，由于受限于该布拉格散射而受到调制，电磁波能量形成能带结构，能带与能带之间出现带隙，即光子带隙，所具能量处在光子带隙内的光子，不能进入该晶体。正是由于光子晶体包含规则重复的周期性高、低介电常数区域，光子能否传播通过该结构，取决于其波长以及允许的模式所组成的频段。简单地说，它具有波长选择性功能，可以有选择地使某个波段的光通过而阻止其它波长的光通过其中。因此，基于光子晶体的原理特性，可以根据光的波长范围设计出可以通过特定波长光线的光子晶体显微结构，可以根据可见光波段的波长范围，设计了一种具有类y形结构并可选择性通过400nm-760nm可见光波长的光子晶体显微结构，以使得显示器40发出的光信号可以通过第一光通道31进入第二光通道32和第三光通道33中传输，使得光信号可以通过光通道同步传输至镜片中，以在人眼中成像。
43.在完整的光子晶体中，通过单个或多个晶格点阵的规则性扰动，可以产生一个频率位于带隙范围内并且在空间上被限制在缺陷周围的局域模式或者缺陷模式，进而可通过在光子晶体中设计多样化的缺陷方式来实现对光的约束。因此，本技术中可以设计呈类y型或t型的分叉式光子晶体光波导结构，可以通过在完整的光子晶体中人为的引入介质缺陷，进而控制光信号只能在该通道内传播。如图7a至图8b所示，第三光波导结构30可以为类y型分叉式光子晶体光波导结构，其中，显示器40发出的光波可以进入到第三光波导结构30中，然后分成两束光波后，以平行的方式可以同时进入两片镜片中进行传输，以在人眼中成像。
44.光子晶体结构可以为光子晶体凸起35或光子晶体介质孔36，可以在光波导板34中根据可见光传输禁带宽度要求，可以设计周期性排列的光子晶体结构，光子晶体结构可以为显微结构，使其存在布拉格散射而调制光路，并仅能在缺陷内部形成的通道中传播，使得
光信号可以在光通道中传输。可以在光波导板34上设计周期性排列的点阵式光子晶体凸起35，受限于电磁波能量形成能带结构，所具能量处在光子带隙内的光子仅能在设计的缺陷中传播而不能进入该晶体，进而实现光路的控制，使得光信号可以在光通道中传输。
45.在一些实施例中，如图1、图4和图5所示，设备还可以包括：棱镜50，显示器40发出的光信号可以从棱镜50的入射面入射，进入棱镜50的光信号可以从棱镜50的出射面出射，棱镜50的出射面出射的光信号可以从第一光通道31的耦入口进入第一光通道31中，第一光通道31中耦出的光信号可以进入第二光通道32和第三光通道33中传输，使得光信号可以通过光通道传输至镜片中，以在人眼中成像。
46.在另一些实施例中，棱镜50可以设置于显示器40与第三光波导结构30之间，便于显示器40发出的光信号经过棱镜50后可以进入第三光波导结构30中，进而使得光信号可以通过第三光波导结构30中的光通道传输至镜片中的光波导结构中，镜片的光波导结构中光信号可以从相应的镜片出射，以在人眼中成像。
47.在本技术的实施例中，如图1和图2所示，第三光波导结构30可以设置于第一镜片10与第二镜片20之间，第一镜片10与第二镜片20关于第一光通道31对称设置，使得第一光通道31中的光信号可以同步进入第二光通道32与第三光通道33，进入第二光通道32与第三光通道33中的光信号可以同步进入对应的光波导结构中，进而从相应的镜片中出射，以在人眼中成像。
48.在应用过程中，穿戴设备可以为ar眼镜，穿戴设备可以为整体式ar眼镜、分体式ar眼镜、全息显示、可穿戴式智能眼镜等电子产品。
49.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。