[发明专利]一种光学器件、显示设备及其输出光和显示图像的方法

说明书

本发明涉及光学器件技术领域，特别涉及一种光学器件、显示设备及其输出光和显示图像的方法，一种光学器件，包括：波导板，其包括：衍射入瞳单元，其通过衍射所述输入光而形成第一导光和第二导光；衍射扩瞳单元通过衍射所述第一传导光以形成第三传导光；衍射出瞳单元通过衍射所述第三传导光形成第一输出光；旁路单元，其通过使第二传导光衍射而形成第四传导光；其中，第一传导光沿第一方向传播，第二传导光沿第二方向传播，并且第一方向和所述第二方向之间的夹角在60°至120°的范围内；其中衍射出瞳单元包括一个或多个增强区域，以通过衍射第四传导光形成辅助输出光。本发明的器件可以很好的提升输出光的强度分布均匀性。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，特别涉及一种光学器件、显示设备及其输出光和显示图像的方法。

背景技术

参照图1，扩瞳器件1包括波导板101，该波导板又包括衍射入瞳单元102，衍射扩瞳单元103和衍射出瞳单元104。一束输入光束IN1在扩瞳器件1中，通过多次衍射进行扩大，最后输出光束OUT1。该耦合入瞳单元102通过衍射，将输入光IN1衍射成第一传导的光B1。通过扩瞳单元103使第一传导光B1衍射而形成扩展的传导光B3。通过所述衍射出瞳单元104将扩散的传导光B3衍射输出为光OUT1。

扩瞳器件1可以在方向SX和在方向SY这两个方向上扩展光束。输出光束 OUT1的宽度远大于输入光束IN1的宽度。扩瞳器件1可以用于扩展虚拟显示设备的视瞳，以便于眼睛105相对于虚拟显示设备的观察位置有更大的舒适观察位置(大eyebox)。观察者的眼睛105可以在输出光束的观察位置内看到完成的虚拟图像。输出光可以包括一个或多个输出光束，其中每个输出光束可以对应于显示的虚拟图像的不同图像位置。扩瞳器件也可以称为例如扩展器件，扩展器件等。

在波导板101中传播的传导光(B1，B3)的强度随着其在扩瞳器件103中传播路程长度的增加而减小。同时，该传导光在扩瞳单元103中经过了非常多次独立的衍射，衍射的次数和传播的的距离成正比。由于从入瞳单元102到所述拐角区域6的光路较长，因此最远(最左)拐角区域6的输出强度可能较低。而且，扩瞳单元103也会进一步减小出光强度。

因此，在衍射出瞳单元104的最远处的角区域6的输出光的强度会比在衍射出瞳单元104的中心106的输出光的强度低很多。最终导致图1中的的扩瞳器件1的输出光的空间强度分布可能是不均匀的。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种光学器件、显示设备及其输出光和显示图像的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明解决现有技术中的问题所采用的技术方案为：一种光学器件，包括：

波导板，其包括：

衍射入瞳单元，其通过衍射所述输入光而形成第一传导光和第二传导光；

衍射扩瞳单元通过衍射所述第一传导光以形成第三传导光；

衍射出瞳单元通过衍射所述第三传导光形成第一输出光；

旁路单元，其通过使第二传导光衍射而形成第四传导光；

其中，第一传导光沿第一方向传播，第二传导光沿第二方向传播，并且第一方向和所述第二方向之间的夹角在60°至120°的范围内；

其中衍射出瞳单元包括一个或多个增强区域，以通过衍射第四传导光形成辅助输出光。

作为本发明的优选方案，所述衍射出瞳单元包括一个或多个所述区域，所述区域不使第四传导光从波导板中衍射出来。

作为本发明的优选方案，所述第三传导的光的传播方向是第三方向且基本平行与所述第二方向；其中所述第四传导光传播方向是在第四方向，且基本平行与所述第一方向。