显示装置、近眼显示设备以及光波导元件的制作方法

1.本实用新型至少一个实施例涉及一种显示装置、近眼显示设备以及光波导元件。


背景技术：

2.目前，近眼显示设备(例如，头戴式显示器)包括图像源和光学元件等部件，其中光学元件的体积直接影响了近眼显示设备的体积。因此，具有体积小、重量轻、使用舒适等特点的近眼显示设备正受到越来越多用户的青睐。


技术实现要素：

3.本实用新型的至少一实施例提供一种显示装置、近眼显示设备以及光波导元件。显示装置的光波导元件通过设置数量较多的第一透反部，可以使光波导元件的厚度较薄以在不影响显示效果的同时，保证了显示装置的轻薄化。
4.本实用新型的至少一实施例提供一种显示装置，包括：图像源；光波导元件，位于所述图像源的出光侧，从所述图像源射出的光线被配置为进入到所述光波导元件，且在所述光波导元件内经过多次反射后，从所述光波导元件的出光面出射。所述光波导元件包括沿第一方向排列的多个第一透反部，且所述多个第一透反部彼此平行，相邻第一透反部在所述出光面上的正投影相接或者部分交叠，传播至所述多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播；所述多个第一透反部的数量不小于16个，且所述光波导元件在垂直于所述出光面的方向的厚度不大于0.5毫米。
5.例如，在一些示例中，至少一个第一透反部包括偏振反射面，所述偏振反射面被配置为反射第一偏振光。
6.例如，在一些示例中，各第一透反部与所述出光面之间的夹角为30
°
～60
°
。
7.例如，在一些示例中，所述多个第一透反部等间距排列，所述光波导元件包括堆叠设置的多个波导子元件，相邻波导子元件之间包括一个所述第一透反部，所述多个所述波导子元件沿垂直于所述第一透反部的反射面的方向的总厚度不变时，所述光波导元件的所述厚度随着所述多个波导子元件的数量的增加而减少。
8.例如，在一些示例中，所述多个第一透反部的反射率在进入所述光波导元件的所述光线的传播方向上逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。
9.例如，在一些示例中，所述光波导元件还包括沿第二方向排列的多个第二透反部，所述多个第二透反部位于所述多个第一透反部的入光侧，各所述第二透反部与各所述第一透反部不平行，所述多个第二透反部被配置为将传播至各第二透反部中的光线的一部分反射向所述多个第一透反部，所述第一方向和所述第二方向相交。
10.例如，在一些示例中，所述显示装置还包括：光学阵列，位于所述图像源的出光侧，且包括阵列排布的多个光学结构；以及耦合透镜，位于所述光学阵列与所述光波导元件之间。所述图像源包括多个子显示区域，所述多个子显示区域和所述多个光学结构一一对应，
各子显示区域发出的图像光被配置为从对应的光学结构出射，且入射到所述耦合透镜，从所述耦合透镜射出的光线进入所述光波导元件。
11.例如，在一些示例中，所述显示装置还包括光转化元件，位于所述光波导元件的入光侧。所述光转化元件包括分光部和偏振转换部；所述分光部位于所述图像源面向所述光波导元件的一侧，且被配置为将所述图像源发出的图像光分束为偏振态不同的所述第一偏振光和第二偏振光；所述偏振转换部位于所述分光部面向所述光波导元件的一侧，且被配置为将所述第二偏振光转换为所述第一偏振光，且所述第一偏振光被配置为入射至所述光波导元件中并被所述偏振反射面反射出所述出光面。
12.本实用新型的至少一实施例提供一种近眼显示设备，包括上述任一显示装置。
13.本实用新型的至少一实施例提供一种光波导元件，包括沿第一方向排列的多个第一透反部，且所述多个第一透反部彼此平行，相邻第一透反部在所述出光面上的正投影相接或者部分交叠，其中，所述光波导元件包括出光面，传播至所述多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播；所述多个第一透反部的数量不小于16个，且所述光波导元件在垂直于所述出光面的方向的厚度不大于0.5毫米。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
15.图1为根据本实用新型实施例提供的显示装置的局部截面结构示意图；
16.图2为包括多个波导子元件和多个第一透反部的堆叠结构示意图；
17.图3为根据本实用新型一示例提供的显示装置的局部结构示意图；
18.图4为根据本实用新型一示例提供的显示装置的局部结构示意图；
19.图5为根据本实用新型另一示例提供的显示装置的局部结构示意图；以及
