一种单眼大视场近眼显示模组制造技术

本申请公开了一种单眼大视场近眼显示模组，用于解决现有基于波导的AR近眼显示模组中视场角较小的技术问题。该模组包括：第一图像产生器和第二图像产生器，分别用于生成第一子视场和第二子视场的图像光束；第一子视场图像和第二子视场图像拼接可形成一个完整视场图像；第一输入耦合器，用于将第一图像产生器生成的图像光束准直并耦入第一波导；第二输入耦合器，用于将第二图像产生器生成的图像光束准直并耦入第二波导；第一耦出光栅，用于将第一波导内传播的光束向第一视场方向衍射耦出第一波导，第二耦出光栅，用于将第二波导内传播的光束向第二视场方向衍射耦出第二波导，使得衍射耦出的光束正好拼接成完整视场图像。

A Monocular Show Module with Large Field of View

This application discloses a monocular large field of view near-eye display module, which is used to solve the technical problem of small field of view in the existing waveguide-based AR near-eye display module. The module includes: a first image generator and a second image generator for generating image beams of the first and second sub-field of view, respectively; a complete field of view image can be formed by splicing the first sub-field of view image and the second sub-field of view image; and a first input coupler for generating image beams of the first image generator. Collimation and coupling to the first waveguide; the second input coupler for collimating and coupling the image beam generated by the second image generator to the second waveguide; the first coupled grating for diffraction of the beam propagating in the first waveguide towards the first field of view to the first waveguide; and the second coupled grating for propagation in the second waveguide The second waveguide is coupled by the beam diffraction in the direction of the second field of view, so that the diffraction-coupled beams are stitched into a complete field of view image.

