CN118426172A - 光波导模组及显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光波导模组及显示设备，光波导模组包括光波导以及光学膜层。光波导的表面具有耦入区和耦出区，耦入区和耦出区沿光波导的光传播方向间隔设置。光学膜层设置于光波导设有耦出区的一侧且与耦出区相对设置，经耦入区耦入光波导的光线从耦出区耦出后传播至光学膜层，出射角大于或等于第一预定角度的耦出光被光学膜层过滤。上述光波导模组的光学膜层能够减少大角度杂散光进入人眼的可能性，从而减小了对显示设备的图像显示效果的影响。

Description

光波导模组及显示设备

技术领域

本申请涉及发光显示技术领域，特别涉及一种光波导模组及显示设备。

背景技术

AR(增强现实)是一种实时采集现实世界信息，并将虚拟信息、图像等与现实世界相结合的显示技术。增强现实设备中采用的微型光机是用于生成图像光线的器件，LCoS(硅基液晶)和DMD(数码微镜装置)的微投影系统是非主动发光芯片投影方案中的主流。对于非主动发光芯片，可以利用照明波导将光源发出的光束按照预设的路径均匀照射在LCoS、DMD芯片表面，从而生成高质量的投影图像。

AR(增强现实)光波导技术基于全反射原理实现光线的传播，当输入图像的视场角过大以致于超过了波导的容纳上限时，全反射条件会被打破，导致光线以大角度耦出波导从而影响波导的显示效果。

发明内容

本申请实施例提供一种光波导模组，本申请实施例还提供一种具有上述光波导模组的显示设备。

第一方面，本申请实施例提供一种光波导模组，包括光波导以及光学膜层。光波导的表面具有耦入区和耦出区，耦入区和耦出区沿光波导的光传播方向间隔设置。光学膜层设置于光波导设有耦出区的一侧且与耦出区相对设置，经耦入区耦入光波导的光线从耦出区耦出后传播至光学膜层，出射角大于或等于第一预定角度的耦出光被光学膜层过滤。

第二方面，本申请实施例还提供一种显示设备，包括上述任一项的光波导模组以及光源，光源设置于第一表面背离第二表面的一侧，且与耦入区相对。

相对于现有技术，本申请实施例提供的光波导模组中，经耦入区耦入光波导的光线经耦出区耦出后传播至光学膜层，出射角大于或等于第一预定角度的耦出光被光学膜层过滤。出射角大于或等于第一预定角度的耦出光体现为杂散光，可能会对人眼观察到的图像的显示效果造成不利的影响，该杂散光被光学膜层过滤，减少了大角度杂散光进入人眼的可能性，从而减小了对显示设备的图像显示效果的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的显示设备的简化结构示意图。

图2是图1所示显示设备的光波导的结构示意图。

图3是图1所示显示设备的光线传播过程中的波矢量在光波导表面内投影的分布变化的示意图。

图4是图1所示显示设备输出图像的视场角过大时波矢量在光波导表面内投影的分布变化的示意图。

图5是图4中波矢量位于圆环R1内部但十分接近圆环R1的光线从光波导出射的光路图。

图6是图4中大角度光线影响显示效果的简化示意图。

图7是图1所示显示设备的光波导模组的简化结构示意图。

图8是图7所示光波导模组的光学膜层的一种实施方式的简化结构示意图。

图9是图7所示光波导模组的光学膜层的另一实施方式的简化结构示意图。标号说明：100、光波导模组；101、玻璃板；10、光波导；12、耦入区；121、耦入光栅；14、耦出区；141、耦出光栅；20、第二表面；30、侧壁；40、光学膜层；41、第一光楔；412、入射面；414、出射面；416、底面；42、吸光层；43、第二光楔；45、全息光学元件；50、第一表面；200、显示设备；201、光源。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一组件。说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”；“大致”是指本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

