[发明专利]波导组件和近眼显示设备

说明书

本申请提供一种波导组件以及应用该波导组件的近眼显示设备。该波导组件，包括第一出瞳扩展波导结构710和第二出瞳扩展波导结构720，其中，第一出瞳扩展波导结构710和第二出瞳扩展波导结构720的接触面730相对于坐标系xyz中xz面倾斜。该第一出瞳扩展波导结构710包括多个第一光学薄膜层，该多个第一光学薄膜层的一端均延伸至该接触面730，以使得沿光束在所述第一出瞳扩展波导结构710的传输方向上，所述多个第一光学薄膜层的长度依次增加，实现光束可以由第一光学薄膜层有效反射进入第二出瞳扩展波导结构，从而减少波导组件中的杂散光。

技术领域

本申请涉及光学领域，并且更具体的，涉及光学领域中的波导组件和近眼显示设备。

背景技术

视网膜扫描投影显示(retinal scan display，RSD或virtual retinal display，VRD)技术是指通过光束扫描的方式，直接向用户视网膜投射图像的新型显示技术。该显示技术通过高速扫描装置控制光源产生的光束，使得光束按照图像信息，按一定路径时序地进行调制，光学投影系统将扫描装置的出射光投影至人眼，直接在视网膜成像。由于该显示技术无需实体显示面，且只产生和调制所需的像素点，非常适合增强现实(augmentedreality，AR)、混合现实(mixed reality，MR)、虚拟现实(virtual reality，VR)等近眼显示场景。

目前，可以采用波导技术，利用反射阵列波导有效的实现出瞳扩展，使得视网膜扫描投影显示具有较大的出瞳孔径。但是，现有技术中的反射阵列波导具有较强的杂散光。

发明内容

本申请提供一种具有较少杂散光的波导组件。另外，本申请还提供了一种应用该波导组件的近眼显示设备。

第一方面，提供了一种波导组件，包括入瞳结构740，第一出瞳扩展波导结构710和第二出瞳扩展波导结构720，其中，所述第一出瞳扩展波导结构710和所述第二出瞳扩展波导结构720的接触面730相对于空间直角坐标系xyz中xz面倾斜。

这里，所述空间直角坐标系xyz中的x轴所在的方向为所述波导组件的宽度方向，所述空间直角坐标系xyz中的y轴所在的方向为所述波导组件的长度方向，或者所述第一出瞳扩展波导结构710的宽度方向，所述空间直角坐标系xyz中的z轴所在的方向为所述波导组件的厚度方向。

所述入瞳结构740，用于将入射光束耦合至所述第一出瞳扩展波导结构710。

所述第一出瞳扩展波导结构710，包括多个第一光学薄膜层(101-107)，所述多个第一光学薄膜层(101-107)用于依次对所述入瞳结构740出射的光束进行反射，并最终反射至所述第二出瞳扩展波导结构720，其中，所述多个第一光学薄膜层(101-107)沿空间直角坐标系xyz中的x轴依次排布，且所述多个第一光学薄膜层(101-107)的靠近所述第二出瞳扩展波导结构720的一端均延伸至所述接触面730，以使得沿光束在所述第一出瞳扩展波导结构710的传输方向上，所述多个第一光学薄膜层(101-107)的长度依次增加。

所述第二出瞳扩展波导结构720对所述第一出瞳扩展波导阵列710输出的光束进行反射，并最终反射至用户的瞳孔。

本申请实施例中，通过设置多个第一光学薄膜层(101-107)的靠近所述第二出瞳扩展波导结构720的一端均延伸至所述第一出瞳扩展波导结构710与所述第二出瞳扩展波导结构720的接触面730，以使得沿光束在所述第一出瞳扩展波导结构710的传输方向上，所述多个第一光学薄膜层(101-107)的长度依次递增，光束可以由第一光学薄膜层有效反射进入第二出瞳扩展波导结构，能够减少波导组件中的杂散光。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述接触面730相对于xz面而言为倾斜的平面。此时，所述接触面730与所述空间直角坐标系xyz中xz面具有锐角夹角，且所述接触面730与所述空间直角坐标系xyz中z轴所在的方向平行。