CN118884597A - 光波导组件及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光波导组件及近眼显示设备，光波导组件包括第一波导片，第一波导片内设置有第一扩瞳结构，第一扩瞳结构沿第一方向对第一波导片内的光线进行扩展；第二波导片，第二波导片与第一波导片层叠设置，第二波导片内设置有第二扩瞳结构，第二扩瞳结构沿第二方向对第二波导片内的光线进行扩展，第一方向与第二方向之间具有夹角；光路转折元件，光路转折元件设置于第一波导片和第二波导片的一端，光路转折元件用于接收从第一扩瞳结构出射的扩展光线，并将扩展光线射向第二扩瞳结构，第二扩瞳结构接收扩展光线后，将扩展光线从第二波导片中耦出，以进入人眼。根据本发明的光波导组件，可以提高用户体验，并优化产品的结构设计。

Description

光波导组件及近眼显示设备

技术领域

本发明涉及光学显示技术领域，尤其是涉及一种光波导组件和近眼显示设备。

背景技术

用于增强现实的近眼显示设备可以让人们在查看周围环境的同时，观看正在放映的虚拟图像，虚拟图像叠加在用户感知的真实世界上，能够营造更逼真的体验，用户沉浸感更强，其主要技术包括：birdbath、棱镜、自由曲面及光波导技术等，相比于其他技术，采用光波导技术的近眼显示设备具有视场角增大、体积更小的优势。

其中，二维阵列光波导出瞳能够在两个方向上都进行扩展，可以利用更紧凑的体积实现更好的成像效果，然而，现有的二维阵列光波导通常将一次扩瞳结构和二次扩瞳结构设置在同一片波导基片中，一次扩瞳结构为上结构，二次扩瞳结构为下结构，上结构负责横向扩瞳，下结构负责纵向扩瞳，上结构将光线扩瞳后将光线射向下结构，下结构再次将光线扩瞳后将光线从波导基片中耦出，射向人眼，因此人眼只能从镜片的下方区域观看虚拟图像，影响产品设计，用户体验差。

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，本发明在于提出一种光波导组件，所述光波导组件可以提高第一波导片和第二波导片的正视面的空间区域的利用率，提高用户体验，并优化产品的结构设计。

本发明还提出一种具有上述光波导组件的近眼显示设备。

根据本发明第一方面的光波导组件，所述光波导组件包括：

第一波导片，所述第一波导片内设置有第一扩瞳结构，所述第一扩瞳结构沿第一方向对所述第一波导片内的光线进行扩展；

第二波导片，所述第二波导片与所述第一波导片层叠设置，所述第二波导片内设置有第二扩瞳结构，所述第二扩瞳结构沿第二方向对所述第二波导片内的光线进行扩展，所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角；

光路转折元件，所述光路转折元件设置于所述第一波导片和所述第二波导片的一端，所述光路转折元件用于接收从所述第一扩瞳结构出射的扩展光线，并将所述扩展光线射向所述第二扩瞳结构，所述第二扩瞳结构接收所述扩展光线后，将所述扩展光线从所述第二波导片中耦出，以进入人眼。

在一些实施例中，所述第一扩瞳结构和/或所述第二扩瞳结构为阵列分光镜。

在一些实施例中，所述光路转折元件包括多个反射镜，从所述第一扩瞳结构出射的所述扩展光线经多个反射镜后，射向所述第二扩瞳结构。

在一些实施例中，所述光路转折元件包括转折棱镜，所述转折棱镜上设置有第一反射面和第二反射面，从所述第一波导片出射的所述扩展光线，经所述第一反射面反射后射向所述第二反射面，所述第二反射面将光线反射并射向所述第二扩瞳结构。

在一些可选的实施例中，所述转折棱镜为等腰直角三棱镜，所述等腰直角三棱镜的两个直角边对应的面分别形成第一反射面和第二反射面。

在一些可选的实施例中，所述转折棱镜包括第一子棱镜和第二子棱镜，所述第一子棱镜和所述第二子棱镜拼接以形成所述转折棱镜。

在一些可选的实施例中，所述光路转折元件还包括：

第一偏振分光膜，所述第一子棱镜朝向所述第一波导片的一侧和所述第二子棱镜朝向所述第二波导片的一侧上均设置有第一偏振分光膜，所述第一偏振分光膜用于透射第一偏振态的光线，并反射第二偏振态的光线，其中，所述第一偏振态的光线与所述第二偏振态的光线的振动方向垂直；

