光波导系统和近眼显示器技术方案

本实用新型专利技术提供了一种光波导系统和近眼显示器。光波导系统包括：光波导片，光波导片为多个，多个光波导片至少包括两个叠置的光波导片；耦入光栅，耦入光栅设置在光波导片上，耦入光栅用于将外部光机发射的光耦入到光波导片内；转折光栅，转折光栅位于耦入光栅的一侧，转折光栅用于接收耦入光栅的光；功能结构区，叠置的多个光波导片上的耦入光栅对应设置，功能结构区设置在相叠置的多个光波导片中位于远离外部光机的一个或多个光波导片上，且功能结构区位于其所在的光波导片上对应的耦入光栅与转折光栅之间。本实用新型专利技术解决了现有技术中的光波导系统存在光线串扰难以改善的问题。的光波导系统存在光线串扰难以改善的问题。的光波导系统存在光线串扰难以改善的问题。

【技术实现步骤摘要】
光波导系统和近眼显示器


[0001]本技术涉及光学成像设备
，具体而言，涉及一种光波导系统和近眼显示器。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和科技的不断创新，虚拟现实(VR)，增强现实(AR)，混合现实(MR)已经逐步进入人们的生活中，其中在AR增强现实方面，光波导技术是不可缺少的一步，但目前单片全彩的光波导系统的显示效果还不够理想，需要多片设计去显示全彩图像。这样的搭配可以提高显示效率但会增加整体厚度及整体佩戴重量，因此两片式的增强现实眼镜是目前常用选择。多片的光波导设计不仅对叠合有高精度要求，还会造成一定的光线串扰现象影响显示。现有技术中的光波导系统通常是在耦入光栅的正上方添加滤波片来减少光线串扰，但该种方案会大大增大光波导片的叠合难度，同时会增加光波导系统的厚度。
[0003]也就是说，现有技术中的光波导系统存在光线串扰难以改善的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种光波导系统和近眼显示器，以解决现有技术中的光波导系统存在光线串扰难以改善的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种光波导系统，包括：光波导片，光波导片为多个，多个光波导片至少包括两个叠置的光波导片；耦入光栅，耦入光栅设置在光波导片上，耦入光栅用于将外部光机发射的光耦入到光波导片内；转折光栅，转折光栅位于耦入光栅的一侧，转折光栅用于接收耦入光栅的光；功能结构区，叠置的多个光波导片上的耦入光栅对应设置，功能结构区设置在相叠置的多个光波导片中位于远离外部光机的一个或多个光波导片上，且功能结构区位于其所在的光波导片上对应的耦入光栅与转折光栅之间。
[0006]进一步地，功能结构区为吸收膜。
[0007]进一步地，功能结构区为光栅结构。
[0008]进一步地，光波导系统还包括耦出光栅，耦出光栅设置在转折光栅上并与转折光栅一体成型；或者耦出光栅与转折光栅间隔设置，耦入光栅的中心和转折光栅的中心的连线与耦出光栅的中心和转折光栅的中心的连线垂直，耦出光栅用于接收转折光栅的光，耦出光栅将光耦出光波导片，功能结构区位于其所在的光波导片上对应的转折光栅与耦出光栅之间。
[0009]进一步地，耦入光栅为衍射光栅，衍射光栅的周期大于等于300纳米且小于等于600纳米。
[0010]进一步地，耦入光栅为闪耀光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种；或者转折光栅为闪耀光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种；或者耦出光栅为闪耀光栅、倾斜光栅和矩形光栅中的一种。
[0011]进一步地，光波导片的材质为玻璃，玻璃的折射率不小于1.5。
[0012]进一步地，玻璃的折射率大于等于1.5且小于等于2.3。
[0013]进一步地，光波导片的厚度大于等于400微米小于等于1000微米。
[0014]根据本技术的另一方面，提供了一种近眼显示器，包括：光机；上述的光波导系统，光机向光波导系统发射光，光波导系统将光耦入到人眼中。
[0015]应用本技术的技术方案，光波导系统包括光波导片、耦入光栅、转折光栅和功能结构区，光波导片为多个，多个光波导片至少包括两个叠置的光波导片，这样设置有利于合理规划不同颜色的光在不同的光波导片中的传输，以保证彩色光在多个光波导片中传输的稳定性，进而保证光波导系统能够显示全彩图像。耦入光栅设置在光波导片上，耦入光栅用于将外部光机发射的光大部分耦入到光波导片内，保证光波导片的耦入效率。转折光栅位于耦入光栅的一侧，转折光栅用于接收耦入光栅的光。并将光进行放大进而输出至人眼进行成像，以保证用户能够观察到彩色图像，保证成像的稳定性。叠置的多个光波导片上的耦入光栅对应设置，这样设置规划了多个光波导片上的耦入光栅的设置位置，有利于多个光波导片上的耦入光栅对外部光机所发射的光的耦入。功能结构区设置在相叠置的多个光波导片中位于远离外部光机的一个或多个光波导片上，且功能结构区位于其所在的光波导片上对应的耦入光栅与转折光栅之间。这样设置规划了功能结构区的安装位置，提高了功能结构区的使用可靠性，使得功能结构区能够将其所在的光波导片中不属于此光波导片中的光吸收掉，避免光线串扰现象，从而提升成像质量。