请参阅图1，本申请实施例提供一种光波导模组100以及配置有该光波导模组100的显示设备200，光波导模组100可以应用于显示设备200中，其用于作为显示设备200投影方案中的照明系统。

本说明书对显示设备200的具体类型不作限制，例如，显示设备200可以应用于头盔显示(HMD)、平视显示(HUD)以及其他可穿戴眼镜设备中等，当然，显示设备200也可以为投影机。在本实施例中，显示设备200包括光源201以及上述的光波导模组100。光源201用于发出光束，光波导模组100包括光波导10。光波导10设置于光源201的一侧，光波导10靠近光源201的一侧设有耦入区12，耦入区12位于光源201发出的光束的光路上，光波导10的表面还设有耦出区14。在一些实施例中，显示设备200还包括显示面板和投影镜头(图中均未示出)，显示面板可以设置于光波导10设有耦出区14的一侧且位于耦出区14耦出的光束的光路上。投影镜头可以设置于光波导10背离显示面板的一侧，且与显示面板沿光波导10的厚度方向位置相对。

光源201发出光束，光束经耦入区12进入光波导10并以一定的角度在光波导10内传播，光束入射到光波导10和空气的交界面上时会发生全反射，这确保了光束能够在光波导10内沿设定的路径传播从而到达耦出区14，最终经过耦出区14离开光波导10进入显示面板，显示面板对光束进行调制并将调制后的光束反射至投影镜头，最后进入人眼。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“里”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本说明书对光源201的具体类型不作限制，例如，光源201可以采用线偏振激光器，也可以采用其他激光器和偏振片的组合，使其发出的光束准直并匀化成均匀光斑。显示面板与耦出区14间隔相对，其用于调制经由耦出区14耦出的光束并将调制后的光束反射至投影镜头。显示面板用于产生图像源并控制图像中像素亮度，本说明书对显示面板的具体类型不作限制，例如，显示面板可以为LCOS(硅基液晶)显示面板，或者DMD(数码微镜装置)显示器这种被动发光型的图像显示面板。

光波导10是由光透明介质(如石英玻璃)构成的传输光频电磁波的导行结构，是引导波在其中传播的装置，其用于限制光束在空间的传播路径，当光束传播角度满足全反射条件时，其只能在光波导10内传播。本说明书对光波导10的具体类型不做限制，光波导10可以做成非常轻薄的平板玻璃形态。在本实施例中，光波导10可以为玻璃板101。玻璃板101的折射率为n，厚度为d，玻璃板101的全反射临界角为θ₀＝arcsin(n_a/n)，其中，n_a为空气折射率。光波导10的折射率n越大，全反射临界角θ₀越小，此时光在光波导10内可发生全反射的角度范围增加，增加了设计自由度。

在本实施例中，光波导10包括第一表面50、第二表面20以及侧壁30。第一表面50和第二表面20相互背离，其中，第一表面50朝向光源201设置，第二表面20朝向投影镜头设置，侧壁30连接于第一表面50和第二表面20之间。光波导10整体可以呈现为平板状，因此第一表面50和第二表面20可以为平面，在其他的实施例中，光波导10可以呈现为曲面板状，第一表面50和第二表面20可以分别为凹面和凸面；光波导10的外形可以呈现为圆形板状，第一表面50和第二表面20可以均为弧形面。

在本实施例中，侧壁30连接于第一表面50以及第二表面20的周缘，以与第一表面50、第二表面20共同限定光波导10的外形。光波导10整体呈现为平板状时，侧壁30可以为与第一表面50和第二表面20相交的平面。例如，光波导10为矩形板状时，侧壁30可以包括四个依次首尾相连的侧壁部。在其他的实施例中，光波导10呈现为曲面板状时，侧壁30也可以呈现环绕于第一表面50周向的凹面或者凸面，侧壁30的几个部分首尾相连，可以具有弧形的分界线；光波导10的外形呈现为圆形板状时，侧壁30也可以为与第一表面50、第二表面20相接续的弧形面，侧壁30的几个部分之间可以没有明显的分界线。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请同时参阅图1和图2，耦入区12设置于第一表面50，耦出区14可以与耦入区12同侧，也设置于第一表面50。耦出区14也可以与耦入区12不同侧，例如，耦出区14设置于第二表面20，或者设置于侧壁30。耦入区12和耦出区14沿光束在光波导10内光传播方向z间隔设置。本说明书对光传播方向z的具体方向不作限制，例如，光传播方向z可以为光波导10的长度方向也可以为光波导10的宽度方向，在本实施中，光传播方向z为光波导10的长度方向。

