CN208188390U - 一种光波导装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光波导装置，该装置包括波导基板、光波输出部和耦合反射面；通过耦合反射面将输入的光波反射进入波导基板；通过波导基板将耦合反射面反射的光波采用全反射的方式传输至光波输出部；所述光波输出部的结构包括低折射率材料和高折射率材料以锯齿状契合得到的微结构；并通过所述微结构将传输至所述光波输出部的光波输出，避免了几何光波导由于胶合层容易形成楔形角度，胶合线处因散射、衍射效应产生杂光问题，而且满足了近眼显示时的大视场需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及光传输领域，特别涉及一种光波导装置。
背景技术
现有几何光波导，例如，运用层叠阵列半透膜光波导实现光在波导片内传输及光导出，及运用板状的光波导片实现光的传输，利用在板状波导片上粘合的矩阵式微型棱镜组实现光导出等，对加工工艺要求高，几何光波导由于胶合层容易形成楔形角度，胶合线处因散射、衍射效应产生杂光问题，而且并不满足近眼显示时的大视场需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种光波导装置，以避免因散射、衍射效应产生的杂光问题，并满足近眼显示时的大视场需求。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种光波导装置，所述光波导装置包括：波导基板、光波输出部和耦合反射面；
所述耦合反射面设置在所述波导基板的光波输入位置，用于将输入的光波反射进入波导基板；
所述波导基板的输出位置设置所述光波输出部；所述波导基板用于将所述耦合反射面反射的光波采用全反射的方式传输至光波输出部；
所述光波输出部包括低折射率材料和高折射率材料以锯齿状契合得到的微结构；所述微结构用于输出传输至所述光波输出部的光波。
可选的，所述耦合反射面的耦合反射角的取值范围为：
其中，n1为低折射率材料的折射率，n2为高折射率材料的折射率，θ为光波导的最大入射角。
可选的，所述微结构的右侧角度γ的取值范围为：
其中，n1为低折射率材料的折射率，n2为高折射率材料的折射率，θ为光波导的最大入射角。
可选的，所述微结构的左侧角度β的值为：其中，为耦合反射面的耦合反射角。
可选的，所述耦合反射面的材料为耦合反射薄膜。
可选的，所述波导基板的材料为低折射率光学塑料。
可选的，所述低折射率材料为所述低折射率光学塑料。
可选的，所述高折射率材料为高折射率玻璃。
可选的，所述光波导装置还包括微显示屏、照明引擎和目镜系统；所述微显示屏、所述照明引擎和所述目镜系统沿光波进入所述波导基板的方向依次排列。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
本实用新型公开了一种光波导装置，该装置包括波导基板、光波输出部和耦合反射面；通过耦合反射面将输入的光波反射进入波导基板；通过波导基板将耦合反射面反射的光波采用全反射的方式传输至光波输出部；所述光波输出部的结构包括低折射率材料和高折射率材料以锯齿状契合得到的微结构；并通过所述微结构将传输至所述光波输出部的光波输出，避免了几何光波导由于胶合层容易形成楔形角度，胶合线处因散射、衍射效应产生杂光问题，而且满足了近眼显示时的大视场需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种光波导装置的结构图；
图2为本实用新型提供的一种光波导装置的光波输入示意图；
图3为本实用新型提供的一种光波导装置的光波R0出射示意图；
图4为本实用新型提供的一种光波导装置的光波R2出射示意图；
图5为本实用新型提供的一种光波导装置的光波R1出射示意图；
图6为本实用新型提供的一种光波导装置的实施方式的结构图。
具体实施方式
本实用新型的目的是提供一种光波导装置，以避免因散射、衍射效应产生的杂光问题，并满足近眼显示时的大视场需求。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种光波导装置，所述光波导装置包括：波导基板1、光波输出部2和耦合反射面3；所述耦合反射面3设置在所述波导基板1的光波输入位置，用于将输入的光波反射进入波导基板1；所述耦合反射面的耦合反射角的取值范围为：
其中，n1为低折射率材料的折射率，n2为高折射率材料的折射率，θ为光波的最大入射角。所述耦合反射面的材料为耦合反射薄膜。
具体的，如图2所示，所述耦合反射角为耦合反射面与光波导方向的夹角，其中，光波导方向为图1中箭头所示的方向；所述光波的最大入射角为目镜系统中虚拟图像边缘的光波(R1或R2)与0视场光波R0的夹角。
所述波导基板1的输出位置设置所述光波输出部2；所述波导基板1用于将所述耦合反射面3反射的光波采用全反射的方式传输至光波输出部2；所述波导基板的材料为低折射率光学塑料。
