光波导元件以及近眼显示设备制造技术

一种光波导元件以及近眼显示设备。光波导元件包括光耦入反射面、波导介质以及多个第一透反部。光耦入反射面与光波导元件的入光面之间的夹角大于0

【技术实现步骤摘要】
光波导元件以及近眼显示设备


[0001]本技术至少一个实施例涉及一种光波导元件以及近眼显示设备。

技术介绍

[0002]近眼显示设备(例如，头戴式显示器)包括图像源和光学元件等部件。目前，随着近眼显示设备的应用越来越广泛，人们对于近眼显示设备期望的视场(FOV)也逐渐增大，而近眼显示设备中的光学元件对期望的视场的影响较大。

技术实现思路

[0003]本技术的至少一实施例提供一种光波导元件以及近眼显示设备。本技术提供的光波导元件中设置了作为镜面反射面的光耦入反射面，而不是作为内全反射面的光耦入反射面，可以增大入射进光波导元件的光线的视场。
[0004]本技术的至少一实施例提供一种光波导元件，包括：光耦入反射面、波导介质以及沿第一方向排列的多个第一透反部。传播至所述多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述光波导元件的出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播。所述光耦入反射面与所述光波导元件的入光面之间的夹角大于0
°
且小于90
°
，所述光耦入反射面被配置为将经所述入光面入射至所述光耦入反射面的光线反射到所述波导介质的第一表面，所述第一表面与所述入光面相对，且入射至所述第一表面的光线的入射角不小于所述全反射临界角θc；所述光耦入反射面为镜面反射面以使入射至所述入光面的光线的视场的范围为
±
(90
‑
θc)。
[0005]例如，在一些示例中，至少一个所述第一透反部的反射面与所述出光面之间的夹角大于0
°
且小于90
°
。
[0006]例如，在一些示例中，所述光波导元件还包括沿第二方向排列的多个第二透反部，所述多个第二透反部位于所述多个第一透反部的入光侧，各所述第二透反部与各所述第一透反部不平行，所述多个第二透反部被配置为将传播至各第二透反部中的光线的一部分反射向所述多个第一透反部，所述第一方向和所述第二方向相交。
[0007]例如，在一些示例中，所述光耦入反射面设置在所述波导介质的第二表面，且所述第一表面与所述第二表面之间的夹角大于90
°
，入射至所述光耦入反射面的光线的入射角不大于所述全反射临界角。
[0008]例如，在一些示例中，所述波导介质还包括与所述第一表面相对且彼此平行的第三表面，所述第三表面包括所述入光面，且所述第二表面连接所述第三表面和所述第一表面。
[0009]例如，在一些示例中，所述光耦入反射面包括增反膜。
[0010]例如，在一些示例中，所述第二表面为所述波导介质的外表面，所述光耦入反射面远离所述第二表面的一侧设置有保护层。
[0011]本技术的至少一实施例提供一种近眼显示设备，包括上述任一光波导元件，所述近眼显示设备还包括：图像源；以及光线调整元件，位于所述图像源的出光侧，被配置为调整所述图像源发出的图像光的方向。所述光波导元件位于所述光线调整元件的出光侧，从所述光线调整元件射出的光线被配置为进入到所述光波导元件，且在所述光波导元件内经过多次反射后，从所述光波导元件的所述出光面出射。
[0012]例如，在一些示例中，所述图像源包括多个子显示区域，所述光线调整元件包括多个光线调整结构，所述多个子显示区域和所述多个光线调整结构一一对应，且各子显示区域发出的图像光被配置为从对应的光线调整结构出射。
[0013]例如，在一些示例中，所述光线调整元件还包括：耦合透镜，位于多个光线调整结构面向所述光波导元件的一侧。从多个光线调整结构出射的光线经过所述耦合透镜入射至所述光波导元件的所述入光面。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本技术的一些实施例，而非对本技术的限制。
[0015]图1为根据本技术实施例提供的近眼显示设备的局部截面结构示意图；
[0016]图2为入射到光波导元件的光耦入反射面上的光线发生全反射时的光路图；
[0017]图3为入射到光波导元件的光耦入反射面上的光线发生镜面反射时的光路图；
[0018]图4为根据本技术一示例提供的光波导元件的局部结构示意图；以及
[0019]图5为根据本技术另一示例提供的近眼显示设备的局部截面结构示意图。
具体实施方式
[0020]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0022]本技术的实施例提供一种光波导元件以及近眼显示设备。光波导元件包括：光耦入反射面、波导介质以及沿第一方向排列的多个第一透反部。传播至所述多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述光波导元件的出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播。所述光耦入反射面与所述光波导元件的入光面之间的夹角大于0
°
且小于90
°
，所述光耦入反射面被配置为将经所述入光面入射至所述光耦入反射面的光线反射到所述波导介
质的第一表面，所述第一表面与所述入光面相对，且入射至所述第一表面的光线的入射角不小于所述全反射临界角θc；所述光耦入反射面为镜面反射面以使入射至所述入光面的光线的视场的范围为
±
(90
‑
θc)。本技术提供的光波导元件中设置了作为镜面反射面的光耦入反射面，而不是作为内全反射面的光耦入反射面，可以增大入射进光波导元件的光线的视场。
[0023]下面结合附图对本技术实施例提供的光波导元件以及近眼显示设备进行描述。
[0024]图1为根据本技术实施例提供的近眼显示设备的局部截面结构示意图。如图1所示，近眼显示设备包括图像源100、光线调整元件200以及光波导元件300。光线调整元件200位于图像源100的出光侧，且被配置为调整所述图像源100发出的图像光的方向；光波导元件300位于光线调整元件200的出光侧，从光线调整元件200射出的光线被配置为进入到光波导元件300，且在光波导元件300内经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导元件，其特征在于，包括：光耦入反射面、波导介质以及沿第一方向排列的多个第一透反部，传播至所述多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述光波导元件的出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播，其中，所述光耦入反射面与所述光波导元件的入光面之间的夹角大于0
°
且小于90
°
，所述光耦入反射面被配置为将经所述入光面入射至所述光耦入反射面的光线反射到所述波导介质的第一表面，所述第一表面与所述入光面相对，且入射至所述第一表面的光线的入射角不小于全反射临界角θc；所述光耦入反射面为镜面反射面以使入射至所述入光面的光线的视场的范围为
±
(90
‑
θc)。2.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，至少一个所述第一透反部的反射面与所述出光面之间的夹角大于0
°
且小于90
°
。3.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，所述光波导元件还包括沿第二方向排列的多个第二透反部，所述多个第二透反部位于所述多个第一透反部的入光侧，各所述第二透反部与各所述第一透反部不平行，所述多个第二透反部被配置为将传播至各第二透反部中的光线的一部分反射向所述多个第一透反部，所述第一方向和所述第二方向相交。4.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，所述光耦入反射面设置在所述波导介质的第二表面，且所述第一表面与所述第二表面之间的夹角大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凡月，黄伟，沈宝良，
申请(专利权)人：拾斛科技南京有限公司，
类型：新型
国别省市：