[发明专利]光波导单元、阵列及平板透镜

说明书

本发明公开了一种光波导单元，包括：至少一个全反射层组，所述每个全反射层组包括至少一类全反射层，每类所述全反射层包括至少一层单一全反射层；至少两个子波导，每相邻两个子波导之间设置有一个所述全反射层组。根据本发明实施例的光波导单元，通过设置在子波导之间设置全反射层或全反射层组，且每类全反射层对应不同的入射角和光学折射率，可以提高整个光波导单元在对应的特定入射角下的收光效率，提高了整体视角的光强均匀性。本发明还公开了具有所述光波导单元的光波导阵列、以及平板透镜。

技术领域

本发明涉及光学显示领域，尤其是涉及一种光波导单元、包括所述光波导单元的光波导阵列、以及包括所述光波导阵列的平板透镜。

背景技术

随着成像显示技术的发展，对成像的特性要求不断提高。一方面要求有较高的解像，保证观察画面清晰度的同时，还需要满足小畸变要求。另一方面要求有三维立体显示特性的同时，具有裸眼三维全息显示要求。现有的成像技术一方面，主要采用透镜成像，主要受视场和孔径的限制，其存在球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差等光学像差，其在大视场、大孔径成像显示领域受限较大。另一方面，现有的裸眼三维显示技术大多数是基于调节左右眼视差来实现三维感官，而非实际三维显示技术。

当某一θ角度入射光入射至相关技术中的等效光波导单元时，存在损耗区的原理图如图1所示，其中，b0’为损耗区的尺寸。同时，相关技术中的等效光波导单元对不同角度入射的光较为敏感，随着角度变化，光波导对光的损耗区变大，致使光能量损失严重，且该损耗的光将有一部分覆盖像面形成重影光影响观看效果。另外，由于从不同角度入射的光所形成的损耗区大小不同，光通过相关技术中的平板透镜后聚焦形成的各个视角光强不均匀，影响实际观看效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种光波导单元。

本发明还公开了一种包括所述光波导单元的光波导阵列。

本发明另外还公开了一种包括所述光波导阵列的平板透镜。

根据本发明第一方面实施例的一种光波导单元，包括：至少一个全反射层组，所述每个全反射层组包括至少一类全反射层，每类所述全反射层包括至少一层单一全反射层；至少两个子波导，每相邻两个子波导之间设置有一个所述全反射层组。

根据本发明实施例的光波导单元，通过设置在子波导之间设置全反射层或全反射层组，且每类全反射层对应不同的入射角和光学折射率，可以提高整个光波导单元在对应的特定入射角下的收光效率，提高了整体视角的光强均匀性。

根据本发明的一些实施例，在所述全反射层组和所述子波导的层叠方向上，所述光波导单元的总高度H满足0.1mm<H<5mm。

根据本发明的一些实施例，所述子波导的数量为两个，设在所述两个子波导之间的所述全反射层组包括一类全反射层。

根据本发明的一些实施例，所述子波导的数量为4个，所述全反射层组的数量为三个，且包括：位于中间的第一类全反射层；两个第二类全反射层，所述第二类全反射层的折射率与所述第一类全反射层的折射率不同，在所述全反射层和所述子波导的层叠方向上，两个所述第二类全反射层分别位于所述第一类全反射层的两侧。

根据本发明的一些实施例，在所述层叠方向上，所述4个子波导的高度依次为GH1、GH2、GH3、GH4，其中，GH1＝GH4＝GH2+GH3，GH2＝GH3，GH1+GH2＝GH3+GH4。

根据本发明的一些实施例，所述子波导的数量为3个，所述全反射层组的数量为两个，所述两个全反射层组的折射率相同或不同。

根据本发明的一些实施例，所述全反射层组中每一类全反射层中每一层全反射层的分布满足如下公式：

其中，comb(x)表示梳状函数；