所述光波输出部2包括低折射率材料和高折射率材料以锯齿状契合得到的微结构4；所述微结构用于输出传输至所述光波输出部的光波。所述低折射率材料为所述低折射率光学塑料。所述高折射率材料为高折射率玻璃。
所述微结构的右侧角度γ的取值范围为：
其中，n1为低折射率材料的折射率，n2为高折射率材料的折射率，θ为光波导的最大入射角。所述微结构的左侧角度β的值为：其中，为耦合反射面的耦合反射角。
具体的，如图3所示，所述左侧角度β为所述微结构的锯齿的左边缘与光波导方向的夹角，所述右侧角度γ为所述微结构的锯齿的右边缘与光波导方向的夹角。
所述光波导装置还包括微显示屏5、照明引擎6和目镜系统7；所述微显示屏5、所述照明引擎6和所述目镜系统7沿光波进入所述波导基板的方向依次排列。
采用本实用新型提供的光波导装置进行光波导，具体为，如图2所示，目镜系统光波进入光波导传输装置，R0为0视场角光波，R1为右侧边缘光波(视场光波)，R2为左侧边缘光波(反向视场光波)，耦合反射角度R2、R0、R1在进入波导基板后进行全反射传输，组成入射角为α'、α、α”三组光波。
如图3-5所示，光波R0、R1、R2分别经所述微结构的高折射率材料和低折射率材料的交界处发生全反射输出，进入人眼。
如图6所示，作为一种具体的实施方式，低折射率材料为PMMA，其折射率n1为1.49，高折射率材料为N-SF66，其折射率n2为1.92，微结构的锯齿宽度为50um，微结构的锯齿间的距离为50um，光波的最大入射角θ为14.2°时，微结构的左侧角度β为56.4°，右侧角度γ为61.8°，耦合反射角度为28.2°，水平视场角为42.88°，即如图4和5所示，+θ与-θ’夹角为42.88°。
本实用新型提供的光波导装置的优点在于：(1)对工艺要求相对较低；(2)克服了几何光波导由于胶合层容易形成楔形角度，胶合线处产生散射、衍射效应产生杂光问题；(3)实现大视场。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种光波导装置，其特征在于，所述光波导装置包括：波导基板、光波输出部和耦合反射面；
所述耦合反射面设置在所述波导基板的光波输入位置，用于将输入的光波反射进入波导基板；
所述波导基板的输出位置设置所述光波输出部；所述波导基板用于将所述耦合反射面反射的光波采用全反射的方式传输至光波输出部；
所述光波输出部包括低折射率材料和高折射率材料以锯齿状契合得到的微结构；所述微结构用于输出传输至所述光波输出部的光波。
2.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述耦合反射面的耦合反射角的取值范围为：
其中，n1为低折射率材料的折射率，n2为高折射率材料的折射率，θ为光波导的最大入射角。
3.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述微结构的右侧角度γ的取值范围为：
其中，n1为低折射率材料的折射率，n2为高折射率材料的折射率，θ为光波导的最大入射角。
4.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述微结构的左侧角度β的值为：其中，为耦合反射面的耦合反射角。
5.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述耦合反射面的材料为耦合反射薄膜。
6.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述波导基板的材料为低折射率光学塑料。
7.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述低折射率材料为低折射率光学塑料。
8.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述高折射率材料为高折射率玻璃。
9.根据权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述光波导装置还包括微显示屏、照明引擎和目镜系统；
所述微显示屏、所述照明引擎和所述目镜系统沿光波进入所述波导基板的方向依次排列。
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Publications (1)
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ID=64430394
Family Applications (1)
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Cited By (4)
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