[发明专利]光学显示装置

权利要求书

1.一种用于在增强现实显示中使用的装置，所述装置包括：

基板；

衍射光学元件，其被配置成将来自光源的光耦合到所述基板中以在所述基板内进行全内反射，或者将在所述基板内全内反射的光耦合到所述基板之外，所述衍射光学元件包括具有相同的折射率的表面起伏光栅和残留层，其中，所述残留层被设置在所述表面起伏光栅与所述基板之间；

其中，在所述基板与所述残留层之间设置有部分反射界面，并且其中，所述残留层的厚度被控制成允许针对在所述部分反射界面处以预定的入射角周围的一定范围的角度从所述基板接收的具有预定波长周围的一定范围的波长的光的薄膜相长干涉。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述部分反射界面设置在各自具有失配的折射率的所述基板与所述衍射光学元件之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述基板的折射率小于所述衍射光学元件的折射率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述残留层具有小于500nm的绝对厚度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述残留层的厚度被控制成允许针对从第一波长至第二波长的波长范围内的光的薄膜干涉，并且其中，所述残留层的光学厚度是所述第一波长和所述第二波长的平均值的一半。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述衍射光学元件是输入衍射光学元件，被配置成将光耦合到所述基板中以进行全内反射。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，为所述衍射光学元件提供反射涂层以改善将光耦合到所述基板中的效率。

8.根据权利要求6所述的装置，还包括输出衍射光学元件，所述输出衍射光学元件包括输出表面起伏光栅和输出残留层，其中，所述输出残留层被设置在所述输出表面起伏光栅与所述基板之间，并且其中，在所述基板与所述输出残留层之间设置有输出部分反射界面，并且其中，所述输出残留层的厚度被控制成允许针对在所述输出部分反射界面处以预定的入射角从所述基板接收的具有预定波长的光的薄膜干涉。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述衍射光学元件是输出衍射光学元件，被配置成将光耦合到所述基板之外以供使用者观看。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述表面起伏光栅向空气敞开。

11.一种用于在增强现实显示中使用的装置的制造方法，所述方法包括以下步骤：

设置基板；

设置包括具有相同的折射率的表面起伏光栅和残留层的衍射光学元件，其中，所述残留层被设置在所述表面起伏光栅与所述基板之间，其中，所述衍射光学元件被配置成将光耦合到所述基板中以在所述基板内进行全内反射，或者将在所述基板内全内反射的光耦合到所述基板之外；

在所述基板与所述残留层之间设置部分反射界面；以及

控制所述残留层的厚度，以允许针对在所述部分反射界面处以预定的入射角周围的一定范围的角度从所述基板接收的具有预定波长周围的一定范围的波长的光的薄膜相长干涉。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，设置模具以将所述衍射光学元件定位在所述基板上。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述模具包括用于产生所述表面起伏光栅的第一部分和用于产生所述残留层的第二部分。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述模具包括至少一个间隔件，用于相对于所述基板定位所述表面起伏光栅并且用于控制所述残留层的深度。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，所述设置部分反射界面的步骤包括：设置各自具有失配的折射率的所述基板和所述衍射光学元件。