[0016]另外，将功能结构区设置在耦入光栅与转折光栅之间，避免了将功能结构区设置在耦入光栅上从而增加光波导系统整体厚度的情况，有利于保证光波导系统的轻薄化。同时降低了多个光波导片的叠合难度，节约了叠合成本，在不增加工艺难度的情况下，减少了光波导系统中的光线串扰现象，同时保证了多个光波导片的叠合稳定性，进而保证光波导系统能够稳定运行。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了未设置功能结构区的光波导系统的结构示意图；
[0019]图2示出了图1中的光波导系统的另一个角度的示意图；
[0020]图3示出了现有技术中的光波导系统的结构示意图；
[0021]图4示出了图3中的光波导系统的另一个角度的示意图；
[0022]图5示出了本技术的实施例一的光波导系统的结构示意图；
[0023]图6示出了图5中的光波导系统的另一个角度的示意图；
[0024]图7示出了图5中的功能结构区的对蓝光波段的吸收率的示意图；
[0025]图8示出了本技术的实施例二的光波导系统的结构示意图。
[0026]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0027]10、光波导片；20、耦入光栅；30、转折光栅；40、耦出光栅；50、吸收膜；60、光栅结构；70、滤波片。
具体实施方式
[0028]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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0029]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本技术。
[0031]为了解决现有技术中的光波导系统存在光线串扰难以改善的问题，本技术提供了一种光波导系统和近眼显示器。
[0032]如图1至图8所示，光波导系统包括光波导片10、耦入光栅20、转折光栅30和功能结构区，光波导片10为多个，多个光波导片10至少包括两个叠置的光波导片10；耦入光栅20设置在光波导片10上，耦入光栅20用于将外部光机发射的光耦入到光波导片10内；转折光栅30位于耦入光栅20的一侧，转折光栅30用于接收耦入光栅20的光；叠置的多个光波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导系统，其特征在于，包括：光波导片(10)，所述光波导片(10)为多个，多个所述光波导片(10)至少包括两个叠置的所述光波导片(10)；耦入光栅(20)，所述耦入光栅(20)设置在所述光波导片(10)上，所述耦入光栅(20)用于将外部光机发射的光耦入到所述光波导片(10)内；转折光栅(30)，所述转折光栅(30)位于所述耦入光栅(20)的一侧，所述转折光栅(30)用于接收所述耦入光栅(20)的光；功能结构区，叠置的多个所述光波导片(10)上的所述耦入光栅(20)对应设置，所述功能结构区设置在相叠置的多个所述光波导片(10)中位于远离所述外部光机的一个或多个所述光波导片(10)上，且所述功能结构区位于其所在的所述光波导片(10)上对应的所述耦入光栅(20)与所述转折光栅(30)之间。2.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，所述功能结构区为吸收膜(50)。3.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，所述功能结构区为光栅结构(60)。4.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，所述光波导系统还包括耦出光栅(40)，所述耦出光栅(40)设置在所述转折光栅(30)上并与所述转折光栅(30)一体成型；或者所述耦出光栅(40)与所述转折光栅(30)间隔设置，所述耦入光栅(20)的中心和所述转折光栅(30)的中心的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高一峰，熊羚鹤，孙理斌，汪杰，陈远，
申请(专利权)人：宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：新型
国别省市：