第二偏振分光膜，所述第二偏振分光膜设置在所述第一子棱镜与所述第二子棱镜之间，所述第二偏振分光膜用于透射第二偏振态的光线，并反射第一偏振态的光线；

四分之一波片，所述第一反射面和所述第二反射面靠近所述转折棱镜的一侧均设置有所述四分之一波片，所述四分之一波片用于改变光线的振动方向。

在一些实施例中，所述第一波导片、所述第二波导片和所述光路转折元件通过光学胶粘接为一体。

在一些可选的实施例中，还包括耦入结构，所述耦入结构设置于所述第一波导片上，用于将光线耦入进所述第一波导片。

根据本发明的光波导组件，通过将第一波导片和第二波导片层叠设置，并且在第一波导片和第二波导片的一端设置光路转折元件，第一波导片中可以设置第一扩瞳结构，第二波导片中可以设置第二扩瞳结构，光路转折元件可以将第一扩瞳结构扩展后的扩展光线传输至第二扩瞳结构，使得扩展光线再次进行扩展，以形成二维扩展光线，并且，由于第一波导片和第二波导片是层叠设置的，从而提高第一波导片和第二波导片的正视面的空间区域的利用率，提高用户体验，并优化产品的结构设计。

根据本发明第二方面的近眼显示设备，包括投影装置和根据本发明第一方面的光波导组件。

根据本发明的近眼显示设备，通过设置上述第一方面的光波导组件，从而提高了近眼显示设备的整体性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的光波导组件的立体示意图；

图2是根据本发明一个实施例的光波导组件的示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的光波导组件的示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的光波导组件的立体示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的光波导组件的示意图；

图6是根据本发明再一个实施例的光波导组件的示意图；

图7是根据本发明还一个实施例的光波导组件的示意图。

附图标记：

100：光波导组件；10：第一波导片；11：第一扩瞳结构；20：第二波导片；21：第二扩瞳结构；30：光路转折元件；31：反射镜；32：转折棱镜；321：第一反射面；322：第二反射面；323：第一子棱镜；324：第二子棱镜；35：第一偏振分光膜；36：第二偏振分光膜；37：四分之一波片；40：空气隙；50：光学胶

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的光波导组件100，光波导组件100是引导光波在其中传播的介质装置，可以将投影装置投射的光导到眼睛前方，在人眼前方实像之上叠加一个虚像，从而实现增强现实的功能。光波导组件100包括第一波导片10、第二波导片20和光路转折元件30，其中，第一波导片10和第二波导片20层叠设置，光路转折元件30设置于第一波导片10和第二波导片20的一端。

需要说明的是，第一波导片10、第二波导片20可以是透明的玻璃材料，也可以是透明的树脂材料，玻璃材料具有更好的光学特性，例如，更好的透射性能，保证光线的传递数量；树脂材料易于加工，通过热塑成型等工艺即可获得第一波导片10和第二波导片20。

请参照图一所示，进一步地，第一波导片10内设置有第一扩瞳结构11，第一扩瞳结构11沿第一方向(如图1中X方向)对第一波导片10内的光线进行扩展；可以理解的是，第一波导片10内的光线传输至第一扩瞳结构11时，第一扩瞳结构11可对第一波导片10内的光线在第一方向上进行扩展。

请继续参照图1，更进一步地，第二波导片20与第一波导片10层叠设置，第二波导片20内设置有第二扩瞳结构21，第二扩瞳结构21沿第二方向(如图1中Y方向)对第二波导片20内的光线进行扩展，第一方向与第二方向之间具有夹角。可以理解的，第二波导片20内的光线传输至第二扩瞳结构21时，第二扩瞳结构21可对第二波导片20内的光线在第二方向上进行扩展。

需要说明的是，为了保证光线可以在第一波导片10和第二波导片20内进行全反射传输，第二波导片20与第一波导片10层叠设置时，第一波导片10与第二波导片20需间隔一定的距离，具体地，例如，第二波导片20和第一波导片10之间可以存在空气隙40，由于空气的折射率低于第一波导片10和第二波导片20的折射率，从而光线可以在第一波导片10和第二波导片20中进行全反射传播。

