本申請(qǐng)實(shí)施例涉及光學(xué)顯示，更具體地，本申請(qǐng)實(shí)施例涉及一種導(dǎo)光器件以及光學(xué)顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)光器件如衍射光波導(dǎo)作為實(shí)現(xiàn)圖像顯示的關(guān)鍵組件，在ar領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。衍射光波導(dǎo)通過特定的光學(xué)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒐饩€經(jīng)耦入?yún)^(qū)域耦合進(jìn)衍射光波導(dǎo)內(nèi)部，并進(jìn)行全反射傳播，最終通過耦出區(qū)域?qū)⒐饩€投射至用戶眼中形成虛擬圖像。

2、傳統(tǒng)的衍射光波導(dǎo)設(shè)計(jì)中存在一些問題。由于衍射光波導(dǎo)具有一定的厚度，并且光線在其內(nèi)部全反射時(shí)，其傳播角度(即全反射角度)是固定的，這導(dǎo)致光線在耦出區(qū)域的分布密度受到限制。例如，當(dāng)光線以某一特定角度α在衍射光波導(dǎo)內(nèi)部全反射傳播時(shí)，其橫向距離(即相鄰兩根光線在耦出區(qū)域的間距)由衍射光波導(dǎo)的厚度d、折射率n及全反射角度α共同決定，可表達(dá)為l＝2dtan(α)。這種設(shè)計(jì)使得每根光線在耦出區(qū)域的耦出密度較小，進(jìn)而導(dǎo)致形成的圖像出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，影響了用戶的視覺體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種導(dǎo)光器件以及光學(xué)顯示設(shè)備的新技術(shù)方案。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種導(dǎo)光器件，所述導(dǎo)光器件包括導(dǎo)光層及第一膜層；

3、所述導(dǎo)光層包括耦入?yún)^(qū)域及耦出區(qū)域，所述耦入?yún)^(qū)域用于接收?qǐng)D像光線并將所述圖像光線耦合進(jìn)所述導(dǎo)光層，所述耦出區(qū)域用于接收來自所述耦入?yún)^(qū)域的圖像光線并將所述圖像光線耦出至人眼進(jìn)行成像；

4、所述第一膜層層疊設(shè)置于所述導(dǎo)光層設(shè)有所述耦入?yún)^(qū)域及所述耦出區(qū)域的一側(cè)，所述第一膜層的厚度為d1，d1＞λ；其中，λ為入射光的波長。

5、可選地，所述導(dǎo)光器件還包括第二膜層，所述第二膜層層疊設(shè)于所述導(dǎo)光層背離所述第一膜層的一側(cè)，所述第二膜層的厚度為d2，d2＞λ。

6、可選地，所述第一膜層的折射率為n1，所述導(dǎo)光層的折射率為n0、厚度為d0，在所述第一膜層的折射率n1大于所述導(dǎo)光層的折射率n0的情況下，所述第一膜層的厚度d1與所述導(dǎo)光層的厚度d0之間滿足以下關(guān)系：

7、

8、可選地，所述第二膜層與所述第一膜層的厚度及折射率均相同。

9、可選地，所述第二膜層的折射率為n2，所述導(dǎo)光層的折射率為n0、厚度為d0，在所述第二膜層的折射率n2大于所述導(dǎo)光層的折射率n0的情況下，所述第二膜層的厚度d2與所述導(dǎo)光層的厚度d0之間滿足以下關(guān)系：

10、

11、可選地，所述第一膜層至少部分覆蓋所述導(dǎo)光層設(shè)有所述耦入?yún)^(qū)域及所述耦出區(qū)域的一側(cè)表面。

12、可選地，所述第一膜層上對(duì)應(yīng)所述耦入?yún)^(qū)域的位置形成鏤空區(qū)域。

13、可選地，所述導(dǎo)光層還包括轉(zhuǎn)折區(qū)域，所述轉(zhuǎn)折區(qū)域位于所述耦入?yún)^(qū)域與所述耦出區(qū)域之間，所述轉(zhuǎn)折區(qū)域用于接收來自所述耦入?yún)^(qū)域的圖像光線并進(jìn)行擴(kuò)瞳及將圖像光線轉(zhuǎn)向傳輸至所述耦出區(qū)域；

14、所述第一膜層覆蓋所述轉(zhuǎn)折區(qū)域及所述耦出區(qū)域。

15、可選地，所述第二膜層覆蓋在所述導(dǎo)光層背離所述第一膜層的一側(cè)表面。

16、可選地，所述耦入?yún)^(qū)域、所述耦出區(qū)域及所述轉(zhuǎn)折區(qū)域?yàn)檠苌涔鈱W(xué)結(jié)構(gòu)。

17、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種光學(xué)顯示設(shè)備，所述光學(xué)顯示設(shè)備包括：

