一种近眼显示设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种近眼显示设备，包括：设备主体；光机，所述光机被设置于所述设备主体，用于出射图像光束；衍射光波导，所述衍射光波导被设置于所述设备主体，包括波导基底，波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域；图像光束从耦入区域耦入波导基底，在波导基底内全内反射传输至转折区域和/或耦出区域；转折区域包括多个方向的转折光栅，转折光栅将波导基底内的部分光线扩展为从至少两个传播方向到达耦出区域并耦出。本实用新型专利技术提供的技术方案提升了耦出均匀性，而且更多的偏转区域使衍射光波导的设计自由度更高。设计自由度更高。设计自由度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种近眼显示设备


[0001]本技术涉及显示
，尤其涉及一种近眼显示设备。

技术介绍

[0002]增强现实是一种将真实世界和虚拟信息相融合的技术，微型投影系统将虚拟内容通过光学系统投射到人眼中，使用户可以获得虚拟与现实相结合的体验。而近眼显示设备是增强现实技术的一种典型应用产品。
[0003]现有的一种常见的近眼显示设备的衍射光波导中，图像源出射的光束经过耦入光栅耦入光波导基底后，进入转折区域并转折至耦出区域，然而这种排布方式使耦出的能量始终是沿着耦出光线传播方向降低，造成眼盒和视场角能量的不均匀。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供了一种近眼显示设备，提升了图像的眼盒及视场角能量的均匀性，而且更多的偏转区域使衍射光波导的设计自由度更高。
[0005]根据本技术的一方面，提供了一种近眼显示设备，包括：设备主体；
[0006]光机，所述光机被设置于所述设备主体，用于出射图像光束；
[0007]衍射光波导，所述衍射光波导被设置于所述设备主体，包括波导基底，所述波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少三个转折区域和至少一个耦出区域；
[0008]所述图像光束从所述耦入区域耦入所述波导基底，在所述波导基底内全内反射传输至所述转折区域和/或所述耦出区域；
[0009]所述转折区域包括多个方向的转折光栅，所述转折光栅将所述波导基底内的部分光线扩展为从至少两个传播方向到达所述耦出区域并耦出。
[0010]可选的，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、至少三个所述转折区域和一个所述耦出区域，在所述波导基底内全内反射的部分光线经过至少一个所述转折区域作用后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域，另一部分光线经过至少两个所述转折区域作用后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域。
[0011]可选的，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、三个所述转折区域和一个所述耦出区域，三个所述转折区域包括第一转折区域、第二转折区域和第三转折区域，其中，
[0012]所述图像光束从所述耦入区域耦入所述波导基底并传输至所述第一转折区域后，部分光线经过所述第一转折区域作用后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域，另一部分光线直接传输至所述第二转折区域后经过所述第二转折区域作用部分偏转传输至所述第三转折区域，再经过所述第三转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域。
[0013]可选的，光线经过所述第二转折区域作用部分偏转传输至所述第三转折区域的偏转效率大于等于90％，光线经过所述第三转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域的偏转效率大于等于90％。
[0014]可选的，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、四个所述转折区域和一个所述耦出区域，四个所述转折区域包括第一转折区域、第二转折区域、第三转折区域和第四转折区域，其中，
[0015]所述图像光束从所述耦入区域耦入所述波导基底并传输至所述第一转折区域后，部分光线经过所述第一转折区域作用偏转传输至所述第二转折区域，再经过所述第二转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域，另一部分光线直接传输至所述第三转折区域后经过所述第三转折区域作用部分偏转传输至所述第四转折区域，再经过所述第四转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域。
[0016]可选的，光线经过所述第二转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域的偏转效率大于等于90％，光线经过所述第三转折区域作用部分偏转传输至所述第四转折区域的偏转效率大于等于90％，光线经过所述第四转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域的偏转效率大于等于90％。
[0017]可选的，所述转折区域的形状为曲线和/或直线围成的封闭形状。
[0018]可选的，所述转折区域内转折光栅的衍射效率沿着光线传播的方向递增。
[0019]可选的，所述近眼显示设备实现为增强现实眼镜，所述增强现实眼镜还包括眼镜架，所述眼镜架包括镜框和从所述镜框的至少一侧向后延伸的镜腿，所述衍射光波导被设置于所述镜框中实施为显示镜片。
[0020]可选的，所述光机设置于所述镜腿中。
[0021]本技术实施例提出的一种近眼显示设备，设备本体和设置于设备本体的光机和衍射光波导，通过光机出射图像光束；并通过衍射光波导至少三个转折区域的区域设置，以及转折区域内多个方向的转折光栅设置，使得图像光束从耦入光栅耦入波导基底，在波导基底内全内反射传输至转折区域和/或耦出区域后，能够被扩展为从至少两个传播方向到达耦出区域并耦出，从而提升了图像的眼盒及视场角能量的均匀性，而且更多的偏转区域使衍射光波导的设计自由度更高。
[0022]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为一种常规的近眼显示设备的结构示意图；
[0025]图2为本技术实施例提供的一种衍射光波导的结构示意图；
[0026]图3为本技术实施例提供的另一种衍射光波导的结构示意图；
[0027]图4为本技术实施例提供的一种近眼显示设备的结构示意图；
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0029]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]图1示出了一种常规的近眼显示设备的结构示意图，如图1所示，该近眼显示设备包括：光机1和衍射光波导2，光机1用于出射图像光束，图像光束经过衍射光波导2传输后输出至人眼3。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示设备，其特征在于，包括：设备主体；光机，所述光机被设置于所述设备主体，用于出射图像光束；衍射光波导，所述衍射光波导被设置于所述设备主体，包括波导基底，所述波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少三个转折区域和至少一个耦出区域；所述图像光束从所述耦入区域耦入所述波导基底，在所述波导基底内全内反射传输至所述转折区域和/或所述耦出区域；所述转折区域包括多个方向的转折光栅，所述转折光栅将所述波导基底内的部分光线扩展为从至少两个传播方向到达所述耦出区域并耦出。2.根据权利要求1所述的近眼显示设备，其特征在于，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、至少三个所述转折区域和一个所述耦出区域，在所述波导基底内全内反射的部分光线经过至少一个所述转折区域作用后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域，另一部分光线经过至少两个所述转折区域作用后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域。3.根据权利要求2所述的近眼显示设备，其特征在于，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、三个所述转折区域和一个所述耦出区域，三个所述转折区域包括第一转折区域、第二转折区域和第三转折区域，其中，所述图像光束从所述耦入区域耦入所述波导基底并传输至所述第一转折区域后，部分光线经过所述第一转折区域作用后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域，另一部分光线直接传输至所述第二转折区域后经过所述第二转折区域作用部分偏转传输至所述第三转折区域，再经过所述第三转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域。4.根据权利要求3所述的近眼显示设备，其特征在于，光线经过所述第二转折区域作用部分偏转传输至所述第三转折区域的偏转效率大于等于90％，光线经过所述第三转折区域作用部分偏转后从所述耦出区域的第二侧传输至...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，张雅琴，楼歆晔，
申请(专利权)人：上海鲲游科技有限公司，
类型：新型
国别省市：