高色彩均匀性的衍射光波导及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种高色彩均匀性的衍射光波导及显示装置，包括耦入区、耦出区和波导片，耦入区和耦出区设于波导片上，耦入区用于将射入的信号光耦合入波导片，耦出区用于将波导片内传输的光线进行扩展和耦出，波导片设有至少两个转折区，转折区设于耦入区与耦出区之间，波导片上对应转折区的区域设有滤光层。本发明专利技术在波导片设有至少两个转折区，转折区设于耦入区与耦出区之间，多个转折区将波长不同的信号光进行分路径传输，波导片上对应转折区的区域设置有滤光层，滤光层滤除某一路径输送的特定信号光外的所有不完整信号光，特定信号光为某一通道信号光或多个通道的信号光，经过滤光之后的信号光从耦出端耦出并合并，形成高色彩均匀性的彩色图像。性的彩色图像。性的彩色图像。

【技术实现步骤摘要】
高色彩均匀性的衍射光波导及显示装置


[0001]本专利技术涉及虚拟现实显示
，尤其涉及一种高色彩均匀性的衍射光波导及显示装置。

技术介绍

[0002]光波导是一种可将信号光束缚在其内部，并使信号光朝着特定方向传输的器件，同时光波导具有良好的透光性。基于这些特性，光波导可以作为增强现实(AR)近眼显示装置的显示器。光波导将投影光机投出的信号光定向传输到人眼中，因此人眼可以看到待显示的图像，又因光波导具有良好的透光性，人眼还可以清晰看到波导后的真实环境，因此人眼最终看到的是待显示图像和真实环境的融合。
[0003]光波导按照不同的实现原理可分为几何光波导，衍射光波导等种类。衍射光波导因其厚度薄、重量轻、透光性好等优点，逐渐成为增强现实(AR)近眼显示装置中显示器的优选方案。
[0004]在波导片表面，靠近投影光机处的区域为耦入区，靠近人眼的区域为耦出区。当利用光波导显示彩色图像时，需要输入不同通道的信号光，不同通道信号光的波长不同，当不同波长的信号光经过波导内路径传播，会存在某些通道部分视场无法完整地被波导传输，因此在耦出端观看时会存在某一通道图像的缺失，进而导致图像色彩的失真。
[0005]所以，现有技术还有待改进。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出一种高色彩均匀性的衍射光波导，可以消除波导内传输的具有不完整视场的信号光，从而可以提高耦出端输出图像的高色彩均匀性及显示效果。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现的：
[0008]一种高色彩均匀性的衍射光波导，包括耦入区、耦出区和波导片，所述耦入区和所述耦出区均设于所述波导片上，所述耦入区用于将光机射入的信号光耦合入所述波导片，所述耦出区用于将所述波导片内传输的光线进行扩展和耦出，所述波导片还设有至少两个转折区，所述转折区设于所述耦入区与所述耦出区之间，所述波导片上对应所述转折区的区域设置有滤光层。
[0009]进一步地，所述滤光层设于所述转折区的对侧。
[0010]进一步地，所述滤光层设于所述转折区的同侧，所述滤光层贴附于所述转折区与所述波导片之间。
[0011]进一步地，所述滤光层设于所述波导片的内部。
[0012]进一步地，所述滤光层的覆盖范围与所述转折区的覆盖范围一致。
[0013]进一步地，所述滤光层的覆盖范围与所述转折区的覆盖范围不同。
[0014]进一步地，所述转折区设置有两个。
[0015]本专利技术还提出一种显示装置，所述显示装置包括上述的高色彩均匀性的衍射光波导。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术在波导片设有至少两个转折区，转折区设于耦入区与耦出区之间，多个转折区将波长不同的信号光进行分路径传输，波导片上对应转折区的区域设置有滤光层，通过滤光层滤除某一路径输送的特定信号光外的所有不完整信号光，特定信号光为某一通道信号光或多个通道的信号光，经过滤光之后的信号光从耦出端耦出并合并，形成高色彩均匀性的彩色图像。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的高色彩均匀性的衍射光波导的俯视图；
[0018]图2为本专利技术的高色彩均匀性的衍射光波导的立体图；
[0019]图3为本专利技术的实施例两个转折区传播信号光的K矢量图；
[0020]图4为本专利技术的滤光层的第一设置位置图；
[0021]图5为本专利技术的滤光层的第二设置位置图；
