[发明专利]波导显示装置

说明书

本发明公开了一种波导显示装置，涉及光学技术领域。包括图像源，投影光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，其中，图像源，用于显示图像；投影光学系统，用于将图像源显示的图像射向输入耦合器；输入耦合器，用于将投影光学系统的出射光耦入波导；输出耦合器，用于将波导内传播的光耦出；还包括，波导显示装置还包括设置在波导表面的四分之一波片和反射器。本发明能够提高光栅的耦合效率，提高显示图像的视场亮度均匀性，提高系统整体的能量利用率。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及波导显示装置。

背景技术

现有基于基于半透半反膜的增强现实显示装置，包括图像源、投影光学系统、波导、输入耦合棱镜、输出耦合半透半反膜。图像源出射光经投影光学系统变换为各个角度的平行光，各个角度对应图像源上各像素点，为了能保证光在波导中的传输，需要使用输入耦合棱镜或者输入反射镜来将投影光学系统的光线偏折，使得光线能在波导中按照全反射原理传播。波导中对应出瞳位置，布置多个输出耦合半透半反膜，来将波导中传输的光耦合处波导，并且并列布置的多个输出耦合半透半反膜实现出瞳的扩展。

但这种装置的光栅耦合效率较低，导致系统整体的能量利用率较低，存在显示图像亮度低，亮度不均匀的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种波导显示装置。旨在解决增强现实显示装置中能量利用率低的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例，提供了一种波导显示装置，包括图像源，投影光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，其中，

图像源，用于显示图像；

投影光学系统，用于将图像源显示的图像射向输入耦合器；

输入耦合器，用于将投影光学系统的出射光耦入波导；

输出耦合器，用于将波导内传播的光耦出；

其特征在于，波导显示装置还包括设置在波导表面的四分之一波片和反射器。

可选的，反射器为高反膜。

可选的，在波导和输入耦合器之间，还包括偏振反射器。

可选的，反射器为第一偏振反射器，在波导和输入耦合器之间，还包括第二偏振反射器。

可选的，输入耦合器包括输入耦合光栅，输入耦合光栅包括低衍射效率区和高衍射效率区。

可选的，输入耦合器对应区域的波导为阶梯波导，其他区域的波导为平板波导。

可选的，阶梯波导上设置有吸收层。

本发明实施例公开的波导显示装置，能够提高光栅的耦合效率，提高显示图像的视场亮度均匀性，提高系统整体的能量利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例公开的一种波导显示装置的示意图；

图2是本发明实施例公开的另一种波导显示装置的示意图；

图3是本发明实施例公开的一种波导显示装置的衍射级次示意图；

图4是本发明实施例公开的另一种波导显示装置的衍射级次示意图；