20.图6为根据本实用新型另一示例提供的显示装置的局部截面结构示意图。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
23.本实用新型提供一种显示装置、近眼显示设备以及光波导元件。显示装置包括图
像源和光波导元件。光波导元件位于图像源的出光侧，从图像源射出的光线被配置为进入到光波导元件，且在光波导元件内经过多次反射后，从光波导元件的出光面出射。光波导元件包括多个第一透反部，传播至多个第一透反部中各第一透反部的光线的一部分被第一透反部反射出出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过第一透反部后继续在光波导元件中传播。多个第一透反部的数量不小于16个，且光波导元件在垂直于出光面的方向的厚度不大于0.5毫米。显示装置的光波导元件通过设置数量较多的第一透反部，可以使光波导元件的厚度较薄以在不影响显示效果的同时，保证了显示装置的轻薄化。
24.下面结合附图对本实用新型实施例提供的显示装置、近眼显示设备以及光波导元件进行描述。
25.图1为根据本实用新型实施例提供的显示装置的局部截面结构示意图。如图1所示，显示装置包括图像源100和光波导元件200。光波导元件200位于图像源100的出光侧，从图像源100射出的光线被配置为进入到光波导元件200，且在光波导元件200内经过多次反射后，从光波导元件200的出光面出射。光波导元件200包括多个第一透反部210，传播至多个第一透反部210中各第一透反部210的光线的一部分被第一透反部210反射出出光面201，传播至各第一透反部210的光线的另一部分透过第一透反部210后继续在光波导元件200中传播。多个第一透反部210的数量不小于16个，且光波导元件200在垂直于出光面201的方向(图1所示的y方向)的厚度不大于0.5毫米。显示装置的光波导元件通过设置数量较多的第一透反部，可以使光波导元件的厚度较薄以在不影响显示效果的同时，实现了显示装置的轻薄化。
26.例如，图1示意性的示出光波导元件200的入光面与出光面位于同一侧，即均位于光波导元件200面向图像源100的一侧，但不限于此，光波导元件的入光面和出光面还可以位于光波导元件的两侧。
27.例如，如图1所示，光波导元件200还包括波导介质220，图像源100发出的光线进入波导介质220且在波导介质220中全反射传播。
28.例如，波导介质220的折射率为n1，波导介质220以外的光疏介质(例如空气)的折射率为n2，光线进入波导介质220时的入射角不小于全反射临界角arcsin(n2/n1)，则该光线满足全反射条件。例如，波导介质220由可实现波导功能的材料制成，一般为折射率大于1的透明材料。例如，波导介质220的材料可以包括二氧化硅、铌酸锂、高分子聚合物和玻璃等中的一种或多种。
29.例如，光波导元件200包括两个彼此相对的第一主表面21和第二主表面22，多个第一透反部210位于第一主表面21和第二主表面22之间。例如，光波导元件200的两个主表面彼此平行，且这两个主表面之间的距离即为光波导元件200的厚度。例如，光波导元件200的两个主表面的至少部分为波导介质220的两个主表面。例如，入射进光波导元件200的光线在上述第一主表面和第二主表面上发生全反射传播，当然，也可能会存在部分非全反射，如镜面反射。
30.例如，如图1所示，全反射传播至各第一透反部210的光线在第一透反部210上发生透射和反射。例如，入射到第一透反部210表面的光线的一部分被第一透反部210反射出光波导元件200，这部分光线从光波导元件200的出光面201出射，例如射向用户10；而入射到第一透反部210表面的光线的另一部分经过第一透反部210的透射后继续全反射传播至下
一个第一透反部210，且在下一个第一透反部210上发生透射和反射，透射的光线会继续全反射传播至最远离图像源100的一个第一透反部210(例如光线依次经过多个第一透反部的透射直至最远离图像源的一个第一透反部)。例如，传播至最远离图像源100的一个第一透反部210的光线的全部或者部分可以被该第一透反部210反射。
31.例如，如图1所示，多个第一透反部210彼此平行，且各第一透反部210与出光面201之间的夹角为30
°
～60
°
。例如，各第一透反部210与出光面201之间的夹角可以为40
°
～50
°
。各第一透反部210与出光面201之间的夹角为45
°
。上述“平行”可以包括完全平行和大致平行，即任意两个第一透反部的反射面之间的夹角不大于5