请继续参照图1，更进一步地，光路转折元件30设置于第一波导片10和第二波导片20的一端，光路转折元件30用于接收从第一扩瞳结构11出射的扩展光线，并将扩展光线射向第二扩瞳结构21，第二扩瞳结构21接收扩展光线后，将扩展光线从第二波导片20中耦出，以进入人眼。

可以理解地，由投影装置投射的光线进入第一波导片10后，光线以全反射的方式在第一波导片10内进行传输，当光线传输至第一扩瞳结构11时，第一扩瞳结构11将光线在第一方向上进行扩展以形成扩展光线，并将扩展光线射向光路转折元件30，光路转折元件30接收从第一扩瞳结构11出射的扩展光线，并改变扩展光线的传输方向，将扩展光线射向第二波导片20中，当第二波导片20中的扩展光线传输至第二扩瞳结构21时，第二扩瞳结构21对扩展光线在第二方向上再次进行扩展并将扩展光线从第二波导片20中耦出，以形成二维扩展光线，最终进入人眼。

需要说明的是，光路转折元件30由可以改变光线传输方向的光学元件组成，如反射镜31、棱镜等，光路转折元件30可以由一个光学元件组成，也可以由多个光学元件组成，本发明实施例对此不进行限制。

如图1所示，在本实施例中，第一方向和第二方向之间具有夹角指的是第一方向和第二方向不平行，具体地，第一方向和第二方向之间的夹角可以是30°、45°、60°、90°等，例如在本实施例中，第一方向与第二方向之间的夹角为90°。

发明人在实际研究中发现，现有的二维阵列光波导通常为一片波导基片，一次扩瞳结构设置在波导基片的上半部分，二次扩瞳结构设置在波导基片的下半部分中，一次扩瞳结构扩瞳后将光线射向二次扩瞳结构，二次扩瞳结构再次将光线扩瞳后将光线从波导基片中耦出，射向人眼，因此人眼只能从镜片的下方区域观看虚拟图像，影响产品设计，用户体验差。

有鉴于此，根据本发明实施例的光波导组件100，通过将第一波导片10和第二波导片20层叠设置，并且在第一波导片10和第二波导片20的一端设置光路转折元件30，第一波导片10中可以设置第一扩瞳结构11，第二波导片20中可以设置第二扩瞳结构21，光路转折元件30可以将第一扩瞳结构11扩展后的扩展光线传输至第二扩瞳结构21，使得扩展光线再次进行扩展，以形成二维扩展光线，并且，由于第一波导片10和第二波导片20是层叠设置的，从而提高第一波导片10和第二波导片20的正视面的空间区域的利用率，提高用户体验，并优化产品的结构设计。

请继续参照图1，在一些实施例中，第一扩瞳结构11和/或第二扩瞳结构21为阵列分光镜。可以理解地，可以是第一扩瞳结构11为阵列分光镜，也可以是第二扩瞳结构21为阵列分光镜，还可以是第一扩瞳结构11和第二扩瞳结构21均为阵列分光镜，例如，在本实施例中，第一扩瞳结构11和第二结构均为阵列分光镜。由此，阵列分光镜实现扩瞳的原理简单，设计思路相对明确、制备技术较为成熟，光学成像质量高，无偏色情况，从而可以提升成像质量，进一步提高用户体验，进一步优化产品的结构设计。

需要说明的是，可以通过切割波导基材获得多个波导小棱镜，然后对多个波导小棱镜进行粗磨、精磨与抛光，之后在多个波导小棱镜上分别镀上分光膜，最后对多个波导小棱镜进行胶合以形成表面光滑的第一波导片10或第二波导片20，此时，多个波导小棱镜上的分光膜位于第一波导片10或第二波导片20中，以形成阵列分光镜。

在一些可选的实施例中，多个波导小棱镜上的分光膜可以具有相同或不同膜系，当多个波导小棱镜上的分光膜的膜系不同时，每个阵列分光膜可以获得不同的光线反射/透射比，从而可以控制由阵列分光镜扩展的每束光线的强度，从而提升图像的均匀性，进一步提升成像质量。

请一并参照图2，在一些实施例中，光路转折元件30包括多个反射镜31，从第一扩瞳结构11出射的扩展光线经多个反射镜31后，射向第二扩瞳结构21。由此，通过设置多个反射镜31，将第一扩瞳结构11出射的扩展光线射向第二波导片20，并射向第二扩瞳结构21，光波导组件100的结构简单，从而进一步优化产品的结构设计。