耦入区12和光源201间隔相对设置，耦入区12用于改变光源201发出的光束的传播角度，使光束在光波导10内的传播满足全反射条件。耦入区12设有耦入光栅121，本说明书对耦入光栅121的具体类型不作限制，例如，耦入光栅121包括以下结构的至少一种：表面浮雕光栅、棱镜、楔角、阵列光波导、全息光栅。其中，光栅是利用光的干涉和衍射现象进行分光的色散元件，表面浮雕光栅方案具备设计结构轻薄、设计自由度高、与纳米压印相结合成本较低等优势。棱镜是一种由两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体，用以分光或使光束发生色散。楔角是光学系统中对光线小角度偏折的元件。阵列光波导通过阵列反射镜堆叠实现图像的引导。全息光栅主要是利用光相干迭加原理，例如通过对复数项(时间项)的调整，使两束光波列的峰值迭加，峰谷迭加，达到相干场具有较高的对比度的技术。

耦入区12的耦入光栅121通过衍射效应改变光源201发出的光束的传播角度，使光束的角度满足光波导10内的全反射条件，从而实现在光波导10中无损耗传输(忽略光波导10材料对光的吸收效应)。在本实施例中，光波导10还作为耦入光栅121的基底，使耦入光栅121可以附着其上。

在本实施例中，耦出区14设有耦出光栅141，本说明书对耦出光栅141的具体类型不作限制，例如，耦入光栅121包括以下结构的至少一种：表面浮雕光栅、棱镜、楔角、阵列光波导、全息光栅。其中，光栅是利用光的干涉和衍射现象进行分光的色散元件。棱镜是一种由两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体，用以分光或使光束发生色散。楔角是光学系统中对光线小角度偏折的元件。阵列光波导通过阵列反射镜堆叠实现图像的引导。全息光栅主要是利用光相干迭加原理，例如通过对复数项(时间项)的调整，使两束光波列的峰值迭加，峰谷迭加，达到相干场具有较高的对比度的技术。

在本实施例中，耦出光栅141为表面浮雕光栅，表面浮雕光栅方案具备设计结构轻薄、设计自由度高、与纳米压印相结合成本较低等优势。本说明书对耦出光栅141的具体形貌不作限制，例如，耦出光栅141的形貌包括以下结构的至少一种：直光栅、斜齿光栅、闪耀光栅。其中，直光栅无效衍射占光能量较高；斜齿光栅有效衍射光能量较高，相较于直光栅生产工艺要求较高，整体良率相对可控；闪耀光栅的光耦合效率较高，但用于可见光波段时，工艺精度要求高，规模量产良率低。

在本实施例中，光波导10还作为耦出光栅141的基底，使耦出光栅141可以附着其上。本说明书对耦出光栅141在第一表面50上的分布方式不做限制，例如，耦出光栅141可以为离散分布也可以为连续分布，即耦出区14可以设置有一个或多个，多个耦出区14之间可以间隔设置，也可以互相接续。耦出光栅141的深度、占空比、周期等参数可以离散分布也可以沿光栅周期的方向呈渐变式分布。通过控制耦出光栅141的占空比、高度和周期在合理的范围内，有利于保证耦出光栅141的耦出效率，当然也可根据实际情况调节具体参数，以使耦出的光强均匀性达到特定要求。