[0022]图6为本专利技术的滤光层的第三设置位置图；
[0023]图7为本专利技术的滤光层的第一设置方式示意图；
[0024]图8为本专利技术的滤光层的第二设置方式示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]请参考图1
‑
8，一种高色彩均匀性的衍射光波导，包括耦入区10、耦出区13和波导片1，所述耦入区和所述耦出区均设于所述波导片上(可以位于同侧，也可以位于异侧)，所述耦入区用于将光机射入的信号光耦合入所述波导片，所述耦出区用于将波导片内传输的光线进行扩展和耦出。
[0027]具体而言，耦入区的衍射微结构利用光的衍射、将光机出射的部分信号光耦合入波导片内传输，耦出区的衍射微结构利用光的衍射可以将在波导内传输的一束光线在两个维度上进行扩展和耦出，这样从耦入区入射的一束光在经过波导传输和耦出后将被扩展成多个光束，对于仅有耦入区和耦出区的波导，这些光束在波导片内经过全反射传输至耦出区的衍射微结构，利用光的衍射将波导片内传输的光耦合出波导片。耦合出波导片的光入射至人眼，在视网膜上形成待显示的图像。
[0028]但是，当利用光波导显示彩色图像时，需要输入不同通道的信号光，不同通道信号光的波长不同，当不同波长的信号光经过波导内路径传播，某些通道部分视场无法完整地被波导传输，因此在耦出端观看时会存在某一通道图像的缺失。
[0029]为了解决这一问题，本专利技术在所述波导片还设有至少两个转折区11，所述转折区设于所述耦入区与所述耦出区之间。转折区也具有衍射微结构，转折区衍射微结构利用光的衍射可以将在其中传输的一束光线在两个维度上进行分束和扩展，并使耦入区耦合进波导的光朝向耦出区传播。需要注意的是，转折区的设置位置可以位于波导片的两侧，当耦入区、转折区和耦出区衍射微结构位于波导片的同侧时，耦入区、转折区和耦出区衍射微结构
间隔设置或者邻接设置。多个转折区可以将波长不同的信号光进行分路径传输，并且波导片上对应所述转折区的区域设置有滤光层14，通过滤光层14滤除某一路径输送的特定信号光外的所有不完整信号光(特定信号光为某一通道信号光或多个通道的信号光)，经过滤光之后的信号光从耦出端耦出并合并，形成高色彩均匀性的彩色图像。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，所述转折区设置有两个。
[0031]请参考图1
‑
2，波导片上设有一个耦入区10，第一转折区111，第二转折区112，一个耦出区13，各区之间具有全反射区域。
[0032]红光通道的信号光和绿光通道的信号光经耦入区耦入波导片后，经第一转折区111转折最终被耦出区耦出，称该传播路径为P1；蓝光通道的信号光和绿光通道的信号光经耦入区耦入波导片后，经转折区112转折最终被耦出区耦出，称该传播路径为P2。
[0033]图3为通过两个转折区传播的K矢量图，λ1，λ2，λ3分别为蓝通道、绿通道和红通道信号光的中心波长。λ1范围为420nm
‑
480nm，λ2范围为480nm
‑
590nm，λ3范围为590nm
‑
700nm。
[0034]在P1路径下，红光通道的信号光和绿光通道的信号光在该传播路径下能够保持完整的视场角。而蓝通道信号光经过该路径传输后，从耦出区出射时会存在部分视场角缺失的情况，即图3中的A1区域。这将导致最终显示图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高色彩均匀性的衍射光波导，包括耦入区、耦出区和波导片，所述耦入区和所述耦出区均设于所述波导片上，所述耦入区用于将光机射入的信号光耦合入所述波导片，所述耦出区用于将所述波导片内传输的光线进行扩展和耦出，其特征在于，所述波导片还设有至少两个转折区，所述转折区设于所述耦入区与所述耦出区之间，所述波导片上对应所述转折区的区域设置有滤光层。2.根据权利要求1所述的高色彩均匀性的衍射光波导，其特征在于，所述滤光层设于所述转折区的对侧。3.根据权利要求1所述的高色彩均匀性的衍射光波导，其特征在于，所述滤光层设于所述转折区的同侧，所述滤光层贴附于所述转折区与所述波导片之间。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兴，兰富洋，徐松，赵晋，
申请(专利权)人：珠海莫界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：