°
。
32.在通常的阵列光波导元件的设计中，一般认为第一透反部的数量越多，制作的累计误差越大，因此，通常的阵列光波导中的第一透反部均不超过7个。在本实用新型的实施例中，通过在增加第一透反部的数量的同时减少单个第一透反部的厚度，能够在第一透反部的数量不小于16个时保持第一透反部的彼此平行，同时能够减小整体光波导元件的厚度。
33.例如，在将制作工艺中的累计误差控制在一定程度内的前提下，可以将光波导元件中的第一透反部的数量尽可能设置的较多以实现光波导元件的轻薄化，例如，多个第一透反部210的数量可以设置为16～25个；例如，多个第一透反部210的数量可以设置为20～30个。
34.例如，如图1所示，多个第一透反部210等间距排列。例如，如图1所示，相邻第一透反部210在出光面201上的正投影相接或者部分交叠。例如，本实用新型实施例示意性的示出相邻第一透反部210在出光面201的正投影彼此相接，可以避免两个第一透反部210之间出现不出光的黑暗区域。但不限于此，相邻第一透反部在出光面的正投影可以部分交叠，以避免光线在第一透反部边缘的弱化，通过第一透反部的交叠可以使得出光更加均匀。
35.例如，如图1所示，第一透反部210可采用镀设或贴覆的方式设置在波导介质220中。
36.例如，如图1所示，光波导元件200包括堆叠设置的多个波导子元件20，例如，多个波导子元件20可以沿第一方向(即图1所示的x方向)排列，相邻波导子元件20之间包括一个第一透反部210，例如，多个第一透反部210可以沿第一方向排列。例如，多个波导子元件20的彼此贴合的多个表面互相平行。
37.例如，如图1所示，波导介质220远离图像源100的一部分可被划分为多个截面(即图1所示的平行于xy面的截面)为平行四边形的柱体(即为波导子元件20)，在拼接的柱体之间设置第一透反部210，相邻第一透反部210之间的介质可以为波导介质220，第一透反部210被配置为通过反射破坏部分光线的全反射条件而将该部分光线耦出光波导元件。当然，本实用新型实施例不限于第一透反部采用镀设或贴覆的方式设置在波导子元件的表面，第一透反部也可以为相邻两个波导子元件彼此贴合的表面。
38.例如，图2为包括多个波导子元件和多个第一透反部的堆叠结构示意图。如图2所示，多个波导子元件20沿垂直于第一透反部210的反射面的方向的总厚度h不变时，光波导元件200的厚度t随着多个波导子元件20的数量的增加而减少。
39.例如，各波导子元件20的厚度h均相等，则各波导子元件20的厚度h与光波导元件200的厚度t满足关系：t＝a*h，其中a为系数，在光波导元件设计过程中，a是固定不变的。在
光波导元件的宽度不变时，多个波导子元件20堆叠的总厚度h不变，通过调节波导子元件20的数量可以调节波导子元件20的厚度h，进而调节光波导元件的厚度t。例如，将波导子元件20的数量设置的越多(即第一透反部210的数量设置的越多)，则各波导子元件20的厚度h越小，从而光波导元件的厚度越薄。例如，将第一透反部210的数量设置为不小于16个，则光波导元件的厚度不大于0.5毫米。
40.例如，通过增加第一透反部210的数量可以进一步减小光波导元件的厚度。例如，光波导元件的厚度可以为0.1～0.4毫米。例如，光波导元件的厚度可以为0.2～0.5毫米。
41.例如，图像源100可以为微投影光机中的图像源，例如可以为有机发光二极管显示源。本实用新型实施例不限于此，图像源也可以为其他任意合适类型的显示源，例如，lcd图像显示源等。例如，图像源100可包括单色光源或混色光源，例如红色单色光源、绿色单色光源、蓝色单色光源或白色混色光源，上述单色光源最终可形成单色图像，上述混色光源则可形成彩色图像。例如，图像源100包括的光源可以是激光光源或发光二极管(led)光源。例如，图像源100可以包括一个光源或多个光源。
42.例如，如图1所示，光波导元件200还包括位于第一透反部210的入光侧的光耦入部230，被配置为使得进入光波导元件200的光线满足全反射条件，以在波导介质220中全反射传播。本实用新型实施例不限于光波导元件包括光耦入部，例如，光波导元件还可以不包括光耦入部，在入射到波导介质的光线的角度满足全反射条件时，该光线可以实现在波导介质中的全反射传播。
43.例如，光耦入部230可以包括表面光栅、体光栅、闪耀光栅、棱镜和反射结构的至少一种，通过反射、折射和衍射效应中的至少一种将图像源100发出的光线耦入波导介质220，使其满足全内反射条件进而传导。
