本申请涉及电子领域,具体涉及一种模具、光波导及其制备方法和增强现实设备。
背景技术:
1、增强现实(augmented reality,ar)技术可以将虚拟与现实结合,目前得到了越来越广泛的应用。光波导是增强现实设备必不可少的元件,光波导包括几何光波导及衍射光波导,相较于几何光波导,衍射光波导的光栅在设计和生产上的灵活性更高,可量产性和良率更高,因此应用更为广泛。常用衍射光波导的光栅形态包括矩形光栅,闪耀光栅和倾斜光栅。矩形光栅结构简单制作容易,但光效低,而倾斜光栅和闪耀光栅的最大优势是衍射光能量高。与闪耀光栅相比,倾斜光栅对尺寸公差的允许范围更宽,因此倾斜光栅的应用范围更广,更适合于衍射光波导的光传输和成像。然而,倾斜光栅只能采用半导体刻蚀工艺进行制备,难以采用纳米压印工艺、注塑成型工艺或浇注成型工艺等进行制备,由此使得倾斜光栅制备成本高,且半导体刻蚀工艺仅适用于玻璃,这使得制得的光波导易碎、重量大,不利于使用该光波导的增强现实设备的减重。
技术实现思路
1、针对上述问题,本申请实施例提供一种模具,其可以应用于注塑成型或浇注成型工艺,以制备具有倾斜光栅的光波导,以使得得到的光波导具有较高的光效、较低的成本及较轻的重量。
2、本申请第一方面实施例提供了一种模具,其包括:
3、第一子模;以及
4、第二子模,所述第二子模与所述第一子模可围合成模腔,所述第二子模包括本体部及第一导柱;所述本体部具有面向所述模腔的第一表面及连通所述模腔的第一通孔,所述第一通孔沿第一方向延伸且贯穿所述第一表面,所述第一导柱沿所述第一方向可移动穿设于所述第一通孔内,所述第一方向倾斜于所述第一表面;所述第一导柱在其面向所述模腔的表面上设有第一栅状结构,所述第一栅状结构倾斜于所述第一表面。
5、本申请第二方面实施例提供了一种光波导的制备方法,其包括:
6、提供本申请第一方面所述的模具,所述第一导柱具有相对于所述第二子模的第一位置及第二位置,所述第一位置相较于所述第二位置更靠近所述第一子模,使所述第一导柱处于第一位置;
7、往所述模具的模腔内注入树脂浆液,并进行成型,以使所述树脂浆液形成所述光波导,其中所述光波导具有与所述第一导柱的第一栅状结构形状互补的第一倾斜光栅;
8、使所述第一导柱朝向背离所述第一子模的方向移动至所述第一导柱处于第二位置;以及
9、将第一子模与第二子模分离,以分离出所述光波导。
10、本申请第三方面实施例提供一种光波导,所述光波导采用本申请第二方面实施例所述的制备方法制得。
11、本申请第四方面实施例提供一种增强现实设备,其包括:
12、投影光机,所述投影光机用于投射光信号,所述光信号包括图像信息;以及
13、本申请第三方面实施例所述的光波导,所述光波导用于传输所述光信号。
14、本申请实施例的模具,可以用于注塑或浇注工艺,通过设置第一导柱,在脱模时,先对第一导柱进行脱模,再对第一子模与第二子模进行脱模,可以有效解决注塑或浇注工艺过程中,倾斜光栅无法脱模的问题,可以通过注塑成型工艺或浇注成型工艺制备具有倾斜光栅的光波导,解决了现有具有倾斜光栅的光波导只能通过半导体刻蚀工艺进行制备,成本高的问题,从而大大降低了具有倾斜光栅的光波导的制备成本,且容易量产;此外,由于注塑成型工艺或浇注成型工艺可以采用树脂材料作为原材料,因此制得的光波导可以为树脂材质,这使得制得的具有倾斜光栅的光波导具有更轻的重量、更好的耐摔及抗冲击性能,应用于增强现实设备时,可以更好的减轻增强现实设备的重量,更好的耐摔及抗冲击性能。
1.一种模具,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述第一导柱液密地设于所述第一通孔内;所述第一栅状结构沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向之间的角度α的范围为0≤α≤10°。
3.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述第一导柱具有相对于所述第二子模的第一位置及第二位置,所述第一位置相较于所述第二位置更靠近所述第一子模,当所述模具用于注塑成型或浇注成型时,所述第一导柱处于第一位置,当进行脱模时,所述第一导柱处于第二位置。
