[发明专利]近眼显示装置

说明书

本发明提供了一种近眼显示装置，包括波导以及设置在所述波导上的耦入光栅、偏折光栅及耦出光栅，所述波导包括相对设置的上表面与下表面，所述耦入光栅包括设置在所述上表面的第一耦入光栅以及设置在所述下表面的第二耦入光栅，所述第一耦入光栅与所述第二耦入光栅正对且光栅矢量相互垂直。本发明提供的近眼显示装置中，耦入光栅、偏折光栅及耦出光栅分别设置在波导上，耦入光栅、偏折光栅及耦出光栅的光栅矢量和等于零，通过单一波导就能现实RGB三原色的传输和出瞳扩展，不会造成任何一种颜色的视场缺失，降低了制造的难度。

【技术领域】

本发明涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种近眼显示装置。

【背景技术】

增强现实(Augmented Reality,AR)技术也称之为混合现实技术，可以将虚拟的信息叠加到真实世界中，能应用到教育、辅助驾驶、购物、医疗等众多领域。AR技术带来了全新的交互方式，有可能在未来取代或部分取代手机成为个人计算平台。

衍射波导式近眼显示装置利用光栅来实现出瞳扩展，由于光栅有很强的色散特性，所以在显示彩色的RGB(R代表Red(红色),G代表Green(绿色),B代表Blue(蓝色))图像时需要为每个三原色制备一个单独的波导，从而增大了近眼显示装置的制备难度，因此，如何设计制备难度低的近眼显示装置是亟需解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种近眼显示装置，以解决显示彩色的RGB图像时需要为每个三原色制备一个单独的波导，从而增大了近眼显示装置的制备难度的问题。

本发明的技术方案如下：本发明的目的在于提供一种近眼显示装置，包括波导以及设置在所述波导上的耦入光栅、偏折光栅及耦出光栅，所述波导包括相对设置的上表面与下表面，所述耦入光栅包括设置在所述上表面的第一耦入光栅以及设置在所述下表面的第二耦入光栅，所述第一耦入光栅与所述第二耦入光栅正对且光栅矢量相互垂直，所述偏折光栅包括与所述第一耦入光栅对应匹配的第一偏折光栅、以及与所述第二耦入光栅对应匹配的第二偏折光栅，所述偏折光栅、所述耦入光栅及所述耦出光栅在所述波导上的正投影互不重叠且相互间隔，所述第一耦入光栅与所述第一偏折光栅之间的最小距离小于所述第一耦入光栅与所述耦出光栅之间的最小距离，所述第二耦入光栅与所述第二偏折光栅之间的最小距离小于所述第二耦入光栅与所述耦出光栅之间的最小距离；

所述耦出光栅设置于所述上表面或所述下表面，包括阵列排布的耦出部，所述耦出部具有相互垂直的第一耦出光栅矢量和第二耦出光栅矢量，所述第一耦入光栅的光栅矢量、第一偏折光栅的光栅矢量以及所述第一耦出光栅的光栅矢量的和等于零，所述第二耦入光栅的光栅矢量、所述第二偏折光栅的光栅矢量及所述第二耦出光栅的光栅矢量的和为零。

作为一种改进，第一耦入光栅与所述第二耦入光栅的面积相等且相互间隔设置。

作为一种改进，所述第一耦入光栅与所述第一偏折光栅均设置于所述上表面。

作为一种改进，所述第二偏折光栅位于所述上表面。

作为一种改进，所述耦入光栅、所述耦出光栅及所述偏折光栅中的至少有一个刻蚀形成在所述波导。

作为一种改进，所述耦入光栅、所述耦出光栅及所述偏折光栅中的至少有一个贴设于所述波导。

作为一种改进，所述波导的上表面靠近图像源，所述第一耦入光栅为透射光栅，所述第二耦入光栅为反射光栅。

作为一种改进，所述第一耦入光栅呈方形，所述第一偏折光栅与所述第二偏折光栅在所述上表面的正投影分别位于所述第一耦入光栅的相邻两侧。

作为一种改进，所述第一耦入光栅包括相互垂直的第一侧边与第二侧边，所述第一偏折光栅呈梯形与所述第一侧边正对且间隔设置，所述第二偏折光栅与所述第二侧边正对且间隔设置。