[发明专利]一种阵列光波导及近眼显示设备

说明书

本发明公开了一种阵列光波导及近眼显示设备，所述阵列光波导包括：多片波导基片，多片所述波导基片沿同一方向阵列设置；第一分光膜和第二分光膜，所述第一分光膜设置于靠近所述耦入端的相邻两片所述波导基片之间，所述第二分光膜设置于远离所述耦入端的相邻两片所述波导基片之间，所述第二分光膜的反射率大于所述第一分光膜的反射率；每片所述第一分光膜的膜系结构分别各自独立为：(ML)^Psubgt;1 /subgt;(HL)^Psubgt;2/subgt;，每片所述第二分光膜的膜系结构分别各自独立为：(MLHL)^Psubgt;3 /subgt;(HLML)^Psubgt;4 /subgt;(HL)^Psubgt;5/subgt;。本发明的阵列光波导耦出的光线分布均匀，提升用户的观看体验。

技术领域

本发明涉及光学显示领域，尤其是涉及一种阵列光波导及近眼显示设备。

背景技术

增强现实显示系统将虚拟信息叠加到现实场景中，在目前的增强现实技术中，利用几何光波导来实现成像为近几年的主流应用趋势，其实现成像的基本原理是在透明基底上通过特定结构耦入图像源光线，并使光线在透明基底内进行全反射传播，最后经阵列分光膜耦出，由于阵列分光膜中靠近耦入区的部分耦出的光线的数量大于从耦出区中远离耦入区的部分耦出的光线的数量，使得耦出光线分布不均匀，进而使得从光波导中耦出的光线呈现的图像亮度不均匀，存在较为明显的明暗区域，靠近耦入区的画面较亮，远离耦入区的光线较暗，使得用户的观看感受大打折扣。

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，本发明在于提出一种阵列光波导，所述阵列光波导通过对阵列分光膜的膜层进行设计，可以使从阵列光波导耦出的光线分布均匀，从而使光波导中耦出的光线呈现的图像亮度均匀。

本发明还提出一种具有上述阵列光波导的近眼显示设备。

根据本发明第一方面的阵列光波导，设置有耦入端和耦出端，光线从所述耦入端进入所述阵列光波导，并从所述耦出端射出，所述阵列光波导还包括：

多片波导基片，多片所述波导基片沿同一方向阵列设置；

第一分光膜和第二分光膜，所述第一分光膜设置于靠近所述耦入端的相邻两片所述波导基片之间，所述第二分光膜设置于远离所述耦入端的相邻两片所述波导基片之间，所述第二分光膜的反射率大于所述第一分光膜的反射率；

每片所述第一分光膜的膜系结构分别各自独立为：(ML)^P₁ (HL)^P₂，每片所述第二分光膜的膜系结构分别各自独立为：(MLHL)^P₃ (HLML)^P₄ (HL)^P₅，其中，L为低折射率材料，M为中折射率材料，H为高折射率材料，P₁、P₂、P₃、P₄、P₅为单元重复次数。

根据本发明实施例的阵列光波导，通过在靠近耦入端10的相邻两片波导基片30之间设置第一分光膜41，在远离耦入端10的相邻两片波导基片30之间设置第二分光膜42，同时，通过将第一分光膜41的膜系结构设计为(ML)^P₁ (HL)^P₂，将第二分光膜42的膜系结构设计为(MLHL)^P₃ (HLML)^P₄ (HL)^P₅，并且使第二分光膜42的反射率大于第一分光膜41的反射率，从而使得从耦入端10耦合进入阵列光波导100的光线，经阵列光波导100全反射后，经第一分光膜41反射出的光线强度与经第二分光膜42反射出的光线强度大致相等，使从阵列光波导100中耦出的光线分布均匀，进而使得从阵列光波导100中耦出的光线呈现的图像亮度均匀，提升用户的观看体验。