本申请涉及近眼显示领域,尤其涉及一种光波导结构以及一种应用上述光波导结构的显示设备。
背景技术:
1、随着科学技术的发展,越来越多的光学设备采用了体全息光学元件。所述光学设备例如为增强现实(augmented reality,ar)头戴显示设备。ar头戴显示设备包括衍射光波导模组,衍射光波导模组包括波导以及设置于波导同一侧的耦入体全息光学元件和耦出体全息光学元件。耦出体全息光学元件基于光栅的衍射效应将接收到的光从波导中耦出进入人眼。
2、然而,光线经过外界-耦出体全息光学元件的边界时,光线会在边界位置发生散射效应,从而导致只有一部分光线进入耦出体全息光学元件,另外一部分的光线会通过散射进入到外界环境,进而导致漏光的问题。漏光会导致边界位置的光线光强度不均,从而导致耦入到人眼的光线存在明暗不均匀的条纹,进而影响显示效果。
3、现有技术的主要解决方式是在耦入体全息光学元件和耦出体全息光学元件之间设置吸收层,吸收层用于吸收边界位置散射出的光线,防止上述光线入射至外界环境。然而,采用上述方式会导致耦出光线的光强度大幅度衰减,从而降低显示亮度,进而影响显示效果。
技术实现思路
1、本申请第一方面提供一种光波导结构,包括:
2、波导,具有相对的第一表面和第二表面,用于接收并引导图像光;
3、防散射层,设置于所述第一表面,所述防散射层包括相互连接的阻挡部以及透射部,所述阻挡部用于反射所述图像光,所述透射部用于透射所述图像光;以及
4、光耦出部,设置于所述防散射层远离所述波导的一侧并与所述防散射层贴合,所述光耦出部用于接收并耦出从所述透射部透射的所述图像光。
5、本申请实施例提供的光波导结构,通过在波导的第一表面设置防散射层,当波导内的图像光朝向第一表面传播时,防散射层的阻挡部可以将接收到的图像光反射回波导,使得图像光经过外界-光耦出部的边界时被阻挡部阻挡而不易漏出,从而有利于减少图像光在上述边界位置发生的散射效应,有效改善波导的漏光问题;通过设置透射部,传播至光耦出部所在位置的图像光可顺利透射至光耦出部,再经由光耦出部耦出,可较为有效地减少波导内传输的图像光散射至外界环境,有利于减少图像光漏光的问题,有利于减少因漏光导致的边界位置图像光的光强度不均的问题,从而有利于减少因漏光导致的明暗不均匀的条纹,进而有利于提升应用上述光波导结构的显示设备的显示效果。
6、在一实施例中,所述光波导结构还包括光耦入部,所述光耦入部用于将所述图像光耦入至所述波导,所述光耦入部贴合于所述第一表面且与所述阻挡部连接,所述阻挡部位于所述光耦入部和所述透射部之间;
7、所述光耦出部覆盖于所述透射部远离所述波导的表面。
8、在一实施例中,所述光耦入部远离所述波导的表面与所述光耦出部远离所述波导的表面齐平。
9、在一实施例中,所述光耦入部远离所述波导的表面与所述光耦出部远离所述波导的表面沿厚度方向的距离小于等于15μm。
10、在一实施例中,所述光波导结构还包括光耦入部,所述光耦入部用于将所述图像光耦入至所述波导,所述光耦入部贴合于所述阻挡部远离所述波导的表面;
11、所述光耦出部部分覆盖于所述阻挡部远离所述波导的表面,且部分覆盖于所述透射部远离所述波导的表面。
12、在一实施例中,所述光耦入部与所述光耦出部相互间隔。
13、在一实施例中,所述光耦入部的折射率的范围为1.45-1.55。
14、在一实施例中,所述光耦出部的折射率的范围为1.45-1.55。
15、在一实施例中,所述波导的折射率大于所述透射部的折射率,所述透射部的折射率大于所述阻挡部的折射率。
16、在一实施例中,所述透射部的折射率与所述阻挡部的折射率的差值小于0.25。
17、在一实施例中,所述阻挡部的折射率的范围为1.4-1.9。
18、在一实施例中,所述透射部的折射率范围为1.4-1.9。
19、在一实施例中,所述波导的折射率的范围为1.4-2.0。
20、本申请第二方面提供一种显示设备,包括:
21、显示器,用于发射图像光;以及
22、上述任一实施例中所述的光波导结构,所述光波导结构位于所述图像光的光路上并用于接收所述图像光。
23、本申请实施例提供的显示设备,通过设置上述任一实施例中所述的光波导结构,当波导内的图像光朝向第一表面传播时,防散射层的阻挡部可以将接收到的图像光反射回波导,使得图像光经过外界-光耦出部的边界时被阻挡部阻挡而不易漏出,从而有利于减少图像光在上述边界位置发生的散射效应,有效改善波导的漏光问题;通过设置透射部,传播至光耦出部所在位置的图像光可顺利透射至光耦出部,再经由光耦出部耦出,可较为有效地减少波导内传输的图像光散射至外界环境,有利于减少图像光漏光的问题,有利于减少因漏光导致的边界位置图像光的光强度不均的问题,从而有利于减少因漏光导致的明暗不均匀的条纹,进而有利于提升应用上述光波导结构的显示设备的显示效果。
1.一种光波导结构,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的光波导结构,其特征在于,所述光波导结构还包括光耦入部,所述光耦入部用于将所述图像光耦入至所述波导,所述光耦入部贴合于所述第一表面且与所述阻挡部连接,所述阻挡部位于所述光耦入部和所述透射部之间;
3.如权利要求2所述的光波导结构,其特征在于,所述光耦入部远离所述波导的表面与所述光耦出部远离所述波导的表面齐平。
4.如权利要求2所述的光波导结构,其特征在于,所述光耦入部远离所述波导的表面与所述光耦出部远离所述波导的表面沿厚度方向的距离小于等于15μm。
5.如权利要求1所述的光波导结构,其特征在于,所述光波导结构还包括光耦入部,所述光耦入部用于将所述图像光耦入至所述波导,所述光耦入部贴合于所述阻挡部远离所述波导的表面;
6.如权利要求5所述的光波导结构,其特征在于,所述光耦入部与所述光耦出部相互间隔。
7.如权利要求2-6中任一项所述的光波导结构,其特征在于,所述光耦入部的折射率的范围为1.45-1.55。
8.如权利要求1-6中任一项所述的光波导结构,其特征在于,所述光耦出部的折射率的范围为1.45-1.55。
9.如权利要求1-6中任一项所述的光波导结构,其特征在于,所述波导的折射率大于所述透射部的折射率,所述透射部的折射率大于所述阻挡部的折射率。
10.如权利要求9所述的光波导结构,其特征在于,所述透射部的折射率与所述阻挡部的折射率的差值小于0.25。
11.如权利要求9所述的光波导结构,其特征在于,所述阻挡部的折射率的范围为1.4-1.9。
12.如权利要求9所述的光波导结构,其特征在于,所述透射部的折射率范围为1.4-1.9。
13.如权利要求9所述的光波导结构,其特征在于,所述波导的折射率的范围为1.4-2.0。
14.一种显示设备,其特征在于,包括:
