光传输设备制造技术

本申请提供了一种光传输设备。所述光传输设备包括：光源；横向散射膜，所述横向散射膜的第一表面与所述光源贴合，并且将所述光源发出的光沿所述横向散射膜的面内方向散射；角度选择滤光片，所述角度选择滤光片与所述横向散射膜的与所述第一表面相对的第二表面连接，并且对所述横向散射膜散射后的光进行过滤，所述过滤透射预设入射角以上的光线并且反射或吸收小于预设入射角的光线；以及光波导基板，所述光波导基板与所述角度选择滤光片连接，并且通过全反射在所述光波导基板的板内进行光传输。

Optical transmission equipment

【技术实现步骤摘要】
光传输设备
本申请涉及光学元件领域，具体地，涉及一种光传输设备。
技术介绍
随着电子技术的发展，市场上涌现出多种可穿戴设备。以GoogleGlass为代表的增强现实(AR)设备和以HTCvive等为代表的虚拟现实(VR)设备为头戴式可穿戴设备增添了诸多活力。在AR和VR应用中，有多种方式可以实现近眼显示(NED)。例如，可采用偏振分光棱镜(PBS)、自由曲面棱镜(FFSP)或光波导来实现引用于AR和VR中的近眼显示。偏振分光棱镜只能投射2D扩增影像，并且其光学透镜厚度大约是10mm，整体外型仍难为大众所接受。此外，偏振分光棱镜的视场角(FOV)较小，一般仅有15°左右。自由曲面棱镜虽然无法显著改善镜片过后的情况，但其已经能有效提升AR设备和VR设备的视场角。此外，由于其加工技术已相对成熟，配合逐渐平价化的硅基OLED微投影技术，其成本已经可以控制在消费者可接受的水平。光波导技术在AR和VR中的应用可以将显示屏和成像系统远离AR设备的眼部位置，而移动到额头顶部或者侧面，这极大降低了光学系统对外界视线的阻挡，并且使得重量分布更符合人体工程学，从而改善了设备的佩戴体验。此外，光波导技术的应用可以在显著减小镜片厚度的同时不明显降低视场角，透光率也能够显著提升。在此基础上，AR设备和VR设备可以实现轻薄化。例如，AR设备可以做出普通眼镜的形状，从而提升消费者对这些设备的接受度。光波导的特性被业界普遍看好，有望作为AR设备和VR设备近眼显示的最终解决方案。因此，市场上亟需合理的基于光波导的光传输设备解决方案。
技术实现思路
本申请提供了一种光传输设备。所述光传输设备包括：光源；横向散射膜，所述横向散射膜的第一表面与所述光源贴合，并且将所述光源发出的光沿所述横向散射膜的面内方向散射；角度选择滤光片，所述角度选择滤光片与所述横向散射膜的与所述第一表面相对的第二表面连接，并且对所述横向散射膜散射后的光进行过滤，所述过滤透射预设入射角以上的光线并且反射或吸收小于预设入射角的光线；以及光波导基板，所述光波导基板与所述角度选择滤光片连接，并且通过全反射在所述光波导基板的板内进行光传输。根据本申请实施方式，所述光波导基板的全反射角大于25度。根据本申请实施方式，响应于所述横向散射膜散射后的光进入所述光波导基板的入射角在0度以上并且在35度以下，所述角度选择滤光片在600nm以上的波长的波段具有通带；以及响应于所述横向散射膜散射后的光进入所述光波导基板的入射角大于35度并且在70度以下，所述角度选择滤光片在410nm以上的波长的波段具有通带。根据本申请实施方式，所述横向散射膜散射后的光进入所述角度选择滤光片的入射角在80度以下。根据本申请实施方式，所述横向散射膜的第一表面与所述光源通过硅胶或树脂密封。根据本申请实施方式，所述光波导基板与所述角度选择滤光片通过光学胶连接，所述光学胶的折射率在1.2以上并且在1.8以下。根据本申请实施方式，所述光波导基板由玻璃或光学树脂制成。根据本申请实施方式，所述角度选择滤光片是将具有第一折射率的第一材料和具有第二折射率的第二材料按照(H-L)mHn或(L-H)mLn的顺序依次镀制在所述光波导基板上的膜系，其中，H表示所述第一材料，L表示所述第二材料，m、n分别表示重复次数；m≥1，n＝0或1；并且所述第一折射率大于所述第二折射率。根据本申请实施方式，所述第一材料是Ti2O5、ZnS、Ta2O5、ZrO2中的一种或多种，并且所述第二材料是SiO2、Na3AlF6中的一种或多种。根据本申请实施方式，镀制顺序是(H-L)mHn，m＝29，n＝1。根据本申请实施方式，所述角度选择滤光片是将具有第一折射率的第一材料、具有第二折射率的第二材料和具有第三折射率的第三材料按照(L-H1-L-H1-L)x(H1-L)y(H2-L)z的顺序依次镀制在所述光波导基板上的膜系，其中，L表示所述第一材料，H1表示所述第二材料，H2表示所述第三材料，x、y、z表示重复次数，所述第一折射率小于所述第二折射率，并且所述第一折射率小于所述第三折射率。