【技术实现步骤摘要】
一种单眼大视场近眼显示模组
本申请涉及增强现实显示
，尤其涉及一种单眼大视场近眼显示模组。
技术介绍
增强现实AR显示设备使得用户能够透过设备的透明或半透明显示器来观看周围的环境，并且还看到显示器生成的的图像覆盖在周围环境上。这类设备通常为头戴式显示器(HMD)眼镜或其他可佩带的显示设备。现有的基于波导的AR近眼显示模组，一般包括图像源、目镜光学元件、输入耦合光栅、波导和输出耦合光栅。图像源发出的光经目镜光学元件准直后，经输入耦合光栅以一定的衍射角度耦入到波导中进行全反射传播，波导中对应出瞳位置设置的输出耦合光栅，将波导中传播的光耦出至人眼。但是光栅是对入射角度非常敏感的元件，对于输入耦合光栅来说，不同角度入射输入耦合光栅的光，其衍射效率和角度也不同，在特定入射角度时处具有最大衍射效率，当入射角度偏离该特定入射角度时，衍射效率会迅速下降，导致耦合进入波导中有效传播的光能量迅速下降，造成使用者观察到的视场角较小的现状。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种单眼大视场近眼显示模组，解决现有基于波导的AR近眼显示模组中视场角较小的技术问题。第一方面，本申请实施例提供一种单眼大视场近眼显示模组，包括：第一图像产生器，第二图像产生器，第一输入耦合器，第二输入耦合器，第一波导，第二波导，第一耦出光栅，第二耦出光栅；其中，所述第一图像产生器，用于生成第一子视场图像光束；所述第二图像产生器，用于生成第二子视场图像光束；所述第一子视场图像和所述第二子视场图像拼接，形成一个完整视场图像；所述第一输入耦合器，用于将所述第一图像产生器生成的图像光束准直并耦入第一波导；所述第二输入耦合器，用于将所述第二图像产生器生成的图像光束准直并耦入第二波导；所述第一耦出光栅，用于将第一波导内传播的光束向第一视场方向衍射耦出所述第一波导，所述第二耦出光栅，用于将第二波导内传播的光束向第二视场方向衍射耦出所述第二波导，使得衍射耦出的光束正好拼接成所述完整视场图像。可选地，所述第一图像产生器或所述第二图像产生器包括微显示器，微显示器为DLP显示器、LCOS显示器、LCD显示器、OLED显示器、光纤扫描显示器或MEMS扫描图像显示系统。可选地，所述光纤扫描器包括扫描驱动器和光纤，光纤与扫描驱动器固定连接且光纤的前端超出扫描驱动器形成光纤悬臂，所述扫描驱动器包括：一体成型并沿从后向前的方向依次连接的第一致动部、隔离部和第二致动部，扫描驱动器的内部设置有沿前后方向贯穿扫描驱动器的内电极孔，第一致动部和第二致动部均包括压电材料本体，第一致动部的压电材料本体具有两个相互平行且垂直于第一轴的第一外侧面，每个第一外侧面均设置有一个第一外电极，第二致动部的压电材料本体具有两个相互平行且垂直于第二轴的第二外侧面，每个第二外侧面均设置有一个第二外电极，第一轴和第二轴均垂直于前后方向且相互垂直，内电极孔的内壁设置有与所述第一外电极和第二外电极相配合的内电极。可选地，所述第二致动部的压电材料本体的固有频率大于第一致动部的压电材料的固有频率。可选地，所述的内电极孔为圆形孔或方形孔，当内电极孔为方形孔时，方形孔的孔壁中包括与第一外侧面平行的两个第一平面和与第二外侧面平行的两个第二平面，内电极设置于第一平面和第二平面。可选地，所述第一外电极连接有第一薄膜导电层，所述第一薄膜导电层绝缘贴敷于第一致动部的表面；所述的第二外电极连接有第二薄膜导电层，第二薄膜导电层绝缘贴覆于第一致动部和隔离部外表面。本申请实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：本申请实施例中，每个图像产生器分别用于某个视场图像的显示，每个视场图像的光束经各自波导传播后，通过耦出光栅进行拼接输出，可以在人眼呈现出一个由单个视场图像拼接而成的一个完整视场图像，扩大了视场角。附图说明图1为本申请第一实施例公开的一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图；图2A为本申请第一实施例公开的另一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图；图2B为本申请图2A所示的单眼大视场近眼显示模组的正视结构示意图；图3为本申请第二实施例公开的一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图；图4为本申请第三实施例公开的一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图；图5为本申请第三实施例公开的另一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图；图6为本专利技术中扫描驱动器的结构示意图；图7为本专利技术中扫描驱动器的结构剖视图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。如图1所示，图1为本申请第一实施例公开的一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图。该单眼大视场近眼显示模组100包括：第一图像产生器111，第二图像产生器112，第一输入耦合器121，第二输入耦合器122，第一波导131，第二波导132，第一耦出光栅141，第二耦出光栅142；其中，第一图像产生器111，用于生成第一子视场图像光束；第二图像产生器112，用于生成第二子视场图像光束；第一子视场图像和第二子视场图像拼接可形成一个完整视场图像；第一输入耦合器121，用于将第一图像产生器111生成的图像光束准直并耦入第一波导131；第二输入耦合器122，用于将第二图像产生器112生成的图像光束准直并耦入第二波导132；第一耦出光栅141，用于将第一波导131内传播的光束向第一视场方向S1衍射耦出第一波导131，第二耦出光栅142，用于将第二波导132内传播的光束向第二视场方向S2衍射耦出第二波导132，使得衍射耦出的光束正好拼接成上述完整视场图像。在本实施例中，第一图像产生器或第一图像产生器可以包括：微显示器，微显示器为DLP显示器、LCOS显示器、LCD显示器、OLED显示器、光纤扫描显示器或MEMS扫描图像显示系统。在本实施例中，第一输入耦合器121和第二输入耦合器122可以是输入耦合反射镜或输入耦合光栅，分别通过反射或衍射的方式将图像产生器产生的图像光束以特定角度耦入第一波导或第二波导进行全反射传播。在本实施例中，第一耦出光栅141或第二耦出光栅142通过衍射方式将波导内传播的光束分别向对应的视场方向衍射出波导至人眼，这里需要设置好耦出光栅的光栅常数和耦出角度，使得耦出的光束正好能拼接成上述完整视场图像，这样人眼就能看到一个相对大视角的图像了。作为一种可选的实施方式，如图2A和2B所示，图2A为本申请第一实施例公开的另一种单眼大视场近眼显示模组的结构示意图；图2B为本申请图2A所示的单眼大视场近眼显示模组的正视结构示意图。上述单眼大视场近眼显示模组100还包括：第一中继光栅151和第二中继光栅152；第一中继光栅151，用于对第一波导131内传播的光束进行出瞳扩束，并将扩束后的光束导入第一耦出光栅141；第二中继光栅152，用于对第二波导132内传播的光束进行出瞳扩束，并将扩束后的光束导入第二耦出光栅142。在本实施方式中，经第一输入耦合器121耦入第一波导131的光束在第一波导131内全反射传播至第一中继光栅151，实现了在X方向上的扩束，扩束后的光束继续在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单眼大视场近眼显示模组，其特征在于，包括：第一图像产生器，第二图像产生器，第一输入耦合器，第二输入耦合器，第一波导，第二波导，第一耦出光栅，第二耦出光栅；其中，所述第一图像产生器，用于生成第一子视场图像光束；所述第二图像产生器，用于生成第二子视场图像光束；所述第一子视场图像和所述第二子视场图像拼接可形成一个完整视场图像；所述第一输入耦合器，用于将所述第一图像产生器生成的图像光束准直并耦入第一波导；所述第二输入耦合器，用于将所述第二图像产生器生成的图像光束准直并耦入第二波导；所述第一耦出光栅，用于将第一波导内传播的光束向第一视场方向衍射耦出所述第一波导，所述第二耦出光栅，用于将第二波导内传播的光束向第二视场方向衍射耦出所述第二波导，使得衍射耦出的光束正好拼接成所述完整视场图像。

