[发明专利]一种光波导及近眼显示系统

说明书

本发明实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种光波导及近眼显示系统。本发明实施例提供一种光波导及近眼显示系统，该光波导包括波导基底和回射结构；波导基底上设有耦入区域和耦出区域，回射结构设于波导基底的第一侧；耦入区域用于耦入图像光线，波导基底用于将图像光线传至回射结构，回射结构用于将图像光线返回至波导基底，波导基底还用于将回射结构返回的图像光线传至耦出区域，耦出区域用于耦出回射结构返回的图像光线。该光波导通过回射结构将图像光线回射至耦出区域、并且降低图像光线的角度，对比普通光波导，不仅可以提高视场角，而且可以减小光机体积。

技术领域

本发明实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种光波导及近眼显示系统。

背景技术

增强现实是将虚拟信息和真实世界相融合的技术，其中近眼显示系统设计是增强现实技术中的关键环节，如何同时提升近眼显示系统的视场角、亮度、均匀性和对比度并减小系统功耗和体积是该研究领域的热点问题。

目前市面上的增强现实近眼显示系统的视场角都较小，且普通波导片要做到大视场角必须受到结构限制，视场角越大将导致光机结构的体积增大。

发明内容

本发明实施例提供一种光波导及近眼显示系统，体积小且视场角大。

第一方面，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种光波导，包括：波导基底和回射结构；

所述波导基底上设有耦入区域和耦出区域，所述回射结构设于所述波导基底的第一侧；

所述耦入区域用于耦入图像光线，所述波导基底用于将所述图像光线传至所述回射结构，所述回射结构用于将所述图像光线返回至所述波导基底，所述波导基底还用于将所述回射结构返回的图像光线传至所述耦出区域，所述耦出区域用于耦出所述回射结构返回的图像光线。

在一些实施例中，所述光波导还包括四分之一波片；

所述四分之一波片设于所述波导基底的第一侧和所述回射结构之间，所述四分之一波片用于改变所述回射结构返回前后的图像光线的偏振态。

在一些实施例中，所述光波导为阵列光波导。

在一些实施例中，所述波导基底包括第一波导层和第二波导层；

所述耦入区域设于所述第一波导层，所述耦出区域设于所述第二波导层。

在一些实施例中，所述光波导为阵列光波导或衍射光波导。

在一些实施例中，所述第二波导层的长度小于所述第一波导层的长度。

在一些实施例中，所述回射结构为全息元件。

在一些实施例中，所述回射结构具有第一表面和第二表面；所述第一表面与所述波导基底的第一侧贴合设置，所述第二表面为曲率反射面。

第二方面，本发明实施例还提供一种近眼显示系统，包括如上述第一方面任意一项所述的光波导。

在一些实施例中，所述近眼显示系统还包括显示源和光机；

所述显示源用于提供图像光线；

所述光机设于所述显示源的出光方向上，所述光机用于对所述图像光线进行整形；

所述光波导设于所述光机的出光方向上，所述光波导用于接收所述图像光线并将所述图像光线耦出至人眼。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种光波导及近眼显示系统，该光波导包括波导基底和回射结构；波导基底上设有耦入区域和耦出区域，回射结构设于波导基底的第一侧；耦入区域用于耦入图像光线，波导基底用于将图像光线传至回射结构，回射结构用于将图像光线返回至波导基底，波导基底还用于将回射结构返回的图像光线传至耦出区域，耦出区域用于耦出回射结构返回的图像光线。该光波导通过回射结构将图像光线回射至耦出区域、并且降低图像光线的角度，对比普通光波导，不仅可以提高视场角，而且可以减小光机体积。