[发明专利]光波导器件及近眼显示装置

说明书

本发明公开了光波导器件及近眼显示装置，包括两个子波导。两个子波导的结构相似，均包括基板和耦出反面。两个子波导在厚度界面处重叠设置。耦出反面沿其基板的长度方向以预设间距相互平行地以第一倾角θ内嵌于相应的基板内。并且，所述预设间距等于所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度的和与cotθ的乘积。当光线经过两个部分反射镜的间断处时，此种结构可以有效减少同一路光线多次穿透同一耦出反射面的现象，从而提高均匀性。并且，通过两层波导的拼合，也避免了出瞳不连续的问题。

技术领域

本发明实施例涉及光学技术，尤其涉及一种光波导器件及近眼显示装置。

背景技术

用于增强现实的头戴式显示器采用近眼显示技术，可以让人们在查看周围环境的同时，观看正在放映的虚拟图像，虚拟图像叠加在用户感知的真实世界上，能够营造更逼真的体验，用户沉浸感更强。

阵列波导增强现实显示系统，分为成像部分(投影光机)和波导片两部分，成像部分负责把屏幕显示的图像成像到无穷远，即平行光输出，波导片负责把成像部分输出的平行光经过阵列波导的横向传输，从眼睛前方照射到人的瞳孔中，从而在镜片前方的空间中呈现出一个虚拟显示屏的感觉。

然而，由于在阵列光波导中主要利用阵列部分反射镜作为耦出结构，因此当光线经过两个部分反射镜的间断处时，就会存在多次透射和多次反射的现象，从而造成显示虚拟图像亮度均匀性的下降。

发明内容

本发明实施例提供一种光波导器件及近眼显示装置，以提高显示虚拟图像的亮度均匀性。

本发明实施例提供一种光波导器件，包括：

第一子波导，包括具有第一平行表面和第二平行表面的第一基板和多个第一耦出反射面，多个第一耦出反射面沿所述第一基板的长度方向以预设间距相互平行地以第一倾角θ内嵌于所述第一平行表面和所述第二平行表面之间；

第二子波导，包括具有第三平行表面和第四平行表面的第二基板和多个第二耦出反射面，多个第二耦出反射面沿所述第二基板的长度方向以所述预设间距相互平行地以所述第一倾角θ内嵌于所述第三平行表面和所述第四平行表面之间；

其中，所述第二平行表面与所述第三平行表面重叠设置；

多个所述第一耦出反射面与多个所述第二耦出反射面一一对应，并且，所述预设间距等于所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度的和与cotθ的乘积。

在其中一个实施例中，所述第二平行表面与所述第三平行表面通过空气分离。

在其中一个实施例中，所述第二平行表面与所述第三平行表面之间胶合设置，并且，在其胶合面上设置全反射膜。

在其中一个实施例中，所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度相同。

在其中一个实施例中，还包括：

棱镜，包括入射面和出射面，所述出射面定位成临近所述第一子波导和所述第二子波导的一端设置，所述入射面垂直于主光线的光轴。

在其中一个实施例中，所述第一倾角θ为45度。

在其中一个实施例中，多个所述第一耦出反射面和多个所述第二耦出反射面的数量均为5-8片。

基于相同的发明构思，本发明实施例一种近眼显示装置，包括显示单元和如上述实施例中任一项所述的光波导器件；

所述显示单元发出的图像光分别进入所述第一子波导和所述第二子波导中进行扩瞳并耦出至人眼。

在其中一个实施例中，所述显示单元包括微有机发光二极管显示器、微发光二极管显示器或液晶显示器。

在其中一个实施例中，所述近眼显示装置包括虚拟现实显示装置或增强现实显示装置。