[實用新型]一種基于MicroLED的AR光柵波導(dǎo)顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022242964.0
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN212781502U
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丙杰;史曉剛;李雙龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京梟龍科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京一枝筆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11791
• 代理人: 張慶瑞

本實用新型公開了一種基于MicroLED的AR光柵波導(dǎo)顯示裝置，包括MicroLED微投影系統(tǒng)和光柵波導(dǎo)元件，所述MicroLED微投影系統(tǒng)安裝在光柵波導(dǎo)元件上端一側(cè)，所述MicroLED微投影系統(tǒng)包括MicroLED微顯示屏、顯示屏支架、投影鏡片組、鏡筒、棱鏡、棱鏡支架，所述MicroLED微顯示屏固定安裝在顯示屏支架上，所述投影鏡片組固定安裝于鏡筒內(nèi)。本實用新型通過將緊湊小巧的MicroLED微投影系統(tǒng)設(shè)置在光柵波導(dǎo)元件的上端一角，使得整個AR光柵波導(dǎo)顯示裝置更適合普通眼鏡形態(tài)，且通過采用Micro LED微顯示屏作為顯示元件，不需要額外的背光系統(tǒng)，使得投影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊小巧，光效更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于MicroLED 的AR光柵波導(dǎo)顯示裝置。

背景技術(shù)

隨著虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)逐漸被人們認(rèn)識和接受，AR眼鏡得到了快速發(fā)展，如微軟的Hololens和Magic Leap公司的Magic Leap One。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)中的近眼顯示可以將虛擬圖像疊加到現(xiàn)實景物中，同時兼具透視特性，不影響對現(xiàn)實景物的正常觀察。利用傳統(tǒng)光學(xué)元件將虛擬圖像耦合進(jìn)入人眼的方式已經(jīng)被采用，包括棱鏡、半透半反鏡片、自由曲面波導(dǎo)、鏡面陣列波導(dǎo)、光柵波導(dǎo)等。光柵波導(dǎo)顯示技術(shù)是利用衍射光柵實現(xiàn)光線的入射、轉(zhuǎn)折和出射，利用全反射原理實現(xiàn)光線傳輸，將微顯示器的圖像傳導(dǎo)至人眼，進(jìn)而看到虛擬圖像；由于采用和光纖技術(shù)一樣的全反射原理，光柵波導(dǎo)顯示組件可以做的和普通眼鏡鏡片一樣輕薄透明。且由于對光線的轉(zhuǎn)折是通過鏡片表面的衍射光柵來實現(xiàn)的，與底板的形狀基本沒有關(guān)系，易于批量制造，生產(chǎn)成本低。因此，光柵波導(dǎo)技術(shù)被認(rèn)為是AR近眼顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢而被越來越多的人重視和采用。

但是，傳統(tǒng)的光柵波導(dǎo)顯示裝置采用LCOS或DLP微投影系統(tǒng)，此類系統(tǒng)需要采用LED作為光源照射微顯示元件產(chǎn)生圖像，系統(tǒng)復(fù)雜，體積和重量都較大，應(yīng)用于AR眼鏡之后，難以做到接近普通眼鏡外觀，另外，采用LED作為光源，無論圖像上的像素是否需要顯示，光源都需要一直工作，使很大一部分光能浪費(fèi)，系統(tǒng)整體光效較低，需要進(jìn)行改進(jìn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種基于MicroLED的AR光柵波導(dǎo)顯示裝置，以解決上述背景技術(shù)中提到的傳統(tǒng)的光柵波導(dǎo)顯示裝置采用LCOS或DLP微投影系統(tǒng)，此類系統(tǒng)需要采用LED作為光源照射微顯示元件產(chǎn)生圖像，系統(tǒng)復(fù)雜，體積和重量都較大，應(yīng)用于AR眼鏡之后，難以做到接近普通眼鏡外觀，另外，采用LED作為光源，無論圖像上的像素是否需要顯示，光源都需要一直工作，使很大一部分光能浪費(fèi)，系統(tǒng)整體光效較低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于MicroLED的 AR光柵波導(dǎo)顯示裝置，包括MicroLED微投影系統(tǒng)和光柵波導(dǎo)元件，所述 MicroLED微投影系統(tǒng)安裝在光柵波導(dǎo)元件上端一側(cè)，所述MicroLED微投影系統(tǒng)包括MicroLED微顯示屏、顯示屏支架、投影鏡片組、鏡筒、棱鏡、棱鏡支架，所述MicroLED微顯示屏固定安裝在顯示屏支架上，所述投影鏡片組固定安裝于鏡筒內(nèi)部兩端，所述棱鏡固定粘連在棱鏡支架上，所述顯示屏支架和棱鏡支架分別位于鏡筒兩端，且顯示屏支架和棱鏡支架分別安裝在鏡筒兩端；所述光柵波導(dǎo)元件由波導(dǎo)鏡片層、框膠墊層和透明保護(hù)層組成，所述框膠墊層位于波導(dǎo)鏡片層和透明保護(hù)層之間，且波導(dǎo)鏡片層和透明保護(hù)層通過框膠墊層固定粘連。

優(yōu)選的，所述顯示屏支架一側(cè)設(shè)有第一U形固定架，所述鏡筒一端設(shè)有與第一U形固定架匹配的第一安裝凹槽，且第一安裝凹槽的深度大于第一U 形固定架的長度。

優(yōu)選的，所述棱鏡支架一側(cè)設(shè)有第二U形固定架，所述鏡筒另一端設(shè)有與第二U形固定架匹配的第二安裝凹槽，所述第二安裝凹槽的寬度大于第二U 形固定架的寬度。

優(yōu)選的，所述波導(dǎo)鏡片層由光柵層和基片組成，所述光柵層位于基片一側(cè)表面上，所述波導(dǎo)鏡片層上設(shè)有光柵功能層，所述光柵功能層位于波導(dǎo)鏡片層上靠近框膠墊層一側(cè)，所述波導(dǎo)鏡片層與透明保護(hù)層之間具有空氣間隙。