[发明专利]一种阵列波导

说明书

本发明提供一种双层阵列波导结构，包含层叠设置的第一波导结构和第二波导结构。第一波导结构包含第一初步扩展结构和第一主体扩展结构，第一初步扩展结构将光束进行第二方向扩展，第一主体扩展结构将经第一初步扩展结构后的光束进行第一方向扩展并使光束经第二波导结构射出双层阵列波导结构外；第二波导结构包含第二初步扩展结构和第二主体扩展结构，第二初步扩展结构将光束进行第一方向扩展，第二主体扩展结构将经第二初步扩展结构后的光束进行第二方向扩展并使光束射出双层阵列波导结构外；第一方向和第二方向之间的夹角大于0度且小于180度。本发明提供的双层阵列波导可在两个方向出瞳扩展，确保人眼体验增强现实眼镜时有较大的移动空间。

技术领域

本发明涉及增强现实领域，尤其涉及一种阵列波导。

背景技术

在现有几何光波导的增强现实(AR)眼镜中，通常只有在一个方向进行反射镜叠层，也就只能在一个方向上，一般是水平方向上有出瞳扩展，能够实现接近40°的视场角(FOV),但是在竖直方向基本上没有扩展，其视场角的大小完全依赖于投影镜头的大小，这样其实对投影镜头的设计也提出了更高的要求，使其必须具备两个不同的出瞳位置，才能保证人眼接收到的图像为正常图像。

发明内容

本发明提供一种双层阵列波导结构，可以实现两个方向的同时出瞳扩展,进而改善光波导结构的AR显示眼镜的体验。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种阵列波导，包含层叠设置的第一波导结构和第二波导结构；所述第一波导结构包含第一初步扩展结构和第一主体扩展结构，所述第一初步扩展结构用于将入射到所述第一初步扩展结构的光束进行第二方向的扩展并从所述第一初步扩展结构面向所述第一主体扩展结构的一侧表面射出，所述第一主体扩展结构用于将从所述第一初步扩展结构射出的光束进行第一方向扩展并从所述第一主体扩展结构面向所述第二波导结构的一侧表面射出；所述第二波导结构包含第二初步扩展结构和第二主体扩展结构，所述第二初步扩展结构用于将入射到所述第二初步扩展结构的光束进行第一方向的扩展并从所述第二初步扩展结构面向所述第二主体扩展结构的一侧表面射出，所述第二主体扩展结构用于将从所述第二初步扩展结构射出的光束进行第二方向扩展并从所述第二主体扩展结构背向所述第一波导结构的一侧表面射出；所述第一方向和第二方向之间的夹角大于0度且小于180度。

可选的，所述第一方向和所述第二方向之间的夹角为90度。

可选的，所述第一初步扩展结构包含第一光机区域，所述第一光机区域设置有第一光学膜层，所述第一初步扩展结构中除第一光机区域之外的区域设置有多个第二光学膜层，所述第一主体扩展结构包含多个第三光学膜层；

所述第二初步扩展结构包含第二光机区域，所述第二光机区域设置有第四光学膜层，所述第二初步扩展结构中除第一光机区域之外的区域设置有多个第五光学膜层，所述第二主体扩展结构包含多个第六光学膜层；

所述第一光学膜层，用于接收入射到第一光机区域的光，将部分光透射到所述第二光机区域，另一部分光反射至所述第二光学膜层；所述多个第二光学膜层用于接收从所述第一光学膜层反射的光，并将光反射到所述第一主体扩展结构；所述多个第三光学膜层用于接收从所述多个第二光学膜层反射的光，并将光反射到所述第二波导结构，且从第二波导结构透射；所述第四光学膜层，用于接收从所述第一光机区域透射的光，并将光反射到所述第五光学膜层；所述第五光学膜层用于接收从所述第四光学膜层反射的光，并将光反射到所述第六光学膜层；所述第六光学膜层，用于接收从第五光学膜层反射的光，并将光从第二主体扩展结构背向第一波导结构的一侧反射出去。