波导显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波导显示装置，涉及光学技术领域。包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，控制器，其中，图像源用于显示图像，中继光学系统用于将图像源显示的图像射向输入耦合器，输入耦合器用于将中继光学系统的出射光耦入波导，输出耦合器用于将波导内传播的光耦出，其中，输出耦合器包括波导耦出光栅，波导耦出光栅包括与不同波长的光对应的多个单色光栅。本发明专利技术中，在具有较大视场角和使用小尺寸图像源的情况下，可以实现全彩色显示。

Waveguide display device

The invention discloses a waveguide display device, relating to the field of optical technology. Including image source, relay optical system, input coupler, waveguide, output coupler, controller, which is used to display images, image source, relay optical system for image display of the source image into the input coupler, an input coupler for the relay optical system the emitted light into the waveguide, the output coupler for propagation in a waveguide coupler among them, the output coupler, including waveguide coupling grating waveguide coupling grating includes a plurality of monochromatic gratings and corresponding to the different wavelengths of light. In the present invention, full color display can be achieved in the presence of large field of view and small size image source.

【技术实现步骤摘要】
波导显示装置
本专利技术涉及光学
，特别涉及波导显示装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，增强现实显示装置越来越受到人们的重视。现有技术中，普遍使用的是单色波导显示技术。然而，彩色波导显示技术能够提供更加完整的信息展示，且能够极大的提升用户体验，这却是现有技术无法提供的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种波导显示装置。旨在解决增强现实显示装置中无法进行彩色显示的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。根据本专利技术实施例，提供了一种波导显示装置，包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，控制器，其中，图像源，用于显示图像；中继光学系统，用于将图像源显示的图像射向输入耦合器；输入耦合器，用于将中继光学系统的出射光耦入波导；输出耦合器，用于将波导内传播的光耦出，其中，输出耦合器包括波导耦出光栅，波导耦出光栅包括与不同波长的光对应的多个单色光栅。可选的，波导耦出光栅为全息聚合物弥散液晶HPDLC层，HPDLC层包括与不同波长的光对应的多个子层。可选的，输出耦合器包括层叠设置的第一HPDLC层和第二HPDLC层，第一HPDLC层和第二HPDLC层的衍射光方向相反；波导显示装置还包括控制器，用于控制向第一HPDLC层和第二HPDLC层施加电场。可选的，第一HPDLC层和第二HPDLC层分别包括与红光、绿光和蓝光相对应的3个子层。可选的，控制器还用于，在第一时间段内，对第一HPDLC层施加电场；在第二时间段内，对第二HPDLC层施加电场。可选的，输入耦合器包括波导耦入光栅，波导耦入光栅包括与不同波长的光对应的多个单色光栅；其中，波导耦入光栅包括的多个单色光栅与波导耦出光栅包括的多个单色光栅相对应。可选的，波导耦入光栅为HPDLC层，HPDLC层包括与不同波长的光对应的多个子层。可选的，HPDLC层包括与红光、绿光和蓝光相对应的3个子层。可选的，波导包括多个波导层，多个波导层分别与波导耦出光栅包括的多个单色光栅相对应。可选的，波导耦出光栅包括的多个单色光栅分别位于多个波导层中。本专利技术实施例公开的波导显示装置，在具有较大视场角和使用小尺寸图像源的情况下，可以实现全彩色显示，同时，由于中继光学系统的入射光线视场角减小，从而降低了中继光学系统设计的难度及复杂程度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术实施例公开的一种HPDLC层的示意图；图2是本专利技术实施例公开的一种波导显示装置的示意图；图3是本专利技术实施例公开的另一种波导显示装置的示意图；图4是本专利技术实施例公开的另一种波导显示装置的示意图；图5是本专利技术实施例公开的另一种波导显示装置的局部放大示意图；图6是本专利技术实施例公开的另一种波导显示装置的示意图；图7是本专利技术实施例公开的一种控制器的示意图；图8是本专利技术实施例公开的一种输入耦合器的示意图；图9是本专利技术实施例公开的另一种波导显示装置的示意图。具体实施方式以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个专利技术或专利技术构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。体全息光栅包括固定式体全息光栅和可切换式体全息光栅，可切换式体全息光栅可以采用全息聚合物弥散液晶(英文全称：Holographicpolymerdispersedliquidcrystal，英文缩写：HPDLC)来制备。HPDLC是由液晶、聚合物单体组成的预聚物，在两束相干光照射下，利用光致聚合而引发的相分离，形成与干涉条纹亮暗条纹相对应的富聚物区与富液晶区交替出现的周期性排列。如图1所示，不加电场时，HPDLC中存在周期性折射率调制，形成布拉格光栅，满足Bragg衍射条件的入射光以一级衍射方向射出。施加电场时，富液晶区液晶分子将沿电场重新排列，当其寻常光折射率与聚合物基本折射率相匹配时，光栅的折射率将变成均匀一致，入射光将直接透射出去，HPDLC成为一块透明介质。本专利技术实施例公开了一种波导显示装置10，包括图像源101，中继光学系统102，输入耦合器103，波导104，输出耦合器105，其中，输入耦合器103可以包括波导耦入光栅。图2和图3分别示出了两种可选的波导显示装置10结构，图2为波导耦入光栅位于波导内部的结构，图3为波导耦入光栅位于波导外部的结构。具体的，图像源101，用于显示图像；中继光学系统102，用于将图像源101显示的图像射向输入耦合器103；输入耦合器103，用于将中继光学系统102的出射光耦入波导104；输出耦合器105，用于将波导104内传播的光耦出；其中，输出耦合器105包括波导耦出光栅，波导耦出光栅包括与不同波长的光对应的多个单色光栅。可选的，图像源101可以为平面显示屏或曲面显示屏，进一步可选的，图像源101可以为液晶显示屏(英文全称：LiquidCrystalDisplay，英文缩写：LCD)、硅基液晶(英文全称：LiquidCrystalonSilicon，英文缩写：LCOS)反射式投影显示屏、发光二极管(英文全称：LightEmittingDiode，英文简称：LED)显示屏等。图像源101显示的图像经由中继光学系统102成像至无穷远处。可选的，中继光学系统102可以为一透镜组，镜片可以采用非球面镜片或者自由曲面镜片，用于校正各像差及色差，也可以采用衍射光学元件来进一步优化成像质量。可选的，波导耦出光栅可以为HPDLC层，HPDLC层包括与不同波长的光对应的多个子层，其中，HPDLC层包括与不同波长的光对应的多个子层，可以用于实现单色光栅的作用。进一步可选的，波导显示装置10还可以包括控制器106，用于控制向HPDLC层施加电场。如图4所示，输出耦合器105包括的HPDLC层，包括了与不同波长的光对应的多个子层，示例性的，输出耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波导显示装置，包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，控制器，其中，所述图像源，用于显示图像；所述中继光学系统，用于将所述图像源显示的所述图像射向所述输入耦合器；所述输入耦合器，用于将所述中继光学系统的出射光耦入所述波导；所述输出耦合器，用于将所述波导内传播的光耦出，其中，所述输出耦合器包括波导耦出光栅，所述波导耦出光栅包括与不同波长的光对应的多个单色光栅。