请参阅图2，当耦入光束在光波导10表面的截面宽度L1与光束沿光传播方向z全反射一次前进的长度L(L＝2d·tanθ)相同时，耦出区14的多个出射光束之间不存在缝隙，此时耦出光束的尺寸与耦出区14相等。

本实施提供的光波导10基于全反射原理实现光线的传播，图1为光波导10的基本原理示意图，入射光经过耦入光栅121后进入光波导10并以一定的角度在光波导10内传播，光线入射到光波导10与空气的交界面上时会发生全反射，沿预定的路径传播到达耦出光栅141，并最终经过耦出光栅141离开光波导10进入人眼。请参阅图3，图3展示了光线传播过程中的波矢量在光波导10表面内投影的分布变化。波矢量处于圆环R1内部的光线会在光波导10表面发生透射，只有波矢量处于圆环R1与圆环R2之间区域的光线才会在光波导10表面发生全反射。初始时，光源201出光的波矢量位于圆环R1内部，由于本实施例采用的显示面板形状为矩形，输出图像光的波矢量在光波导10平面内的分量呈现出矩形的分布。

本说明书对光波导10的具体类型不做限制，下文以光波导10为衍射光波导方案为例进行论述。光波导10中的耦入光栅121、耦出光栅141均为衍射光栅。耦入光栅121可以具有光栅矢量K1，耦入光栅121的光栅矢量K1的作用是将输入图像的波矢量由A0位置移动到A1位置。在一些实施例中，光波导10中还可能存在折转光栅，折转光栅具有光栅矢量K2，作用是将A1位置的波矢量移动到A2位置。耦出光栅141具有光栅矢量K3，光栅矢量K3的作用是将A2位置的波矢量移动回A0位置实现图像光的耦出。A1、A2处的光线波矢量需要处于圆环R1与圆环R2之间，才能满足本实施例中光波导10的设计原则，即满足光线光波导10中通过全反射传播。

当光波导10应用于大视场角输出图像的显示设备200时，输入图像的波矢量在经过耦入光栅121和折转光栅的“搬运”后，所处的位置不满足光波导10的全反射条件的限制。其中，“输出图像的视场角过大”对应图4中A0、A1、A2对应的矩形框尺寸过大。如图4所示，输入的图像光的视场角较大，输入图像波矢处于A0处。耦入光栅121具有光栅矢量K1，将输入图像的波矢量由A0位置移动到A1位置，此时的波矢量全部位于圆环R1与圆环R2之间，故可以在光波导10内全反射传播。折转光栅具有光栅矢量K2，将A1处的波矢量移动到A2处，此时存在部分光线的波矢量落在了圆环R1的内部，即全反射条件被打破，光线从光波导10中出射。

波矢量位于圆环R1内部但十分接近圆环R1的光线会以近似平行于光波导10表面的方向出射，此时光线出射方向与光波导10表面法线夹角较大，如图5所示。这一光线体现为杂散光，可能会对人眼观察到的图像的显示效果造成不利的影响，如图6中从右侧光波导10出射的大角度光线进入左眼形成图像。

请同时参阅图1和图7，为了使光波导10能够应用于大视场角输出图像的显示设备200，在本实施例中，光波导模组100还包括光学膜层40。光学膜层40设置于光波导10设有耦出区14的一侧且与耦出区14相对设置。经耦入区12耦入光波导10的光线从耦出区14耦出后传播至光学膜层40，出射角大于或等于第一预定角度a的耦出光被光学膜层40过滤。“出射角大于或等于第一预定角度a的耦出光”也即上述大角度的杂散光，该杂散光被光学膜层40过滤，减少大角度杂散光进入人眼的可能性，从而减小了对显示设备200的图像显示效果的影响。其中，“过滤”应理解为出射角大于或等于第一预定角度a的耦出光(即大角度杂散光)被限制、不能进入人眼，只允许出射角小于第一预定角度a的耦出光进入人眼。本说明书对“过滤”(即限制大角度杂散光进入人眼)的具体方式不作限制，例如，“过滤”可以为对大角度杂散光进行吸收，使大角度杂散光不能从光学膜层40出射，达到限制其进入人眼的目的。或者，“过滤”可以为偏折大角度杂散光，使大角度杂散光以更大的角度从光学膜层40内出射，该出射光近似于与光波导10的表面平行，从而达到不进入人眼的目的。光学膜层40改善输出图像场角大带来的漏光问题，本申请实施例的光波导模组100即使是应用在较大视场角的输出图像的显示设备200中，漏光现象也较弱，因此本申请实施例的光波导模组100支持大视场角的输出图像的显示设备200。

上述第一预定角度a的取值范围为：大于或等于65度，在本实施例中，第一预定角度a取值为70°，即光学膜层40能够偏折出射角大于或等于70°的耦出光，从而减小对图像显示效果的影响。

本说明书对光学膜层40的具体结构不作限制，例如，光学膜层40可以为光楔结构，或者光学膜层40也可以为全息光学元件。在一些实施例中，光学膜层40为光楔结构，顶角很小(一般小于1/10弧度)的棱镜，也称为光楔，又称为楔镜。

请同时参阅图1和图8，光学膜层40包括第一光楔41。第一光楔41在光波导10设有耦出区14的一侧的投影与耦出区14至少部分重合，以使经耦出区14耦出的光线能够传播至第一光楔41。第一光楔41设有入射面412、出射面414以及底面416，入射面412和出射面414分别位于第一光楔41上相背离的两侧，入射面412与光波导10设有耦出区14的表面大致平行，出射面414相对于光波导10设有耦出区14的表面倾斜设置。在使用时，出射角小于第一预定角度a的耦出光依次穿透入射面412及出射面414后射出。入射面412与耦出区14相对设置，入射面412和出射面414相交形成顶角b，底面416连接于入射面412与出射面414之间，并与顶角b相对，底面416与光波导10设有耦出区14的表面大致垂直。第一光楔41的底面416和顶角b定义的长度方向沿光传播方向z延伸设置。

为了减小第一光楔41的厚度(即第一光楔41沿光波导10的厚度方向的尺寸)以减小光波导模组100的厚度，第一光楔41的顶角b较小，例如，在本实施例中，顶角b小于或者等于5°。第一光楔41所用材料的折射率大于或者等于1.5且小于或者等于2.4，较高的折射率同样有利于减小第一光楔41的厚度。在本实施例中，顶角b和第一光楔41的材料的折射率具体的选取原则应满足：使光波导10的出射角大于或者等于第一预定角度a的耦出光、入射到第一光楔41的入射面412上时会发生全反射。当耦出光入射到入射面412的入射角小到某一数值时，光线在出射面414的入射角可能大于临界角而发生全反射，在出射面414上无出射光线，光线反射到底面416上。在本实施例中，第一预定角度a为70°。即出射角大于或者等于70°的耦出光经入射面412进入第一光楔41内，并在第一光楔41内发生全反射最终传播至底面416。

在本实施例中，光波导模组100还可以包括吸光层42，吸光层42设置于第一光楔41的底面416，用于吸收传播至底面416的光线。吸光层42可以通过在底面416上涂布光吸收粒子的方法制成，也可以采用无机炭黑、有机苯胺黑等材料涂布于底面416，吸光层42对可见光的反射率大于或等于1％且小于或等于50％。出射角大于或者等于70°的耦出光经入射面412进入第一光楔41发生全反射，该角度范围内的光线被束缚在第一光楔41内部传播并最终入射底面416上被吸光层42吸收，减小了大角度杂散光对显示效果的影响。

在一些实施例中，第一光楔41与光波导10设有耦出区14的表面之间存在空气间隙，也即第一光楔41与光波导10设有耦出区14的表面间隔设置。经耦出区14耦出的光线进入空气间隙，再从空气间隙中射入第一光楔41，第一光楔41与光波导10之间的空气间隙降低了耦出区14与第一光楔41入射面412处发生全反射的可能性，同时增加了第一光楔41的材料选择自由度。

