[发明专利]一种光波导结构及显示装置

权利要求书

1.一种光波导结构，其特征在于，包括上层波导、下层波导以及位于所述上层波导与所述下层波导之间的第一分光层；

所述上层波导，包括第一上表面、第一下表面以及位于所述第一上表面与所述第一下表面之间的第二分光膜阵列，所述第一上表面与所述第一下表面平行，所述第二分光膜阵列包括至少两个波长分光膜，所述至少两个波长分光膜相互平行，且与所述第一下表面形成一锐角夹角，所述至少两个波长分光膜用于将可见光中至少三个波段内的光反射，其余波段透过，其中，所述至少三个波段为用于投影成像的波段；

所述下层波导包括第二上表面以及第二下表面，所述第二上表面与所述第二下表面平行，所述下层波导用于接收所述至少三个波段内的光线；

所述第一分光层的两面分别与所述第一下表面、所述第二上表面接触，所述第一分光层用于将入射光线的一部分反射，其余部分透过。

2.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述第一分光层包括分光膜或光栅阵列，用于：将入射角在0°至θ₁范围内的光线的90％至99％的部分透过，10％至1％的部分反射，以及，将入射角在θ₁至90°范围内的光线的5％至20％的部分透过，95％至80％的部分反射，θ₁大于0°且小于90°。

3.根据权利要求1或2所述的光波导结构，其特征在于，所述上层波导的折射率等于所述下层波导的折射率。

4.根据权利要求1或2所述的光波导结构，其特征在于：

所述第一分光层为一张分光膜，且所述一张分光膜的分光比沿着第一方向由小到大变化；或

所述第一分光层包括至少两张分光膜，且相邻的两张分光膜靠近所述下层波导的第一侧端的分光膜的分光比，不大于靠近所述下层波导的第二侧端的分光膜的分光比；或

所述第一分光层包括至少两张分光膜，且相邻的两张分光膜之间的间隔距离沿着所述第一方向由大到小变化；或

所述第一分光层为光栅阵列，且所述光栅阵列的0级反射光的能量比例沿着所述第一方向由大到小变化，和/或，所述光栅阵列的有效衍射级次的衍射效率沿着所述第一方向由小到大变化；

其中，所述第一方向为所述第一侧端指向所述第二侧端的方向。

5.一种显示装置，其特征在于，包括：

框架；

如权利要求1至4任一项所述的光波导结构，固定在所述框架上；以及

固定在所述框架上的投影模块，用于向所述下层波导入射所述至少三个波段内的光线。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，还包括：

第一匀光层，包括设置在所述第二下表面的第一匀光膜或设置在所述下层波导下方且固定在所述框架上的第一匀光片，所述第一匀光层的透过率沿着第一方向由小到大变化，所述第一方向为所述下层波导的第一侧端指向所述下层波导的第二侧端的方向。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，还包括：

第二匀光层，包括设置在所述第一上表面的第二匀光膜或设置在所述上层波导上方且固定在所述框架上的第二匀光片，所述第二匀光层的透过率沿着所述第一方向由大到小变化。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的显示装置，其特征在于，还包括：

耦出波导，位于所述第二下表面下方且固定在所述框架上，用于接收、传播以及输出从所述第二下表面出射的光线。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述耦出波导包括耦入光栅，设置在所述耦出波导的正对所述第二下表面的第三上表面，用于将从所述第二下表面接收的光线耦入所述耦出波导内。