[发明专利]光波导组件和近眼显示设备

说明书

本发明提供了一种光波导组件和近眼显示设备。光波导组件包括：光波导片；微投光机，微投光机用于向光波导片发射光，微投光机发射的光呈锐角或钝角射入光波导片中，微投光机为多个，至少两个微投光机分别设置在光波导片相对立的两侧；衍射光栅，衍射光栅设置在光波导片的一侧表面上，衍射光栅用于将微投光机的光耦入光波导片中或者将微投光机的光透射出光波导片；反射元件，反射元件用于接收衍射光栅透射出的光，并将光反射回衍射光栅处。本发明解决了现有技术中的光波导组件存在显示效率差和兼容性差的问题。

技术领域

本发明涉及衍射光学设备技术领域，具体而言，涉及一种光波导组件和近眼显示设备。

背景技术

随着科技的不断发展和创新，虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)已经逐步进入工业教育等行业，其中在AR增强现实方面，光波导技术是不可缺少的一步。市面上已经发布了一些搭载光波导组件的AR光波导眼镜产品，该产品虽然已经基本实现基础功能，但是显示效果并不理想，尤其是在室外光线强的环境下亮度低，需要通过设计去改善光波导的显示效率，使其在室外也像室内一样正常使用。

而且，目前的光波导眼镜的外观与传统眼镜还有一定区别，光波导眼镜往日常佩戴的传统眼镜的形态趋近是必然发展，但光波导眼镜设计与传统眼镜设计不同，需要将额外的微投光机放入镜腿实现一体显示，如若将光波导眼镜的外观设计成传统眼镜的形式，需要对光波导眼镜中搭载的光波导组件进行重新设计，若采用常用的设计方案会使得光波导组件中的部件会与人头产生干涉，不满足佩戴需求，影响佩戴舒适度。

也就是说，现有技术中的光波导组件存在显示效率差和兼容性差的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光波导组件和近眼显示设备，以解决现有技术中的光波导组件存在显示效率差和兼容性差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光波导组件，包括：光波导片；微投光机，微投光机用于向光波导片发射光，微投光机发射的光呈锐角或钝角射入光波导片中，微投光机为多个，至少两个微投光机分别设置在光波导片相对立的两侧；衍射光栅，衍射光栅设置在光波导片的一侧表面上，衍射光栅用于将微投光机的光耦入光波导片中或者将微投光机的光透射出光波导片；反射元件，反射元件用于接收衍射光栅透射出的光，并将光反射回衍射光栅处。

进一步地，光波导组件还包括滤波元件，滤波元件用于接收衍射光栅透射出的光，并将光反射至衍射光栅，滤波元件位于微投光机与光波导片之间且滤波元件透射微投光机的光，反射元件与滤波元件分别设置在光波导片相对的两侧。

进一步地，多个微投光机包括第一微投光机、第二微投光机和第三微投光机，第一微投光机和第二微投光机设置在光波导片的一侧，第三微投光机设置在光波导片的另一侧，且第一微投光机的光和第二微投光机的光的入射至光波导片的角度不同。

进一步地，反射元件用于接收第二微投光机经衍射光栅透射出的光，并将光反射回衍射光栅。

进一步地，滤波元件用于接收第三微投光机经衍射光栅透射出的光，并将光以反射回衍射光栅，滤波元件设置在第一微投光机与光波导片之间，且滤波元件透射第一微投光机的光。

进一步地，第一微投光机、滤波元件和第三微投光机排布在一条直线上，第二微投光机和反射元件排布在另一条直线上，且第一微投光机、滤波元件、第三微投光机、第二微投光机和反射元件之间呈X型排布。

进一步地，衍射光栅包括：耦入光栅，耦入光栅为一个，耦入光栅为透射式耦入光栅，透射式耦入光栅用于将微投光机的光耦入光波导片中或者将微投光机的光透射出光波导片；耦出光栅，耦出光栅用于接收耦入光栅的光，并将光耦出至人眼进行成像。

进一步地，光波导片的厚度大于等于400um且小于等于1mm。

进一步地，光波导片的材质为高折射率玻璃或高折射光学晶体，高折射率玻璃或高折射光学晶体的折射率均大于等于1.7。