在另一些实施例中，为了减小光波导模组100的厚度，第一光楔41也可以贴合于光波导10设有耦出区14的表面设置，具体地，第一光楔41的入射面412贴合于光波导10设有耦出区14的表面。第一光楔41的折射率大于光波导10的折射率。

在一些实施例中，为了进一步保证第一光楔41的效果，光学膜层40还包括第二光楔43。第二光楔43设置于第一光楔41背离光波导10的一侧，且与第一光楔41相对间隔设置。第二光楔43的结构与第一光楔41的结构类似，第二光楔43也具有彼此相交的入射面、出射面以及底面，第二光楔43的入射面与第一光楔41的出射面414大致平行且二者间隔设置，使第一光楔41和第二光楔43之间有一空气间隔。第二光楔43的出射面与第一光楔41的入射面412大致平行，第二光楔43的入射面与第二光楔43的出射面相交形成第二光楔43的顶角。第二光楔43的底面与第一光楔41的底面416大致平行且相对设置。

在使用时，出射角小于第一预定角度a的耦出光射入第一光楔41，经第一光楔41偏折后出射进入空气间隔，然后射入第二光楔43，经第二光楔43偏折后出射，出射的光线与原射入第一光楔41的耦出光方向相同，出射角小于第一预定角度a的耦出光经过第一光楔41和第二光楔43后方向不变，尽可能地减小了第一光楔41和第二光楔43对环境光线的影响。

同样地，第二光楔43的底面也设置也有吸光层42。部分出射角大于或者等于70°的耦出光从出射面414出射，进入第二光楔43的入射面，在第二光楔43内发生全反射，并传播至第二光楔43的底面被吸光层42吸收，进一步保证了光学膜层40的效果，减小大角度杂散光对显示效果的影响。

在本实施例中，第二光楔43的顶角和第一光楔41的顶角b相同，这使得出射角小于第一预定角度a的耦出光在先后通过第一光楔41与第二光楔43后传播方向不会发生改变，从而尽可能地减小光学膜层40对环境光线的影响。第二光楔43的折射率也可以和第一光楔41的折射率相同。

请同时参阅图1和图9，若光学膜层40不是光楔结构，在一些实施例中，光学膜层40可以包括全息光学元件45。全息光学元件是根据全息术原理制成的光学元件，通常做在感光薄膜材料上，作用基于衍射原理，是一种衍射光学元件。全息光学元件具有良好的波长选择性、角度选择性以及较高的衍射效率。全息光学元件包括全息透镜、全息光栅、全息滤波器、全息扫描器等。

全息光学元件45对进入的大角度的耦出光进行偏折，使其以更大角度出射，从而使大角度的耦出光不会进入任何一只人眼。具体地，全息光学元件45使出射角大于或等于第一预定角度a的耦出光以第二预定角度c出射，第二预定角度c大于第一预定角度a。其中，由上述可得，第一预定角度a的范围为：大于或等于65度。本说明书对第二预定角度c的具体角度不作限制，以全息光学元件45为全息光栅为例，可以根据对光波导模组100不同的需求，对全息光学元件45的光栅线、光栅厚度等制作参数进行设定，来调整全息光学元件45对进入的大角度的耦出光进行偏折控制后出射的角度。在本实施例中，第二预定角度c大于或等于85°。如图9所示，全息光学元件45使得从光波导10出射的大角度光线O1以更大的角度(即第二预定角度c)出射，且以此角度传播的光线进入到任意一只人眼的可能性较小，从而达到了降低大角度杂散光影响图像显示的效果。本实施例中，由于全息光学元件45的角度选择特性，非大角度的光线O2可以正常的透过全息光学元件45。

