[发明专利]单层波导及显示装置

说明书

本申请涉及一种单层波导和显示装置，单层波导包括相对的第一表面和第二表面，第一表面形成有第一入瞳区域、第一扩瞳区域和第一出瞳区域，第二表面形成有第二入瞳区域、第二扩瞳区域和第二出瞳区域；第一出瞳区域和第二出瞳区域边缘对齐设置，第一入瞳区域和第二入瞳区域以第一出瞳区域为中心左右对称，第一扩瞳区域和第二扩瞳区域以第一出瞳区域为中心左右对称。本申请单层波导能够实现图像拼接，以加大视场角，或者能够实现图像重叠，以使得显示亮度色彩更加均匀。

技术领域

本申请属于显示技术领域，特别涉及一种单层波导及显示装置。

背景技术

要让使用者在佩戴AR眼镜时有强的沉浸感能有好的体验效果，需要AR眼镜尽可能大的视场角去适配人眼的大视场角FOV，需要提高视场角FOV去看到虚拟画面的更大区域。然而如今一般AR眼镜的视场角FOV都不能做到很大，想要提高视场角，就容易造成更大的硬件体积和更小的eye box，会减低佩戴的舒适性和轻便性。

现今在与普通眼镜外形结构接近的AR眼镜上，采用衍射光栅的衍射波导，因为波导材料折射率和光机本身视场角FOV的限制，波导显示模组的FOV加大到60°以上十分困难。采用多层衍射波导叠加的方式，可以拼接任意大小的FOV，然而会加大AR镜片的体积和重量，多层波导和多种光栅模组会增加AR波导制作的难度。

发明内容

本申请提供一种单层波导及显示装置，以解决现有技术中实现大视场角的波导体积大的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出一种单层波导，包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有第一入瞳区域、第一扩瞳区域和第一出瞳区域，所述第二表面形成有第二入瞳区域、第二扩瞳区域和第二出瞳区域；所述第一出瞳区域和第二出瞳区域边缘对齐设置，所述第一入瞳区域和所述第二入瞳区域以所述第一出瞳区域为中心左右对称，所述第一扩瞳区域和所述第二扩瞳区域以所述第一出瞳区域为中心左右对称。

在一个实施例中，所述第一表面和所述第二表面由同一光栅模板压印形成入瞳区域、扩瞳区域和出瞳区域。

在一个实施例中，所述第一入瞳区域的光栅方向和所述第一出瞳区域的光栅方向垂直，所述第一扩瞳区域的光栅方向与所述第一入瞳区域的光栅方向呈45°夹角；所述第二入瞳区域的光栅方向和所述第二出瞳区域的光栅方向垂直，所述第二扩瞳区域的光栅方向与所述第二入瞳区域的光栅方向有45°夹角；所述第一扩瞳区域的光栅方向与所述第二扩瞳区域的光栅方向左右对称。

为解决上述技术问题，本申请提出一种显示装置，包括第一光机、第二光机和前述单层波导；所述第一光机设置于所述第一入瞳区域，所述第二光机设置于所述第二入瞳区域。

在一个实施例中，所述第一光机发出的中心光线垂直入射于所述第一入瞳区域，由第一出瞳区域发出的光线形成第一图像；所述第二光机发出的中心光线垂直入射于所述第二入瞳区域，由第二出瞳区域发出的光线形成第二图像；所述第一图像和所述第二图像重合。

在一个实施例中，所述第一光机发出的中心光线和第二光机发出的中心光线在预设方向上以相同入射角分别入射第一入瞳区域和第二入瞳区域，由第一出瞳区域发出的光线和第二出瞳区域发出的光线分别形成第一图像和第二图像，所述第一图像和所述第二图像在所述预设方向上无缝拼接。

在一个实施例中，所述第一光机和第二光机的显示视场角相同。

在一个实施例中，所述第一光机的出光孔到所述第一入瞳区域的中心有第一距离，所述第二光机的出光孔到所述第二入瞳区域的中心有第二距离，所述第一距离和所述第二距离相等，且小于1mm。

在一个实施例中，所述第一光机发出的光线和所述第二光机发出的光线的波矢最大值取决于所述单层波导的折射率。