【技术特征摘要】
1.一种单眼大视场近眼显示模组，其特征在于，包括：第一图像产生器，第二图像产生器，第一输入耦合器，第二输入耦合器，第一波导，第二波导，第一耦出光栅，第二耦出光栅；其中，所述第一图像产生器，用于生成第一子视场图像光束；所述第二图像产生器，用于生成第二子视场图像光束；所述第一子视场图像和所述第二子视场图像拼接可形成一个完整视场图像；所述第一输入耦合器，用于将所述第一图像产生器生成的图像光束准直并耦入第一波导；所述第二输入耦合器，用于将所述第二图像产生器生成的图像光束准直并耦入第二波导；所述第一耦出光栅，用于将第一波导内传播的光束向第一视场方向衍射耦出所述第一波导，所述第二耦出光栅，用于将第二波导内传播的光束向第二视场方向衍射耦出所述第二波导，使得衍射耦出的光束正好拼接成所述完整视场图像。2.如权利要求1所述的单眼大视场近眼显示模组，其特征在于，所述第一输入耦合器，包括：第一目镜光学器件和第一耦入反射元件；所述第二输入耦合器，包括：第二目镜光学器件和第二耦入反射元件；所述第一目镜光学器件和所述第二目镜光学器件，分别用于准直所述第一图像产生器和所述第二图像产生器生成的图像光束；所述第一耦入反射元件和所述第二耦入反射元件，分别用于通过反射方式将经准直的图像光束耦入所述第一波导和所述第二波导进行全反射传播。3.如权利要求2所述的单眼大视场近眼显示模组，其特征在于，所述第一耦入反射元件，具体用于将所述第一图像产生器平行于所述第一波导出射的图像光束耦入所述第一波导进行全反射传播；所述第二耦入反射元件，具体用于将所述第二图像产生器平行于所述第二波导出射的图像光束耦入所述第二波导进行全反射传播。4.如权利要求1所述的单眼大视场近眼显示模组，其特征在于，所述第一输入耦合器，包括：第一目镜光学器件和第一耦入光栅；所述第二输入耦合器，包括：第二目镜光学器件和第二耦入光栅；所述第一目镜光学器件和所述第二目镜光学器件，分别用于准直所述第一图像产生器和所述第二图像产生器生成的图像光束；所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅，分别用于通过衍射方式将经准直的图像光束耦入所述第一波导和所述第二波导进行全反射传播。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旭东，姚长呈，宋海涛，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51