可以理解地，多个反射镜31可以为两个反射镜31、三个反射镜31、四个反射镜31、五个反射镜31等，本发明实施例对反射镜31的个数不进行限制，具体地，例如，在本实施例中，光路转折元件30可以包括两个反射镜31，从第一扩瞳结构11出射的扩展光线经两个反射镜31后，射向第二扩瞳结构21。

请一并参照图3，在一些实施例中，光路转折元件30包括转折棱镜32，转折棱镜32上设置有第一反射面321和第二反射面322，从第一波导片10出射的扩展光线，经第一反射面321反射后射向第二反射面322，第二反射面322将光线反射并射向第二扩瞳结构21。由此，通过设置转折棱镜32，并在转折棱镜32上设置第一反射面321和第二反射面322以用于对光线进行转折，可以进一步简化光波导组件100的结构，进一步优化产品的结构设计。

可以理解地是，转折棱镜32可以为三棱镜，利用全反射原理使三棱镜的两个面形成第一反射面321和第二反射面322，以实现三棱镜对光线的转折，还可以是，在三棱镜的两个面上镀设反射膜，以形成第一反射面321和第二反射面322；也可以是三棱镜的两个面上粘贴有两个镜面以形成第一反射面321和第二反射面322。当然，转折棱镜32还可以为其他结构的棱镜，只要转折棱镜32上设置有第一反射面321和第二反射面322，可以将第一波导片10出射的扩展光线反射至第二波导片20并射向第二扩瞳结构21即可。

在一些可选的实施例中，转折棱镜32为等腰直角三棱镜，等腰直角三棱镜的两个直角边对应的面分别形成第一反射面321和第二反射面322。可以理解地，等腰直角三棱镜的两个直角边对应面可以利用全反射形成第一反射面321和第二反射面322，还可以通过在等腰直角三棱镜的两个直角面对应的面上镀设反射膜，以形成第一反射面321和第二反射面322，还可以通过在等腰直角三棱镜的两个直角面对应的面上粘贴镜面以形成第一反射面321和第二反射面322。由此，等腰直角三棱镜结构简单，形状规整，可以进一步简化光波导组件100的结构，进一步优化产品的结构设计。

如图5-图6所示，在一些可选的实施例中，转折棱镜32包括第一子棱镜323和第二子棱镜324，第一子棱镜323和第二子棱镜324拼接以形成转折棱镜32。可以理解地，第一子棱镜323和第二子棱镜324之间可以具有空气隙40，或者第一子棱镜323和第二子棱镜324之间可以利用光学胶50进行粘接，以形成一体式的转折棱镜32。

需要说明的是，在仅用两个反射镜31或一个等腰直角三棱镜形成的光路转折元件30中，部分光线可能在光路转折元件30中仅经过一次反射便进入第二波导片20，这部分光线会变成鬼像光线，最终影响光波导组件100的成像质量。

请继续参照图4-图5，在本实施例中，第一子棱镜323和第二子棱镜324形成的转折棱镜32与第一波导片10和第二波导片20之间可以具有空气隙40，从而当部分光线在转折棱镜32中仅经过一次反射便射向转折棱镜32的出射面时，由于存在空气隙40，此时转折棱镜32的出射面满足全反射的条件，因此这部分光线无法从转折棱镜32中出射而是再次被反射，并在转折棱镜32中反射多次后，最终不满足转折棱镜32出射面的全反射角度条件，而从转折棱镜32的出射面射向第二波导片20。由此，通过将第一子棱镜323和第二子棱镜324形成的转折棱镜32与第一波导片10和第二波导片20之间设置有空隙。因此第一子棱镜323和第二子棱镜324形成的转折棱镜32的出射面可以形成全反射面，从而降低鬼像光线的产生，提高光波导组件100的成像质量，同时提高光波导组件100的光线传输效率。

请一并参照图6，在一些可选的实施例中，光路转折元件30还包括第一偏振分光膜35、第二偏振分光膜36和四分之一波片37，其中，第一子棱镜323朝向第一波导片10的一侧和第二子棱镜324朝向第二波导片20的一侧上均设置有第一偏振分光膜35，第一偏振分光膜35用于透射第一偏振态的光线，并反射第二偏振态的光线，其中，第一偏振态的光线与第二偏振态的光线的振动方向垂直。

