[發明專利]一種光波導結構及顯示裝置

有效

• 申請號: 201810078000.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN110082907B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 戴杰;郭幫輝;阮望超
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/42;G02B27/00;G02B6/34;G02B5/30
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 馮艷蓮

一種光波導結構及顯示裝置，用以解決現有技術中難以抑制增強現實波導中雜散光的問題。所述光波導結構包括上層波導、下層波導以及位于該上層波導與該下層波導之間的第一分光層；該上層波導包括第一上表面、第一下表面以及位于該第一上表面與該第一下表面之間的第二分光膜陣列，該第二分光膜陣列包括至少兩個波長分光膜，該至少兩個波長分光膜與該第一下表面形成一銳角夾角，該至少兩個波長分光膜用于將可見光中至少三個波段內的光反射，其余波段透過，該至少三個波段為用于投影成像的波段；該下層波導包括第二上表面以及第二下表面，該第二上表面與該第二下表面平行；該第一分光層用于將入射光線的一部分反射，其余部分透過。

技術領域

本申請涉及光學技術領域，尤其涉及一種光波導結構及顯示裝置。

背景技術

增強現實(augmented reality，AR)技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息(如：視覺信息，三維形貌，聲音，味道，觸覺等)，通過光學、計算機、電子等，模擬仿真后再疊加，不僅展現了真實世界的信息，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現實中，用戶利用光學顯示裝置，把真實世界與虛擬圖像結合在一起，形成虛實結合的沉浸式視覺體驗。

圖1示出的層疊式反射波導是一種廣泛應用的AR波導實現方式，參照圖1，層疊式反射波導設置有分光膜陣列，該分光膜陣列能夠將入射光的一部分反射，一部分透射。以入射光線a為例，其在入射層疊式反射波導后，經光路b反射至分光膜陣列，其中一部分光經光路c反射至人眼，另一部分光經光路d透射，透射的光繼續向前傳播，每次在入射分光膜陣列時發生分離，其中一部分光沿光路d-e-f-g-h反射至人眼，一部分光沿光路d-e-f-g-i-j反射至人眼，這些光線均為正常光線。但是，光線e入射分光膜陣列后，還有一部分光線發生反射，沿光路k-l-m反射至人眼，光線m的出射方向發生偏轉，入射人眼后導致成像偏差，這部分光線為雜散光線。現有技術中，上述雜散光難以抑制。

發明內容

本申請提供一種光波導結構及顯示裝置，用以解決現有技術中難以抑制AR波導中雜散光的問題。

第一方面，本申請提供一種光波導結構，包括上層波導、下層波導以及位于所述上層波導與所述下層波導之間的第一分光層。所述上層波導包括第一上表面、第一下表面以及位于所述第一上表面與所述第一下表面之間的第二分光膜陣列，所述第一上表面與所述第一下表面平行，所述第二分光膜陣列包括至少兩個波長分光膜，所述至少兩個波長分光膜相互平行，且與所述第一下表面形成一銳角夾角，所述至少兩個波長分光膜用于將可見光中至少三個波段內的光反射，其余波段透過，其中，所述至少三個波段為用于投影成像的波段，例如，該至少三個波段分別為紅光光譜中的一個波段、綠光光譜中一個波段以及藍光光譜中一個波段。所述下層波導包括第二上表面以及第二下表面，所述第二上表面與所述第二下表面平行。所述第一分光層的兩面分別與所述第一下表面、所述第二上表面接觸，所述第一分光層用于將入射光線的一部分反射，其余部分透過。

上述光波導結構中，下層波導的側端可以接收投影光，投影光在入射第一分光層之后，第一分光層將投影光分為兩部分，一部分光透過第一分光層進入上層波導，并在入射第二分光膜陣列后，反射回下層波導，從第二下表面出射并可最終進入人眼；被第一分光層分離的另一部分投影光反射回第二下表面，并經第二下表面反射回第一分光層，繼續被第一分光層分離。投影光在上述光波導結構中傳播時，雜散光線較少。不僅如此，第一分光層只需要將入射光線的一部分反射一部分透過，其工藝難度低，成本較低；不僅如此，如果采用光學膠粘合第一分光層，由于第一分光層的特性易于實現，不要求將其粘合的光學膠具有極高折射率，光學膠的成本較低。

在第一方面的一些可選的實現方式中，所述第一分光層包括分光膜或光柵陣列。所述分光膜可以為光強分光膜、偏振分光膜等。