根据本申请实施方式，所述第一材料是SiO2，所述第二材料是Ti3O5，并且所述第三材料是ZnS或Ta2O5、ZrO2。根据本申请实施方式，x＝2，y＝12，z＝12。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是根据本申请实施方式的光传输设备的示意性剖视图；图2是根据本申请实施方式的光传输设备的分解示意图；图3A和图3B是不同入射角的光经过角度选择滤光片后透射出的光的透过率示意图；图4A和图4B是不同入射角的光经过角度选择滤光片后透射出的光的透过率示意图；以及图5是根据本申请实施方式的光传输设备的制备方法的流程图。具体实施方式为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一表面也可被称作第二表面。反之亦然。在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。还应理解的是，诸如“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等表述在本说明书中是开放性而非封闭性的表述，其表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合的存在。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，其修饰整列特征，而非仅仅修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，除非明确限定或与上下文相矛盾，否则本申请所记载的方法中包含的具体步骤不必限于所记载的顺序，而可以任意顺序执行或并行地执行。下面将参考附图并结合实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光传输设备，其特征在于，所述光传输设备包括：/n光源；/n横向散射膜，所述横向散射膜的第一表面与所述光源贴合，并且将所述光源发出的光沿所述横向散射膜的面内方向散射；/n角度选择滤光片，所述角度选择滤光片与所述横向散射膜的与所述第一表面相对的第二表面连接，并且对所述横向散射膜散射后的光进行过滤，所述过滤透射预设入射角以上的光线并且反射或吸收小于预设入射角的光线；以及/n光波导基板，所述光波导基板与所述角度选择滤光片连接，并且通过全反射在所述光波导基板的板内进行光传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种光传输设备，其特征在于，所述光传输设备包括：
光源；
横向散射膜，所述横向散射膜的第一表面与所述光源贴合，并且将所述光源发出的光沿所述横向散射膜的面内方向散射；
角度选择滤光片，所述角度选择滤光片与所述横向散射膜的与所述第一表面相对的第二表面连接，并且对所述横向散射膜散射后的光进行过滤，所述过滤透射预设入射角以上的光线并且反射或吸收小于预设入射角的光线；以及
光波导基板，所述光波导基板与所述角度选择滤光片连接，并且通过全反射在所述光波导基板的板内进行光传输。


2.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述光波导基板的全反射角大于25度。


3.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，
响应于所述横向散射膜散射后的光进入所述光波导基板的入射角在0度以上并且在35度以下，所述角度选择滤光片在600nm以上的波长的波段具有通带；以及
响应于所述横向散射膜散射后的光进入所述光波导基板的入射角大于35度并且在70度以下，所述角度选择滤光片在410nm以上的波长的波段具有通带。


4.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述横向散射膜散射后的光进入所述角度选择滤光片的入射角在80度以下。


5.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述横向散射膜的第一表面与所述光源通过硅胶或树脂密封。


6.根据权利要求1所述的光传输设备，其特征在于，所述光波导基板与所述角度选择滤光片通过光学胶连接，所述光学胶的折射率在1.2以上并且在1.8以下。


7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈策，丁维红，王佳嘉，杨伟，方叶庆，马科，郭景朝，
申请(专利权)人：信阳舜宇光学有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41