光波导、显示装置及可穿戴设备的制作方法

本技术涉及近眼显示，尤其是涉及一种光波导、显示装置和可穿戴设备。

背景技术：

1、相关技术中指出，光线在经过波导传输之后会出现分散现象。在ar(augmentedreality，增强现实)领域，光线经过准直镜头从波导的一端耦入，从波导的另一端耦出，由于光线传输过程中发生分散，人眼从波导耦出的光线的部分难以看到完整的光线，造成虚像存在缺失。目前，有方案通过增大准直镜头的口径来解决这一问题，但是准直镜头口径增大，会影响产品整体尺寸和外形设计。

2、另外，如果增加其他的光学元件来调整光线传输路径，一方面会增大光波导系统的体积与质量，降低用户体验，另一方面，如果才采用角反射器等光学元件来调整光线传输路径，由于角反射器存在棱角结构，棱角部分在光线传输过程中会散射光线，还可能会导致画质下降。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种光波导，所述光波导可以减少光线的损失，提高成像画质，并降低光波导系统的体积与质量，进而提升用户体验。

2、本实用新型还提出一种具有上述光波导的显示装置。

3、本实用新型还提出一种具有上述显示装置的可穿戴设备。

4、根据本实用新型第一方面的光波导，包括：

5、波导基板，用于将入射至所述波导基板的光线进行全反射传输，所述波导基板包括相对设置的第一表面和第二表面，以及设置于所述第一表面和所述第二表面之间的第三表面，所述第三表面为向远离所述波导基板的方向凸出的柱面，所述柱面的母线与所述波导基板垂直，所述柱面为反射面；

6、分光部件，用于将在所述波导基板内全反射传输的光线耦合出所述波导基板，所述分光部件设置于所述波导基板内，且与所述第一表面和所述第二表面均不平行；

7、所述分光部件设置在所述第三表面侧，所述第三表面用于将传输至所述第三表面的光线反射至所述分光部件，以使光线经所述分光部件后从所述波导基板内射出。

8、在一些实施例中，所述分光部件为光强分光镜。

9、在一些可选的实施例中，所述光强分光镜设置有多个，多个所述光强分光镜平行设置于所述波导基板内。

10、在一些实施例中，入射至所述波导基板的光线为线偏振光，所述分光部件为偏振分光膜，所述光波导还包括四分之一波片，所述四分之一波片设置于所述偏振分光膜与所述第三表面之间；

11、入射至所述波导基板的线偏振光在所述波导基板内进行全反射传输，经所述偏振分光膜透射后，射向所述四分之一波片及第三表面，经第三表面反射后再次射向四分之一波片，经四分之一波片改变偏振光的偏振方向后，经所述偏振分光膜反射射出所述波导基板。

12、在一些实施例中，所述柱面为圆柱面，所述光波导的耦入视场角为α，所述光波导的耦出视场角为β，所述波导基板的长度为l，所述圆柱面的半径为r，其中：

13、在一些可选的实施例的，所述光波导还包括耦入元件，所述耦入元件设置在所述波导基板上，所述耦入元件用于将光线耦入进所述波导基板中。

14、根据本实用新型的光波导，通过将光波导的第三表面设置成柱面反射面，一方面可以利用柱面反射面对光线进行调整，使得经第三表面反射的光线呈现汇聚的效果，减少光线的损失，提高成像画质；另一方面，第三表面设置成柱面反射面，无需增加新的光学元件，从而降低光波导系统的体积与质量，进而提升用户体验。

15、根据本实用新型第二方面的显示装置，包括投影光机和本实用新型第一方面的光波导。

16、在一些实施例中，所述投影光机包括光源和微机电系统扫描镜，所述光源用于发射光线，所述微机电系统扫描镜用于将光源发射的光线反射至光波导。

17、在一些实施例中，所述投影光机包括显示屏和孔板，所述孔板上设置有通孔，所述显示屏发射的光线经所述通孔射向所述光波导。

18、根据本实用新型的显示装置，通过设置上述的光波导，并且将光波导的第三表面设置成柱面反射面，一方面可以利用柱面反射面对光线进行调整，使得经第三表面反射的光线呈现汇聚的效果，减少光线的损失，提高显示装置的成像画质；另一方面，第三表面设置成柱面反射面，无需增加新的光学元件，从而降低显示装置的体积与质量，进而提升用户体验。

19、根据本实用新型第三方面的可穿戴设备，包括本实用新型第二方面的显示装置。

20、根据本实用新型的可穿戴设备，通过设置上述第二方面的显示装置，从而提高了可穿戴设备的整体性能。

21、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种光波导，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述分光部件为光强分光镜。

3.根据权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述光强分光镜设置有多个，多个所述光强分光镜平行设置于所述波导基板内。

4.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，入射至所述波导基板的光线为线偏振光，所述分光部件为偏振分光膜，所述光波导还包括四分之一波片，所述四分之一波片设置于所述偏振分光膜与所述第三表面之间；

5.根据权利要求1-4任一项所述的光波导，其特征在于，所述柱面为圆柱面，所述光波导的耦入视场角为α，所述光波导的耦出视场角为β，所述波导基板的长度为l，所述圆柱面的半径为r，其中：

6.根据权利要求5所述的光波导，其特征在于，所述光波导还包括耦入元件，所述耦入元件设置在所述波导基板上，所述耦入元件用于将光线耦入进所述波导基板中。

7.一种显示装置，其特征在于，包括投影光机和根据权利要求1-5任一项所述的光波导。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述投影光机包括光源和微机电系统扫描镜，所述光源用于发射光线，所述微机电系统扫描镜用于将光源发射的光线反射至光波导。

9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述投影光机包括显示屏和孔板，所述孔板上设置有通孔，所述显示屏发射的光线经所述通孔射向所述光波导。

10.一种可穿戴设备，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的显示装置。

技术总结本技术公开了一种光波导、显示装置及可穿戴设备，光波导包括：波导基板，用于将入射至波导基板的光线进行全反射传输，波导基板包括相对设置的第一表面和第二表面，以及设置于第一表面和第二表面之间的第三表面，第三表面为向远离波导基板的方向凸出的柱面，柱面的母线与波导基板垂直，柱面为反射面；分光部件，用于将在波导基板内全反射传输的光线耦合出波导基板，分光部件设置于波导基板内，且与第一表面和第二表面均不平行；分光部件设置在第三表面侧，第三表面用于将传输至第三表面的光线反射至分光部件，以使光线经分光部件后从波导基板内射出。根据本技术的光波导，降低光波导系统的体积与质量，进而提升用户体验。技术研发人员：王耀彰,郑昱受保护的技术使用者：杭州灵犀微光科技有限公司技术研发日：20240329技术公布日：2024/11/7