【技术特征摘要】
1.一种波导显示装置，包括图像源，中继光学系统，输入耦合器，波导，输出耦合器，控制器，其中，所述图像源，用于显示图像；所述中继光学系统，用于将所述图像源显示的所述图像射向所述输入耦合器；所述输入耦合器，用于将所述中继光学系统的出射光耦入所述波导；所述输出耦合器，用于将所述波导内传播的光耦出，其中，所述输出耦合器包括波导耦出光栅，所述波导耦出光栅包括与不同波长的光对应的多个单色光栅。2.根据权利要求1所述的波导显示装置，其特征在于，所述波导耦出光栅为全息聚合物弥散液晶HPDLC层，所述HPDLC层包括与所述不同波长的光对应的多个子层。3.根据权利要求2所述的波导显示装置，其特征在于，所述输出耦合器包括层叠设置的第一HPDLC层和第二HPDLC层，所述第一HPDLC层和所述第二HPDLC层的衍射光方向相反；所述波导显示装置还包括控制器，用于控制向所述第一HPDLC层和所述第二HPDLC层施加电场。4.根据权利要求3所述的波导显示装置，其特征在于，所述第一HPDLC层和所述第二HPDLC层分别包括与...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁武文，郑昱，
申请(专利权)人：北京灵犀微光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11