[实用新型]一种分布式衍射波导镜片及AR显示系统

说明书

本实用新型公开了一种分布式衍射波导镜片，包括具有全反射功能的波导衬底、用于将图像光线耦入至所述波导衬底内的耦入功能区域，以及用于将以全反射形态在所述波导衬底内传导的所述图像光线耦出的耦出功能区域，所述耦出功能区域包括多个子耦出功能区域，相邻的两个所述子耦出功能区域之间设有间隙。本实用新型还公开了一种AR显示系统，包括上述分布式衍射波导镜片。通过上述结构，增强外界环境光的透过效率，提升虚实交互显示的融合度。

技术领域

本实用新型涉及AR显示技术领域，特别是涉及一种分布式衍射波导镜片及AR显示系统。

背景技术

随着互联网的急速发展，人们生活在了一个信息爆炸的社会，如何方便实时的获得信息就成了当今比较重要的课题。AR(Augmented Reality，增强现实)显示技术的出现无疑可以解决这个问题，增强现实技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。它使得人们不必再依赖大面积的平板显示器获取信息，只需要一个超便携式的独立的或嵌入到其它产品的微型显示系统，就可以获得高分辨率大尺寸大信息含量的图像，解决了当前互联网个人通信终端硬件体积日益减小和显示信息输出量日益增多的矛盾。最终可以实现现实世界和虚拟世界方便实时的信息流通。

如图1所示，在现有技术中，将输出区域13贴合在波导11表面，图像光线经波导11传导至输出区域13后从输出区域射出进入人眼，即人眼在观察虚拟物体；而环境光线也透过波导11，继而透过输出区域13，最后进入人眼，即人眼在观察外界物体。但由于经过输出区域13带有微纳结构的光刻胶层，环境光穿透波导11和输出区域13后会有较大环境光损耗，输出区域的环境光透过率低，在人眼透过输出区域13进行图像观看时，视觉上带来灰暗效果，从而使虚实交互的融合度低，进而降低显示质量。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种环境光透过率高的分布式衍射波导镜片。

本实用新型提供一种分布式衍射波导镜片，包括具有全反射功能的波导衬底、用于将图像光线耦入至所述波导衬底内的耦入功能区域，以及用于将以全反射形态在所述波导衬底内传导的所述图像光线耦出的耦出功能区域，所述耦出功能区域包括多个子耦出功能区域，相邻的两个所述子耦出功能区域之间设有间隙。

在其中一实施例中，多个所述子耦出功能区域呈阵列排布。

在其中一实施例中，所述耦入功能区域设有第一光栅，所述子耦出功能区域设有第二光栅，所述第一光栅的周期和所述第二光栅的周期相同。

在其中一实施例中，所述周期为200nm-600nm。

在其中一实施例中，所述第一光栅、所述第二光栅均为二维光栅。

在其中一实施例中，所述二维光栅的取向夹角为90°-160°。

在其中一实施例中，所述二维光栅的深度范围为50nm-600nm。

在其中一实施例中，所述波导衬底的折射率大于1.4，其厚度小于或等于2mm。

本实用新型还提供一种AR显示系统，包括微投影装置和分布式衍射波导镜片，所述微投影装置投射的图像光线经所述分布式衍射波导镜片耦出至人眼，所述分布式衍射波导镜片为上述的分布式衍射波导镜片。

在其中一实施例中，单个所述子耦出功能区域的尺寸不小于所述微投影装置的图像光线出瞳尺寸。

本实用新型提供的分布式衍射波导镜片，通过所述耦出功能区域包括多个子耦出功能区域，相邻的两个所述子耦出功能区域之间设有间隙，部分外界环境光可以以较高的透过率进入人眼，而不需要透过子耦出功能区域，增强外界环境光的透过效率，提升虚实交互显示的融合度。