[发明专利]一种光波导显示器件以及AR显示设备

说明书

本发明公开了一种光波导显示器件，包括波导元件，耦入光栅和耦出光栅；其中，耦入光栅包括不相互贴合的设置在波导元件上的第一衍射光栅、第二衍射光栅以及第三衍射光栅，分别用于将不同波长范围内的光波耦入至波导元件内；三个衍射光栅设置于波导元件的表面预设区域内，且预设区域沿波导元件的长度方向的最大宽度小于单个衍射光栅沿波导元件的长度方向的宽度两倍；且三个衍射光栅的光栅矢量各不相同，以使三个衍射光栅对光波的衍射方向分别为由第一衍射光栅、第二衍射光栅以及第三衍射光栅的中心指向耦出光栅。本申请减小了投影光机在波导元件长度方向的尺寸，便于AR显示设备佩戴。本申请还提供了一种AR显示设备，具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，特别是涉及一种光波导显示器件以及AR显示设备。

背景技术

AR显示设备主要包括投影光机和光波导等两部分光路元件，其中投影光机部分主要用于向光波导输出投影光线，一般是通过照明光源向可调制投影图案的芯片投射照明光线从而输出携带有投影画面的投影光线。投影光机输出的投影光线基于光波导的传导作用传导至人眼，使得用户能够通过该透明光波导观看到叠加在现实物景上的投影画面。

但基于AR显示设备最终需要输出彩色投影画面的需要，就要求投影光机的照明光源输出的光线是多种不同颜色的光波混合成一束形成的照明光束，而要实现不同光线的混合并照明投影芯片，需要配套设置较为复杂的光学结构，在一定程度上增大了光路结构的复杂性，不利于整体AR显示设备的小型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种光波导显示器件以及一种AR显示设备，能够在一定程度上提升使用该波导显示器件的显示设备的使用体验。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光波导显示器件，包括波导元件，设置于所述波导元件上的耦入光栅和耦出光栅；

其中，所述耦入光栅包括不相互贴合的设置在所述波导元件上的的第一衍射光栅、第二衍射光栅以及第三衍射光栅，分别用于将不同波长范围内的光波耦入至所述波导元件内；

其中，所述耦入光栅包括不相互贴合的设置在所述波导元件上的的第一衍射光栅、第二衍射光栅以及第三衍射光栅，分别用于将不同波长范围内的光波耦入至所述波导元件内；

所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述第三衍射光栅在内的三个衍射光栅设置于所述波导元件的表面预设区域内；且所述预设区域沿所述波导元件的长度方向的最大宽度，小于单个所述衍射光栅沿所述波导元件的长度方向的宽度的两倍；

三个所述衍射光栅的光栅矢量各不相同，以使所述第一衍射光栅对光波的衍射方向与所述第一衍射光栅的中心指向所述耦出光栅的中心的方向平行、所述第二衍射光栅对光波的衍射方向与所述第二衍射光栅的中心指向所述耦出光栅的中心的方向平行、所述第三衍射光栅对光波的衍射方向与所述第三衍射光栅的中心指向所述耦出光栅的中心的方向平行。

在本申请一种可选地实施例中，所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述第三衍射光栅；

或者，三个所述衍射光栅设置在所述波导元件的不同表面且三个所述衍射光栅的中心所在平面垂直于所述波导元件的长度方向。

在本申请一种可选地实施例中，所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述第三衍射光栅可衍射耦入的光波波长范围分别为红光波段范围、绿光波段范围以及蓝光波段范围。

在本申请一种可选地实施例中，所述波导元件包括相互贴合设置的第一子波导和第二子波导，其中，所述第一衍射光栅、所述第二衍射光栅以及所述第三衍射光栅中的一个衍射光栅设置于所述第一子波导和所述第二子波导之间，另两个衍射光栅分别设置于所述第一子波导和所述第二子波导相互背离的两个表面。