[發明專利]一種顯示裝置

有效

• 申請號: 202111265802.1
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113946054B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 蔣厚強;鄧家裕;朱以勝
• 申請（專利權）人: 深圳市光舟半導體技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B6/10;G02B5/18
• 代理公司: 深圳市特訊知識產權代理事務所(普通合伙) 44653
• 代理人: 黃彧

本發明公開了一種顯示裝置，包括投影光機以及衍射光波導；衍射光波導包括基底、設置于基底的入瞳元件、擴瞳元件以及出瞳元件；投影光機與入瞳元件相對設置，用于將若干個投影光束射入入瞳元件；入瞳元件包括與每一個投影光束對應的入瞳光柵，入瞳光柵用于將投影光束輸入至對應的擴瞳光柵；擴瞳元件包括與每一個入瞳光柵對應的若干個擴瞳光柵，且擴瞳光柵位于入瞳光柵的輸出光路上，用于將投影光束輸入至對應的出瞳元件；每一個出瞳元件包括若干個出瞳光柵,出瞳元件位于多個擴瞳光柵的輸出光路的重疊區域，用于對投影光束耦合，形成輸出光束并輸出。本發明能夠通過單個衍射光波導實現彩色圖案的顯示，具有輕量化以及色彩清晰等特點。

技術領域

本發明涉及光波導技術領域，特別涉及一種顯示裝置。

背景技術

隨著虛擬成像技術的進步，用戶對沉浸式體驗的需求越來越高。近年來VR（Virtual?Reality，虛擬現實）/AR（Augmented?Reality，增強現實）技術的發展，進一步提升了用戶的觀賞體驗。而且，基于頭戴式設備的VR/AR眼鏡能解放人們的雙手，降低對屏幕的依賴，更具有靈活性以及交互性，營造更好的視覺效果。對于頭戴式設備，近眼顯示是其技術的關鍵，鏡片的成像質量和輕薄性是在生產以及設計時主要的考慮因素。近眼顯示系統一般由圖像遠近光傳輸系統組成，圖像源發出的圖像畫面，通過光學傳輸系統傳遞到人眼中。在此，區別于VR對外部環境的阻斷，AR則需要有一定透過率，使佩戴者在看到圖像畫面的同時，可以看到外界的環境，實現外部環境與虛擬圖像的結合，達到增強現實的效果。因此，VR/AR的成像主要依賴于光學傳輸系統。目前，業內有多種實現光學傳輸的方案，例如，自由空間光學，自由曲面光學，及顯示光波導。其中，光波導技術具有大顯示清晰區域（eye?box），輕薄的特點，因此在虛擬成像方案上，光波導技術成為了主流的顯示方案。

目前AR眼鏡主要采用衍射光波導技術，例如Microsoft的HoloLens一代和二代，Magic?Leap的AR眼鏡。由于光波衍射的低效率以及光柵對波長的選擇，AR眼鏡大多數采用2～3層衍射光波導實現彩色顯示，每一層波導傳播一種顏色的光線，最后在出瞳時所有顏色的光線合束，形成彩色的圖像。例如申請號為202010240060.6的專利申請，采用了3層鏡片實現彩色圖像的現實。這種方案雖然能夠保證最后呈現的圖像的均勻性以及光亮度，但是依賴多層衍射光波導，增加了佩戴重量，用戶佩戴時需要承載較大的負重，同時也增加了制作成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于實現多彩圖像的AR顯示裝置對用戶有較大負重，針對現有技術的不足，提供一種顯示裝置。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種顯示裝置，包括投影光機以及衍射光波導；

所述衍射光波導包括基底、設置于所述基底的入瞳元件、擴瞳元件以及出瞳元件；

所述投影光機與所述入瞳元件相對設置，用于將若干個投影光束射入所述入瞳元件，其中，每一個所述投影光束獨立地對應于預設的波長范圍；

所述入瞳元件包括與每一個所述投影光束對應的入瞳光柵，所述入瞳光柵用于將所述投影光束輸入至對應的擴瞳光柵；

所述擴瞳元件包括與每一個所述入瞳光柵對應的若干個擴瞳光柵，且所述擴瞳光柵位于所述入瞳光柵的輸出光路上，用于將所述投影光束輸入至對應的出瞳元件；

每一個所述出瞳元件包括若干個出瞳光柵,所述出瞳元件位于多個所述擴瞳光柵的輸出光路的重疊區域，用于對所述投影光束耦合，形成輸出光束并輸出。

所述顯示裝置，其中，所述投影光機包括光機殼體、設置于所述光機殼體內的顯示面板、第一組輸入光源、第二組輸入光源、第一透鏡組以及第二透鏡組；

所述第一組輸入光源對應的波長范圍為藍光以及綠光對應的波長范圍；

所述第二組輸入光源對應的波長范圍為紅光對應的波長范圍；