44.例如，图3为根据本实用新型一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图3所示，至少一个第一透反部210包括偏振反射面211，偏振反射面211被配置为反射第一偏振光。图3示意性的示出各第一透反部均包括偏振反射面。
45.例如，进入光波导元件200中的光线可以包括第一偏振光和第二偏振光，偏振反射面211被配置为对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，对第二偏振光的透射率大于对第一偏振光的透射率，由此，第一透反部可以逐步将第一偏振光反射出光波导元件。
46.上述进入光波导元件的光线可以为非偏振光，也可以直接为两种偏振态的偏振光。这里的“非偏振光”指图像源发出的光线可以同时具有多个偏振特性但不表现出唯一的偏振特性，例如图像源发出的光线可以由两种互相垂直的偏振态的光线合成，也即图像源发出的非偏振光可以分解为两个互相垂直的偏振态的光线。
47.例如，偏振反射面211可以为增亮膜，增亮膜对一种偏振光的反射率较高且对另一种偏振光的透射率较高(例如，偏振反射面可以对s偏振光反射率较高，且对p偏振光透射率较高)，第一透反部可以利用偏振透反的选择性，使得光线逐步被第一透反部反射出光波导元件。例如，偏振反射面可以通过透明胶水贴合在波导介质的表面，从而可以利用透明胶水对光波导元件的表面面型的修正，降低了光波导元件的表面面型的加工要求，进而大幅降低生产成本。
48.例如，进入光波导元件200中的光线也可以仅包括一种偏振态的偏振光，例如为可
以被第一透反部210反射的第一偏振光，则第一透反部可以尽量将入射进光波导元件的光线都反射出出光面，从而提高出射光的亮度，降低显示装置的功耗。
49.例如，图4为根据本实用新型一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图4所示，显示装置还包括光转化元件500，位于光波导元件200的入光侧。例如，光转化元件500包括分光部510和偏振转换部520。分光部510位于图像源100面向光波导元件200的一侧，且被配置为将图像源100发出的图像光分束为偏振态不同的第一偏振光l1和第二偏振光l2。偏振转换部520位于光波导元件200的入光侧，且被配置为将分束后的第二偏振光l2转换为第一偏振光l1’，且分束后的第一偏振光l1和转换后的第一偏振光l1’被配置为入射至光波导元件200中并被偏振反射面211反射出出光面201。本实用新型实施例通过将图像源发出的非偏振态的光线转换为可以被偏振反射面反射的一种偏振态的偏振光，可以提高图像源发出的光线的利用率。
50.例如，如图4所示，分光部510可以具有透射一种特性的光线和反射另一种特性的光线的作用，例如分光部510可以具有透射一种偏振态的光线(如第一偏振光l1)和反射另一种偏振态的光线(如第二偏振光l2)的特性，该分光部510可以利用上述透反特性实现分束。例如，第一偏振光和第二偏振光可以为偏振方向不同的线偏振光，但不限于此，也可以为旋向不同的圆偏振光。上述第一偏振光和第二偏振光可以互换。
51.例如，分光部510可以为透反膜，通过透射部分光线和反射另一部分光线实现分束作用。例如，该透反膜可以是具有偏振透反功能的光学膜，该光学膜可以将非偏振光线通过透射和反射的方式分束为两个互相垂直偏振光。例如，上述光学膜可以由多层具有不同折射率的膜层按照一定的堆叠顺序组合而成，膜层的材料可以包括无机电介质材料或高分子材料。
52.例如，图4示意性的示出分光部510透射的偏振光直接入射至光波导元件200，分光部510反射的偏振光经过偏振转换部520转换偏振方向后入射至光波导元件200。但不限于此，还可以为分光部反射的偏振光直接入射至光波导元件，而分光部透射的偏振光经过偏振转换部转换偏振方向后入射至光波导元件。
53.例如，如图4所示，偏振转换部520可以为相位延迟膜，通过将入射至其上的第二偏振光l2的偏振方向旋转90度以使从相位延迟膜射向光波导元件200的光线为第一偏振光l1’。例如，偏振转换部520可以为1/2波片。
54.例如，如图4所示，光转化元件500还可以包括方向改变部530，方向改变部530被配置为将入射至方向改变部530的分束后的一种偏振态的偏振光反射至偏振转换部520。例如，如图4所示，方向改变部530被配置为将入射至方向改变部530的分束后的第二偏振光l2反射至偏振转换部520。本实用新型实施例不限于此，方向改变部也可以位于偏振转换部与光波导元件之间，此时，经分光部反射的第二偏振光经过偏振转换部后转换为第一偏振光，该第一偏振光经过方向改变部改变方向后入射至光波导元件200。