4.根据权利要求3所述的模具,其特征在于,所述第一导柱包括相连的第一穿设部及第一限位部,所述本体部还具有与所述第一表面相背设置的第二表面,所述第一通孔还贯穿所述第二表面,所述第一穿设部可移动穿设于所述第一通孔,所述第一栅状结构设于所述第一穿设部背离所述第一限位部的一侧;所述第一限位部位于所述第二表面背离所述第一子模的一侧,且在沿所述第二表面的延伸方向上凸出于所述第一穿设部。
5.根据权利要求4所述的模具,其特征在于,当所述第一导柱处于所述第一位置时,所述第一导柱面向所述模腔的表面与所述第一表面平齐,所述第一限位部抵持所述第二表面。
6.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述第一导柱沿所述第一方向的移动距离s1的范围为1μm≤s1≤5㎝。
7.根据权利要求1-6任一项所述的模具,其特征在于,所述模具还包括第一传动件,所述第一传动件用于驱动所述第一导柱沿所述第一方向相对所述第二子模移动。
8.根据权利要求7所述的模具,其特征在于,所述第一传动件设置于所述第二子模背离所述第一子模的一侧,且所述第一传动件与所述第一导柱滑动连接,所述第一传动件可相对所述第二子模朝向靠近或背离所述第二子模的方向移动,以带动所述第一导柱沿所述第一方向相对所述第二子模移动。
9.根据权利要求2所述的模具,其特征在于,所述本体部还具有连通所述模腔的第二通孔,所述第二通孔与所述第一通孔间隔设置且贯穿所述第一表面,所述第二通孔沿第三方向延伸;所述第二子模还包括第二导柱,所述第二导柱沿所述第三方向可移动穿设于所述第二通孔内,所述第三方向倾斜于所述第一表面;所述第二导柱在其面向所述模腔的表面设有第二栅状结构,所述第二栅状结构倾斜于所述第一表面。
10.根据权利要求9所述的模具,其特征在于,所述第二导柱液密地设于所述第二通孔内;所述第二栅状结构沿第四方向延伸,所述第三方向与所述第四方向之间的角度β的范围为0≤β≤10°;所述第二方向与所述第四方向平行或相交。
11.根据权利要求9所述的模具,其特征在于,所述第二导柱包括相连的第二穿设部及第二限位部,所述本体部还具有与所述第一表面相背设置的第二表面,所述第二通孔还贯穿所述第二表面,所述第二穿设部可移动穿设于所述第二通孔,所述第二栅状结构设于所述第二穿设部背离所述第二限位部的一侧;所述第二限位部位于所述第二表面背离所述第一子模的一侧,且在沿所述第二表面的延伸方向上凸出于所述第二穿设部。
12.根据权利要求9所述的模具,其特征在于,所述模具还包括第二传动件,所述第二传动件设置于所述第二子模背离所述第一子模的一侧,且所述第二传动件与所述第一导柱和所述第二导柱均滑动连接,以用于带动所述第一导柱沿所述第一方向相对所述第二子模移动,同时带动所述第二导柱沿所述第三方向相对所述第二子模移动。
13.一种光波导的制备方法,其特征在于,包括:
14.根据权利要求13所述的光波导的制备方法,其特征在于,所述树脂浆液为熔融热塑性树脂,所述热塑性树脂在2.16kg压力、280℃下的熔体体积流动速率mvr≥10g/10min。
15.根据权利要求14所述的光波导的制备方法,其特征在于,所述热塑性树脂包括聚对苯二甲酸乙二酯、光学级聚碳酸酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物及他们的改性材料中的至少一种。
16.根据权利要求13所述的光波导的制备方法,其特征在于,所述树脂浆液为热固化树脂单体或光固化树脂单体;所述往所述模具的模腔内注入树脂浆液并进行成型,以使所述树脂浆液形成所述光波导,包括:
17.根据权利要求13至16任一项所述的光波导的制备方法,其特征在于,所述使所述第一导柱朝向背离所述第一子模的方向移动至所述第一导柱处于第二位置的时刻为t1,所述将第一子模与第二子模分离的时刻为t2,t2-t1≤1s。
18.一种光波导,其特征在于,所述光波导采用权利要求13-17任一项所述的制备方法制得。
19.一种增强现实设备,其特征在于,包括:
