[实用新型]光波导元件以及近眼显示设备

说明书

一种光波导元件以及近眼显示设备。光波导元件包括光耦入反射面、波导介质以及多个第一透反部。光耦入反射面与光波导元件的入光面之间的夹角大于0°且小于90°，光耦入反射面被配置为将经入光面入射至光耦入反射面的光线反射到波导介质的第一表面，第一表面与入光面相对，且入射至第一表面的光线的入射角不小于全反射临界角θc；光耦入反射面为镜面反射面以使入射至入光面的光线的视场的范围为±(90‑θc)。本实用新型提供的光波导元件中设置了作为镜面反射面的光耦入反射面，可以增大入射进光波导元件的光线的视场。

技术领域

本实用新型至少一个实施例涉及一种光波导元件以及近眼显示设备。

背景技术

近眼显示设备(例如，头戴式显示器)包括图像源和光学元件等部件。目前，随着近眼显示设备的应用越来越广泛，人们对于近眼显示设备期望的视场(FOV)也逐渐增大，而近眼显示设备中的光学元件对期望的视场的影响较大。

实用新型内容

本实用新型的至少一实施例提供一种光波导元件以及近眼显示设备。本实用新型提供的光波导元件中设置了作为镜面反射面的光耦入反射面，而不是作为内全反射面的光耦入反射面，可以增大入射进光波导元件的光线的视场。

本实用新型的至少一实施例提供一种光波导元件，包括：光耦入反射面、波导介质以及沿第一方向排列的多个第一透反部。传播至所述多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述光波导元件的出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播。所述光耦入反射面与所述光波导元件的入光面之间的夹角大于0°且小于90°，所述光耦入反射面被配置为将经所述入光面入射至所述光耦入反射面的光线反射到所述波导介质的第一表面，所述第一表面与所述入光面相对，且入射至所述第一表面的光线的入射角不小于所述全反射临界角θc；所述光耦入反射面为镜面反射面以使入射至所述入光面的光线的视场的范围为±(90-θc)。

例如，在一些示例中，至少一个所述第一透反部的反射面与所述出光面之间的夹角大于0°且小于90°。

例如，在一些示例中，所述光波导元件还包括沿第二方向排列的多个第二透反部，所述多个第二透反部位于所述多个第一透反部的入光侧，各所述第二透反部与各所述第一透反部不平行，所述多个第二透反部被配置为将传播至各第二透反部中的光线的一部分反射向所述多个第一透反部，所述第一方向和所述第二方向相交。

例如，在一些示例中，所述光耦入反射面设置在所述波导介质的第二表面，且所述第一表面与所述第二表面之间的夹角大于90°，入射至所述光耦入反射面的光线的入射角不大于所述全反射临界角。

例如，在一些示例中，所述波导介质还包括与所述第一表面相对且彼此平行的第三表面，所述第三表面包括所述入光面，且所述第二表面连接所述第三表面和所述第一表面。

例如，在一些示例中，所述光耦入反射面包括增反膜。

例如，在一些示例中，所述第二表面为所述波导介质的外表面，所述光耦入反射面远离所述第二表面的一侧设置有保护层。

本实用新型的至少一实施例提供一种近眼显示设备，包括上述任一光波导元件，所述近眼显示设备还包括：图像源；以及光线调整元件，位于所述图像源的出光侧，被配置为调整所述图像源发出的图像光的方向。所述光波导元件位于所述光线调整元件的出光侧，从所述光线调整元件射出的光线被配置为进入到所述光波导元件，且在所述光波导元件内经过多次反射后，从所述光波导元件的所述出光面出射。

例如，在一些示例中，所述图像源包括多个子显示区域，所述光线调整元件包括多个光线调整结构，所述多个子显示区域和所述多个光线调整结构一一对应，且各子显示区域发出的图像光被配置为从对应的光线调整结构出射。