55.例如，方向改变部530可以为反射元件，用于将从分光部510分束后的一种偏振态的偏振光，例如第二偏振光l2反射至偏振转换部520。
56.例如，方向改变部530可以是普通的反射板，如材料包括金属或玻璃的反射板；也可以是基板上镀设或贴覆具有反射例如第二偏振光l2特性的反射膜。例如，方向改变部530也可以具备透反特性，与分光部510包括的透反膜具有相同的透反特性，即反射第二偏振光
l2且透射第一偏振光l1的特性。
57.例如，如图4所示，图像源100出射非偏振光，分光部510反射s偏振光(如第二偏振光l2)且透射p偏振光(如第一偏振光l1)，方向改变部530可反射s偏振光。图像源100发出的非偏振光中的s偏振光经分光部510反射，反射后的s偏振光再经方向改变部530反射后射向偏振转换部520，s偏振光经过偏振转换部520后转化为p偏振光，就实现了将图像源发出的非偏振光均转化为p偏振光。当然，本实用新型实施例不限于此，还可以是光转化元件将图像源出射的非偏振光均转化为s偏振光。
58.例如，如图1至图4所示，多个第一透反部210的反射率在进入光波导元件200的光线的传播方向上逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。例如，如图1至图4所示，多个第一透反部210沿光线全反射传播方向排列，上述“光线全反射传播方向”可以指光线传播的整体(宏观)的方向，例如这里指图1所示的与x方向的箭头所指方向相反的方向，进入光波导元件200的光线在波导介质220的两个主表面发生全内反射，使得该光线整体沿与x方向的箭头所指方向相反的方向传播至第一透反部210。
59.例如，如图1至图4所示，沿光线在波导介质220中全反射传播的方向，多个第一透反部210均匀排列且反射率逐渐增大。例如，距图像源100越近的第一透反部210的反射率越小。例如，多个第一透反部210中沿出光面的延伸方向依次排列的第一透反部的反射率在光线的传播方向上逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。例如，区域性增大可以是两个或两个以上的区域，上述不同区域中第一透反部的反射率不同且逐渐增大。
60.上述均匀排列既可以指相邻第一透反部设置为正投影彼此相接的排列，也可以指相邻第一透反部设置为正投影部分交叠的排列。由于光线在传播过程中会逐步反射出光波导元件，光强会逐步衰减，因此，通过将各第一透反部的透反性质设置的不同，例如沿着光线全反射传播的路径，第一透反部的反射率逐渐增加，可以使得各个第一透反部反射出的光线强度比较均匀。
61.例如，图5为根据本实用新型另一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图5所示，显示装置还包括光学阵列300和耦合透镜400。光学阵列300位于图像源100的出光侧，且包括阵列排布的多个光学结构310。例如，多个光学结构310沿垂直于y方向的平面阵列排布。例如，耦合透镜400位于光学阵列300与光波导元件200之间。例如，如图5所示，图像源100包括多个子显示区域110，多个子显示区域110沿垂直于y方向的平面阵列排布。例如，多个子显示区域110和多个光学结构310一一对应，即图像源100包括的子显示区域110的数量与光学阵列300包括的光学结构310的数量相同，且一个子显示区域110与一个光学结构310对应。各子显示区域110发出的图像光被配置为从对应的光学结构310出射，且入射到耦合透镜400，从耦合透镜400射出的光线进入光波导元件200。例如，不同子显示区域110发出的图像光经过不同的光学结构310后入射到耦合透镜400。
62.例如，图像源100包括的多个子显示区域110可以为将图像源100的显示区域进行划分形成的多个不同局部视场。每个子显示区域110形成一个局部视场。例如，不同的子显示区域110彼此连接而形成了整个图像源100的显示区域。
63.例如，子显示区域110可以为能够显示不同颜色和亮度的显示单元。例如，每个显示单元包括多个不同颜色的子像素，通过调整不同颜色子像素的发光亮度，从而能够使得每个显示单元显示不同颜色和不同亮度的光，以使得整个显示区域显示彩色画面。例如，每
个显示单元可以包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，通过不同颜色子像素发出的光进行混合而显示不同颜色及不同亮度的光。当然，各子显示区域也可以仅包括一个子像素，则各子显示区域可以视为各子像素所在的区域。
