[发明专利]光波导单元、阵列及平板透镜

说明书

本发明公开了一种光波导单元，包括：多个反射单元，所述反射单元的构成均相同，所述反射单元为金属层、全反射层、介质反射层中的任意一种或任意两种的组合；彼此层叠设置的多个子波导，每个所述子波导的两侧分别具有一个所述反射单元，且在所述多个子波导的层叠方向上，所述多个子波导的高度中的至少两个不同，所述子波导的不同高度值对应不同的入射角方向。根据本发明实施例的光波导单元，通过设置多个高度的子波导，分别对多个高度下针对不同视角进行调制，从而可以实现对多个无损耗区角度的能量进行分配，从而可以提高成像光束在整个成像视角范围内能量的均匀性。本发明还公开了具有所述光波导单元的光波导阵列、以及平板透镜。

技术领域

本发明涉及光学显示领域，尤其是涉及一种光波导单元、包括所述光波导单元的光波导阵列、以及包括所述光波导阵列的平板透镜。

背景技术

随着成像显示技术的发展，对成像的特性要求不断提高。一方面要求有较高的分辨率，保证观察画面清晰度的同时，还需要满足小畸变要求。另一方面要求有三维立体显示特性的同时，具有裸眼三维全息显示要求。现有的成像技术一方面，主要采用透镜成像，主要受视场和孔径的限制，其存在球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差等光学像差，其在大视场、大孔径成像显示领域受限较大。另一方面，现有的裸眼三维显示技术大多数是基于调节左右眼视差来实现三维感官，而非实际三维显示技术。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种光波导单元。

根据本发明实施例的一种光波导单元，包括：多个反射单元，所述反射单元的构成均相同，所述反射单元为金属层、全反射层、介质反射层中的任意一种或任意两种的组合；彼此层叠设置的多个子波导，每个所述子波导的两侧分别具有一个所述反射单元，且在所述多个子波导的层叠方向上，所述多个子波导的高度中的至少两个不同，所述子波导的不同高度值对应不同的入射角方向。

根据本发明实施例的光波导单元，通过设置多个高度的子波导，分别对多个高度下针对不同视角进行调制，从而可以实现对多个无损耗区角度的能量进行分配，从而可以提高成像光束在整个成像视角范围内能量的均匀性。

根据本发明的一些实施例，每个所述子波导的高度范围为0.1mm-5mm。这样不但可以防止光波导阵列成像质量受衍射影响，还能够提高光波导阵列对物点清晰成像。

根据本发明的一些实施例，所述子波导的折射率n＞1.46。

根据本发明的一些实施例，所述多个子波导包括多类，每一类子波导的高度相同，其中第i类所述子波导的高度满足：

其中，参数θ_i为观测视角范围内选定的预定角度，n为所述子波导的光学折射率；

其中，所述多类子波导的高度大小与相应子波导的数量多少成反比。

根据本发明的一些实施例，所述反射单元为金属层、金属层和全反射层、金属层和介质反射层中的其中一种。

根据本发明的一些实施例，所述金属层的材料为银、铝、或铬，所述金属层的高度hm满足：0.001mm<hm<0.1mm

根据本发明的一些实施例，当所述反射单元为金属层和全反射层、或金属层和介质反射层时，所述金属层的朝向相应子波导的一侧表面具有预定粗糙度；和/或所述金属层为氧化发黑的金属膜层。

根据本发明的一些实施例，所述反射单元为全反射层，所述全反射层的折射率范围n_ei通过如下公式计算：

其中，参数θei为满足全反射条件时光波导单元表面的最大入射角，n为所述子波导的光学折射率。