请继续参照图6，进一步地，第二偏振分光膜36设置在第一子棱镜323与第二子棱镜324之间，第二偏振分光膜36用于透射第二偏振态的光线，并反射第一偏振态的光线。

请继续参照图6，进一步地，第一反射面321和第二反射面322靠近转折棱镜32的一侧均设置有四分之一波片37，四分之一波片37用于改变光线的振动方向。

需要说明的是，当投影装置投射的光线进入第一波导片10后，光线以全反射的方式在第一波导片10内进行传输，当光线传输至第一扩瞳结构11时，第一扩瞳结构11将光线在第一方向上进行扩展以形成扩展光线，并将扩展光线射向光路转折元件30，由于光路转折元件30包括第一子棱镜323和第二子棱镜324，且第一子棱镜323朝向第一波导片10的一侧和第二子棱镜324朝向第二波导片20的一侧上均设置有第一偏振分光膜35，因此当扩展光线射向光路转折元件30时，扩展光线需穿过第一偏振分光膜35，此时只有扩展光线中的第一偏振态的光线能透射第一偏振分光膜35，进入光路转折元件30中。

请继续参照图6，进一步地，第一偏振态的光线进入光路转折元件30后，入射至第一反射面321上，由于第一反射面321靠近转折棱镜32的一侧设置有四分之一波片37，第一偏振态的光线在射向第一反射面321时经过一次四分之一波片37，在由第一反射面321出射时再次经过一次四分之一波片37，此时第一偏振态的光线经过两次四分之一波片37后偏振态发生变化，变为第二偏振态的光线。

请继续参照图6，进一步地，由第一反射面321反射出的光线朝向第一子棱镜323与第二子棱镜324之间出射，此时扩展光线为第二偏振态，由于第一子棱镜323与第二子棱镜324之间设置有第二偏振分光膜36，第二偏振分光膜36可以透射第二偏振态的光线，因此，第二偏振态的光线可以从第二子棱镜324中射出，并射向第二反射面322。

请继续参照图6，进一步地，由于第二反射面322靠近转折棱镜32的一侧设置有四分之一波片37，第二偏振态的光线在射向第二反射面322时经过一次四分之一波片37，在由第二反射面322出射时再次经过一次四分之一波片37，因此，第二偏振态的光线经第二反射面322反射后偏振态发生变化，再次变为第一偏振态的光线，并射向第二波导片20。

请继续参照图6，进一步地，由于第二子棱镜324与第二波导片20之间设置有第一偏振分光膜35，因此，第一偏振态的光线可以进入第二波导片20并射向第二扩瞳结构21，经第二扩瞳结构21后出射，射向人眼，最终实现增强现实显示。

由此，通过设置第一偏振分光膜35、第二偏振分光膜36和四分之一波片37，限制光线的传输路径，当部分光线在光路转折元件30中仅经过第一反射面321的反射便射向第二波导片20时，此时这部分光线为第二偏振态的光线，而这部分光线会被第一偏振分光膜35反射而无法进入第二波导片20，从而提高光波导组件100的成像质量。

需要说明的是，第一偏振分光膜35可以通过镀膜的方式，直接形成在第一子棱镜323靠近第一波导片10的表面上和第二子棱镜324靠近第二波导片20的表面上，或者，第一片偏振分光膜还可以直接粘贴在第一子棱镜323靠近第一波导片10的表面上和第二子棱镜324靠近第二波导片20的表面上。同理，第二偏振分光膜36也可以通过镀膜或粘贴的方式，形成在第一子棱镜323靠近第二子棱镜324的表面，或者第二偏振分光膜36形成在第二子棱镜324靠近第一子棱镜323的表面上。

具体地，在一些实施例中，第一偏振态的光线可以为p偏振光，第二偏振态的光线可以为s偏振光，第一偏振分光膜35可以透射p偏振光且反射s偏振光，第二偏振分光膜36可以透射s偏振光且反射p偏振光。

在一些其它的实施例中，投影装置可以投射p偏振光，此时由第一波导片10射向光路转折元件30的扩展光线均为p偏振光，从而可以提高光波导组件100的光线传输效率，进一步提升光波导组件100的成像质量。

请一并参照图7，在一些实施例中，第一波导片10、第二波导片20和光路转折元件30通过光学胶50粘接为一体。由此，利用光学胶50将光波导组件100形成为一体，可以便于第一波导片10、第二波导片20和光路转折元件30之间的固定，避免各元件的位置发生偏移而影响光路，从而进一步优化产品的结构设计。

