[实用新型]光学扩瞳装置及其显示设备有效
申请号: | 202021616983.9 | 申请日: | 2020-08-06 |
公开(公告)号: | CN212647158U | 公开(公告)日: | 2021-03-02 |
发明(设计)人: | 朱以胜;塔帕尼·卡列沃·利沃拉 | 申请(专利权)人: | 深圳市光舟半导体技术有限公司 |
主分类号: | G02B27/00 | 分类号: | G02B27/00;G02B27/01 |
代理公司: | 北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙) 11411 | 代理人: | 苏友娟 |
地址: | 518100 广东省深圳市龙岗区平湖街道禾花社*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光学 装置 及其 显示 设备 | ||
一种光学扩瞳装置和显示设备,包括波导板(1),波导板(1)包含第一光学衍射入瞳单元(10),衍射输入光束(200)形成第一传导光(11)和第二传导光(12);第二光学衍射扩瞳单元(20),衍射所述第一传导光(11)以形成第三传导光(13);第三光学衍射扩瞳单元(30),衍射所述第二传导光(12)以形成第四传导光(14);以及第四光学衍射出瞳单元(40),衍射第三传导光(13)以形成第一输出光(130),并衍射第四传导光(14)以形成第二输出光(140);第四光学衍射出瞳单元(40)与第三光学衍射扩瞳单元(30)的重叠区域是REG1A。实现在减小整个扩瞳装置面积的同时实现最低的串扰。
技术领域
本实用新型涉及一种光学扩瞳装置及其显示设备,主要用于虚拟显示设备中。
背景技术
参照图1,现有技术中扩瞳装置EPE0包括波导板SUB01,该波导板又包括衍射入瞳单元DOE01,衍射扩瞳单元DOE02和衍射出瞳单元30。一束输入光束200在扩瞳装置EPE0中,通过多次衍射进行扩大,最后输出光束300。该耦合入瞳单元DOE01通过衍射,将输入光200衍射成第一传导的光11。通过扩瞳单元DOE02使第一传导光11衍射而形成扩展的传导光B3。通过所述衍射出瞳单元30将扩散的传导光B3衍射输出为光300。
扩瞳装置EPE0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300的宽度远大于输入光束200的宽度。扩瞳装置EPE0可以用于扩展虚拟显示设备的视瞳,以便于眼睛EYE1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EYE1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。扩瞳装置也可以称为例如扩展装置,扩展器件等。
在波导板SUB01中传播的传导光(B1,B3)的强度随着其在扩瞳装置EPE01中传播路程长度的增加而减小。同时,该传导光在扩瞳单元DOE02中经过了非常多次独立的衍射,衍射的次数和传播的距离成正比。由于从入瞳单元DOE01到所述拐角区域CRA的光路较长,因此最远(最左)拐角区域CRA的输出强度可能较低。而且,扩瞳单元DOE02也会进一步减小出光强度。
因此,在衍射出瞳单元DOE03的最远处的角区域CRA的输出光的强度会比在衍射出瞳单元DOE03的中心POS3c的输出光的强度低很多。最终导致图1中的扩瞳装置EPE0的输出光的空间强度分布可能是不均匀的。
另外,由于扩瞳装置EPE0只是通过衍射入瞳单元DOE01,衍射扩瞳单元DOE02和衍射出瞳单元DOE03形成了,由传导光(B1,B3)组成的单一传导通道,导致最终在衍射出瞳单元DOE03出射的输出光束OUT1的角度受限,眼睛EYE1位置无法获得更大的视场角度(FOV),图像的角落也会出现色偏或者暗区。
实用新型内容
本实用新型提出一种新的扩瞳装置,同时提出一种扩展光束的方法,同时提出一种显示装置,并提出一种用于显示图像的方法,用于扩大视场角度(FOV),并提升输出光的均匀性,并压缩波导面积。
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