64.例如，入射到光波导元件200的光线为准直光线。例如，各光学结构310可以为准直光学通道，准直光学通道被配置为将入射至光学结构的图像光进行准直。例如，各光学结构310可以将来自图像源100的图像光进行准直，此时，耦合透镜400被配置为使得入射至耦合透镜400的准直光经过该耦合透镜400后仍为平行准直光。本实用新型实施例不限于此，光学结构也可以为非准直光学通道，此时，耦合透镜为准直耦合透镜，且被配置为将从每个光学结构聚焦到耦合透镜的光进行准直。
65.例如，多个光学结构可以与耦合透镜配合，使得图像源上不同局部视场(即不同子显示区域)发出的光束，分别被其对应的光学结构聚焦到耦合透镜相对于该光束最佳的准直成像位置，再经过耦合透镜准直后，从耦合透镜射向光波导元件，形成一系列不同方向的平行光。
66.例如，光学阵列可以包括多层光学阵列结构，每层光学阵列结构包括球面、非球面、自由曲面、平面中的至少之一且具有光学折射功能的面型结构。
67.图6为根据本实用新型另一示例提供的显示装置的局部截面结构示意图。如图6所示，光波导元件200还包括沿第二方向(即图中所示的z方向)排列的多个第二透反部240，多个第二透反部240位于多个第一透反部210的入光侧，各第二透反部240与各第一透反部210不平行，多个第二透反部240被配置为将传播至多个第二透反部240中的光线的一部分反射向多个第一透反部210。
68.例如，图6示意性的示出第一方向和第二方向垂直，但不限于此，第一方向和第二方向相交即可。
69.例如，如图6所示，各第二透反部240可以与各第一透反部210具有相同的特性，在此不再赘述。例如，多个第二透反部240的相对位置关系也可以与多个第一透反部的相对位置相同，在此不再赘述。
70.例如，第二透反部240的数量可以与第一透反部210的数量相同，也可以不同。
71.例如，如图6所示，设置有多个第一透反部210的光波导元件与设置有多个第二透反部240的光波导元件可以为一体化结构，但不限于此，第一透反部和第二透反部也可以分别设置在彼此分离的两个光波导元件中。
72.如图6所示，图像源100发出的图像光经过多个第二透反部240的透射和反射后实现了一个方向(如第二方向)的扩展，从多个第二透反部240反射向多个第一透反部210的光线经过多个第一透反部210的透射和反射后使得从光波导元件的出光面出射的光实现了另一个方向(如第一方向)的扩展。
73.本示例提供的显示装置设置了二维阵列光波导元件，可以在两个方向对图像源出射的图像光进行扩展，从而在尽量不增大显示装置体积的情况下，扩大了显示装置的视场角。
74.本实用新型另一实施例提供一种光波导元件，包括沿第一方向排列的多个第一透反部，且所述多个第一透反部彼此平行，相邻第一透反部在所述出光面上的正投影相接或者部分交叠，其中，所述光波导元件包括出光面，传播至所述多个第一透反部中各第一透反
部的光线的一部分被所述第一透反部反射出所述出光面，传播至各第一透反部的光线的另一部分透过所述第一透反部后继续在所述光波导元件中传播；所述多个第一透反部的数量不小于16个，且所述光波导元件在垂直于所述出光面的方向的厚度不大于0.5毫米。需要说明的是，上述显示装置中关于光波导元件的描述均适用于这里的光波导元件，对于其结构以及技术效果的描述不再赘述。
75.本实用新型另一实施例提供一种近眼显示设备，包括上述任一示例提供的显示装置。
76.例如，本实用新型实施例提供的近眼显示设备可以为头戴显示器或者其他增强现实或者虚拟现实显示装置。上述近眼显示设备例如可以包括混合现实头戴显示器，如微软的hololens。
77.例如，近眼显示设备可以为ar眼镜，光波导元件可以被安装在眼镜架内(例如位于镜片旁)，图像源、光学阵列、耦合透镜以及光转化元件等结构可以被装配在眼镜的臂部内，且与光波导元件的边缘相邻。例如，图像源的驱动电子设备可以装配在臂上，电源等结构可以通过引线连接在臂上。
78.有以下几点需要说明：
79.(1)本实用新型的实施例附图中，只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
80.(2)在不冲突的情况下，本实用新型的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
81.以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。