18、光機(jī)；及

19、如第一方面所述的導(dǎo)光器件。

20、本申請(qǐng)的有益效果為：

21、本申請(qǐng)實(shí)施例提出了一種導(dǎo)光器件，其獨(dú)特之處在于結(jié)合了導(dǎo)光層和第一膜層的雙層結(jié)構(gòu)，該第一膜層疊設(shè)于導(dǎo)光層設(shè)有耦入?yún)^(qū)域及耦出區(qū)域的一側(cè)，且厚度d1設(shè)計(jì)為大于入射光的波長λ，這使光線在第一膜層與導(dǎo)光層的界面可以發(fā)生額外的折射并能夠?qū)⒄凵涔饩€反射回導(dǎo)光層中傳輸，這種作用可以增加導(dǎo)光層中全反射光線的傳播路徑，進(jìn)而在耦出區(qū)域能夠形成更為密集的分布，從而提高了耦出密度。隨著耦出密度的提升，圖像光線在耦出區(qū)域的分布更加均勻，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中因耦出密度不足而導(dǎo)致的圖像不均勻問題，這種均勻的圖像光線分布為用戶提供了更為清晰的視覺體驗(yàn)。

22、通過以下參照附圖對(duì)本說明書的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本說明書的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

技術(shù)特征：

1.一種導(dǎo)光器件，其特征在于，包括導(dǎo)光層(3)及第一膜層(1)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)光器件還包括第二膜層(2)，所述第二膜層(2)層疊設(shè)于所述導(dǎo)光層(3)背離所述第一膜層(1)的一側(cè)，所述第二膜層(2)的厚度為d2，d2＞λ。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一膜層(1)的折射率為n1，所述導(dǎo)光層(3)的折射率為n0、厚度為d0，在所述第一膜層(1)的折射率n1大于所述導(dǎo)光層(3)的折射率n0的情況下，所述第一膜層(1)的厚度d1與所述導(dǎo)光層(3)的厚度d0之間滿足以下關(guān)系：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第二膜層(2)與所述第一膜層(1)的厚度及折射率均相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第二膜層(2)的折射率為n2，所述導(dǎo)光層(3)的折射率為n0、厚度為d0，在所述第二膜層(2)的折射率n2大于所述導(dǎo)光層(3)的折射率n0的情況下，所述第二膜層(2)的厚度d2與所述導(dǎo)光層(3)的厚度d0之間滿足以下關(guān)系：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一膜層(1)至少部分覆蓋所述導(dǎo)光層(3)設(shè)有所述耦入?yún)^(qū)域(4)及所述耦出區(qū)域(5)的一側(cè)表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一膜層(1)上對(duì)應(yīng)所述耦入?yún)^(qū)域(4)的位置形成鏤空區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)光層(3)還包括轉(zhuǎn)折區(qū)域(6)，所述轉(zhuǎn)折區(qū)域(6)位于所述耦入?yún)^(qū)域(4)與所述耦出區(qū)域(5)之間，所述轉(zhuǎn)折區(qū)域(6)用于接收來自所述耦入?yún)^(qū)域(4)的圖像光線并進(jìn)行擴(kuò)瞳及將圖像光線轉(zhuǎn)向傳輸至所述耦出區(qū)域(5)；

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第二膜層(2)覆蓋在所述導(dǎo)光層(3)背離所述第一膜層(1)的一側(cè)表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述耦入?yún)^(qū)域(4)、所述耦出區(qū)域(5)及所述轉(zhuǎn)折區(qū)域(6)為衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)。

11.一種光學(xué)顯示設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種導(dǎo)光器件以及光學(xué)顯示設(shè)備；其中，所述導(dǎo)光器件包括導(dǎo)光層及第一膜層；所述導(dǎo)光層包括耦入?yún)^(qū)域及耦出區(qū)域，所述耦入?yún)^(qū)域用于接收?qǐng)D像光線并將所述圖像光線耦合進(jìn)所述導(dǎo)光層，所述耦出區(qū)域用于接收來自所述耦入?yún)^(qū)域的圖像光線并將所述圖像光線耦出至人眼進(jìn)行成像；所述第一膜層層疊設(shè)置于所述導(dǎo)光層設(shè)有所述耦入?yún)^(qū)域及所述耦出區(qū)域的一側(cè)，所述第一膜層的厚度為d<subgt;1</subgt;，d<subgt;1</subgt;＞λ；其中，λ為入射光的波長。

技術(shù)研發(fā)人員：饒軼,代杰,魏如東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：歌爾光學(xué)科技（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10