本申请实施例提供的光波导模组100中，经耦入区12耦入光波导10的光线从耦出区14耦出后传播至光学膜层40，出射角大于或等于第一预定角度a的耦出光被光学膜层40过滤。若光学膜层40包括第一光楔41，出射角大于或者等于第一预定角度a的耦出光经入射面412进入第一光楔41发生全反射，该角度范围内的光线被束缚在第一光楔41内部传播并最终入射底面416上被吸光层42吸收，减小了大角度杂散光对显示效果的影响。

若光学膜层40包括全息光学元件45，全息光学元件45使得从光波导10出射的大角度光线O1以更大的角度出射，且以此角度传播的光线进入到任意一只人眼的可能性较小，从而达到了降低大角度杂散光影响图像显示的效果。由于全息光学元件45的角度选择特性，非大角度的光线O2可以正常的透过全息光学元件45。

本申请提供的光波导模组100的光学膜层40能够偏折大角度杂散光，从而减小对显示设备200的图像显示效果的影响。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种光波导模组，其特征在于，包括：

光波导，所述光波导的表面具有耦入区和耦出区，所述耦入区和所述耦出区沿所述光波导的光传播方向间隔设置；以及

光学膜层，设置于所述光波导设有所述耦出区的一侧且与所述耦出区相对设置，经所述耦入区耦入所述光波导的光线从所述耦出区耦出后传播至所述光学膜层，出射角大于或等于第一预定角度的耦出光被所述光学膜层过滤。

2.如权利要求1所述的光波导模组，其特征在于，所述光学膜层包括第一光楔，所述第一光楔在所述光波导设有耦出区的一侧的投影与所述耦出区至少部分重合。

3.如权利要求2所述的光波导模组，其特征在于，所述第一光楔的折射率大于或者等于1.5且小于或者等于2.4。

4.如权利要求2所述的光波导模组，其特征在于，所述第一光楔设有入射面、出射面和底面，所述入射面和所述出射面分别位于所述第一光楔上相背离的两侧，所述入射面与所述耦出区相对设置，出射角小于所述第一预定角度的耦出光依次穿透所述入射面及所述出射面后射出；所述底面连接于所述入射面与所述出射面之间。

5.如权利要求4所述的光波导模组，其特征在于，所述入射面和所述出射面相交形成顶角，所述底面与所述顶角相对设置，所述顶角小于或者等于5度。

6.如权利要求4所述的光波导模组，其特征在于，所述第一预定角度的取值范围为：大于或等于65度，出射角大于或者等于所述第一预定角度的耦出光经所述入射面进入所述第一光楔内，并在所述第一光楔内发生全反射最终传播至所述底面。

7.如权利要求4所述的光波导模组，其特征在于，所述光波导模组还包括吸光层，所述吸光层设置于所述第一光楔的所述底面。

8.如权利要求2所述的光波导模组，其特征在于，所述光学膜层还包括第二光楔，所述第二光楔设置于所述第一光楔背离所述光波导的一侧，且与所述第一光楔相对设置。

9.如权利要求8所述的光波导模组，其特征在于，所述第二光楔的顶角和所述第一光楔的顶角相等。

10.如权利要求1所述的光波导模组，其特征在于，所述光学膜层包括全息光学元件，所述全息光学元件使出射角大于或等于所述第一预定角度的耦出光以第二预定角度出射，所述第二预定角度大于所述第一预定角度。

11.如权利要求10所述的光波导模组，其特征在于，所述第一预定角度的取值范围为：大于或等于65度，所述第二预定角度大于或等于85度。

12.如权利要求1～11中任意一项所述的光波导模组，其特征在于，所述光学膜层贴合于所述光波导设置有所述耦出区的表面。

13.如权利要求1～11中任意一项所述的光波导模组，其特征在于，所述光学膜层与所述光波导设置有所述耦出区的表面间隔设置。

14.一种显示设备，其特征在于，包括：

如权利要求1～13中任意一项所述的光波导模组；以及

光源，设置于所述第一表面背离所述第二表面的一侧，且与所述耦入区相对。