需要说明的是，第一波导片10和第二波导片20层叠设置，由于需要保证光线在第一波导片10和第二波导片20中能够进行全反射传输，因此，用于粘接的光学胶50的折射率需低于第一波导片10和第二波导片20的折射率，从而光线可以在第一波导片10和第二波导片20中传输时可以满足全反射的条件。

在一些可选的实施例中，还包括耦入结构(图未示)，耦入结构设置于第一波导片10上，用于将光线耦入进第一波导片10。由此，利用耦入结构可以将投影装置投射的光线耦入第一波导片10中进行传输，从而优化产品的结构设计。

可以理解地，耦入结构可以为设置与第一波导片10上的棱镜或光栅等，本发明实施例对此不进行限制。

根据本发明实施例的近眼显示设备，包括投影装置(图未示)和上述的光波导组件100。其中，投影装置用于向光波导组件100投射虚拟图像。由此通过设置上述第一方面的光波导组件100，从而提高了近眼显示设备的整体性能。

根据本发明实施例的光波导组件100和近眼显示设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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发明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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光波导组件，其特征在于，所述光波导组件包括：

第一波导片，所述第一波导片内设置有第一扩瞳结构，所述第一扩瞳结构沿第一方向对所述第一波导片内的光线进行扩展；

第二波导片，所述第二波导片与所述第一波导片层叠设置，所述第二波导片内设置有第二扩瞳结构，所述第二扩瞳结构沿第二方向对所述第二波导片内的光线进行扩展，所述第一方向与所述第二方向之间具有夹角；

光路转折元件，所述光路转折元件设置于所述第一波导片和所述第二波导片的一端，所述光路转折元件用于接收从所述第一扩瞳结构出射的扩展光线，并将所述扩展光线射向所述第二扩瞳结构，所述第二扩瞳结构接收所述扩展光线后，将所述扩展光线从所述第二波导片中耦出，以进入人眼。

2.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述第一扩瞳结构和/或所述第二扩瞳结构为阵列分光镜。

3.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光路转折元件包括多个反射镜，从所述第一扩瞳结构出射的所述扩展光线经多个所述反射镜后，射向所述第二扩瞳结构。

4.根据权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光路转折元件包括转折棱镜，所述转折棱镜上设置有第一反射面和第二反射面，从所述第一波导片出射的所述扩展光线，经所述第一反射面反射后射向所述第二反射面，所述第二反射面将光线反射并射向所述第二扩瞳结构。

5.根据权利要求4所述的光波导组件，其特征在于，所述转折棱镜为等腰直角三棱镜，所述等腰直角三棱镜的两个直角边对应的面分别形成第一反射面和第二反射面。

6.根据权利要求4所述的光波导组件，其特征在于，所述转折棱镜包括第一子棱镜和第二子棱镜，所述第一子棱镜和所述第二子棱镜拼接以形成所述转折棱镜。

7.根据权利要求6所述的光波导组件，其特征在于，所述光路转折元件还包括：

第一偏振分光膜，所述第一子棱镜朝向所述第一波导片的一侧和所述第二子棱镜朝向所述第二波导片的一侧上均设置有第一偏振分光膜，所述第一偏振分光膜用于透射第一偏振态的光线，并反射第二偏振态的光线，其中，所述第一偏振态的光线与所述第二偏振态的光线的振动方向垂直；

第二偏振分光膜，所述第二偏振分光膜设置在所述第一子棱镜与所述第二子棱镜之间，所述第二偏振分光膜用于透射第二偏振态的光线，并反射第一偏振态的光线；

四分之一波片，所述第一反射面和所述第二反射面靠近所述转折棱镜的一侧均设置有所述四分之一波片，所述四分之一波片用于改变光线的振动方向。

8.根据权利要求1-7任一项所述的光波导组件，其特征在于，所述第一波导片、所述第二波导片和所述光路转折元件通过光学胶粘接为一体。

9.根据权利要求8所述的光波导组件，其特征在于，还包括耦入结构，所述耦入结构设置于所述第一波导片上，用于将光线耦入进所述第一波导片。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，所述近眼显示设备包括：

投影装置和如权利要求1-9任一项所述的光波导组件，所述投影装置用于向所述光波导组件发射光线。