[实用新型]光波导装置以及AR显示设备

说明书

本实用新型公开了一种光波导装置和AR显示设备，其中，光波导装置包括波导单元，以及在波导单元表面的点光栅组；其中，点光栅组包括至少两种点光栅，每种点光栅均在波导单元表面离散均匀分布，且各种点光栅均匀混合分布；每种点光栅均用于对耦入波导单元的光束进行衍射并按照预定角度范围耦出；且每种点光栅的光栅周期不同，以使各种点光栅可衍射的光束入射的角度范围各不相同。本申请中在光波导装置的波导单元上设置点阵分布的多种点光栅，且每种点光栅可衍射的光束的入射角各不相同，扩大了波导单元上对光束进行颜色的光栅的种类，进而在不增大光波导装置的尺寸的基础上，扩大光波导装置的视场角，提升AR显示设备的使用体验。

技术领域

本实用新型涉及波导技术领域，特别是涉及一种光波导装置以及AR显示设备。

背景技术

增强现实技术(Augmented reality，简称AR)是一种将虚拟信息叠加到真实场景上的一种技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过计算机等技术将虚拟的信息应用到真实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。

光波导装置是实现增强现实技术的关键部件之一。在进行增强显示的场景显示时，需要通过投影设备将需要叠加在真实场景的画面光束投影在光波导装置上，通过光波导装置对投影光束的传导方向进行偏转，使得投影光束投射进入人眼内。

随着AR技术被广泛地应用到各行各业，以及业内对该技术的研究更加深入，结构紧凑轻薄的AR显示设备是AR技术发展的热门方向之一；而目前AR显示设备的视场角大小受限于光波导装置的尺寸，使得AR显示设备大视场角的需求和结构紧凑轻薄的需求相矛盾。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光波导装置以及AR显示设备，能够在不增大波导单元的尺寸的基础上，增大波导单元的视场角，增大AR显示设备的显示效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光波导装置，包括波导单元，以及在波导单元表面的点光栅组；

其中，所述点光栅组包括至少两种点光栅，每种所述点光栅均在所述波导单元表面离散均匀分布，且各种所述点光栅均匀混合分布；

每种所述点光栅均用于对耦入所述波导单元的光束进行衍射并按照预定角度范围耦出；且每种所述点光栅的光栅周期不同，以使各种所述点光栅可衍射的光束入射的角度范围各不相同。

在本申请的另一可选地实施例中，所述点光栅组包含的多种点光栅中至少有一种点光栅为可对多个不同角度范围入射的光束进行衍射的复用光栅。

在本申请的另一可选地实施例中，每种所述点光栅均为可对一个角度范围入射的光束进行衍射的光栅。

在本申请的另一可选地实施例中，每种所述点光栅分别为可衍射的光束波段范围不同的光栅。

在本申请的另一可选地实施例中，所述点光栅组包含的多种点光栅中至少有一种点光栅为可对多个不同波段入射的光束进行衍射的复用光栅。

在本申请的另一可选地实施例中，每种所述点光栅均为可对一个光束波段范围入射的光束进行衍射的光栅，且各种所述点光栅可衍射的光束的波段范围各不相同。

在本申请的另一可选地实施例中，所述点光栅组包含的多种点光栅分别为可衍射的光束的波段至少包括红色光波波段、绿色光波波段以及蓝色光波波段的光栅。

在本申请的另一可选地实施例中，所述点光栅为圆形面光栅、椭圆形面光栅、正多边形光栅中的一种或多种面光栅。

在本申请的另一可选地实施例中，所述点光栅的直径不大于4mm。

本申请还提供了一种AR显示设备，包括如上任一项所述的光波导装置和投影设备；

所述投影设备用于向所述光波导装置发射投影光束；