CN109613644B - 一种导光装置及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导光装置及其制作方法、显示装置，涉及显示技术领域，以使得用户所看到的画面亮度比较高。所述导光装置包括导光板以及设在所述导光板内的第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元。所述导光装置的制作方法用于制作上述导光装置。本发明提供的导光装置及其制作方法、显示装置用于显示中。

Description

一种导光装置及其制作方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光板及其制作方法、显示装置。

背景技术

三维显示技术是一种控制左眼图像和右眼图像具有视差，使得用户所看到立体图像的方法，其显示方式主要包括自动分光立体显示、全息显示以及体三维显示等。

现有技术中，可穿戴显示设备中微显示器所显示的画面利用衍射光栅将画面导入用户眼部，使得用户看到微显示器所显示的画面，但这也使得用户所看到的图像亮度比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导光装置及其制作方法、显示装置，以使得用户所看到的画面亮度比较高。

为了实现上述目的，本发明提供一种导光装置，该导光装置包括导光板以及设在所述导光板内的第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元。

本发明提供的导光装置中，导光板内设有第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元，以使得微显示器所显示的画面光线进入导光板时，被导光板内的第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元反射出导光板，以减少了微显示器所显示的画面亮度损失，从而保证用户看到的画面亮度比较高，这样就避免使用衍射光栅衍射画面光线时，仅仅将画面光线中特定波长的光线导入用户眼部，造成画面亮度损失的问题。

本发明还提供了一种导光装置的制作方法，该导光装置的制作方法包括：

制作导光板，使得所述导光板内设有第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元。

与现有技术相比，本发明提供导光装置的制作方法的有益效果与上述导光装置的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述所述导光装置。

与现有技术相比，本发明提供的显示装置的有益效果与上述导光装置的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的导光装置的侧视图；

图2为本发明实施例中导光基板的侧视图；

图3为本发明实施例中为切割的导光基板的俯视图；

图4为本发明实施例提供的导光装置的制作流程图一；

图5为本发明实施例提供的导光装置的制作流程图二；

图6为本发明实施例提供的导光装置的制作流程图三；

图7为本发明实施例提供的导光装置的制作流程图四；

图8为本发明实施例提供的导光装置的制作结构图一；

图9为本发明实施例提供的导光装置的制作结构图二；

图10本发明实施例提供的导光装置的制作结构图三；

图11为本发明实施例提供的导光装置的制作结构图四；

图12为本发明实施例提供的导光装置的制作结构图五；

图13为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图一；

图14为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图二；

图15为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图三；

图16为本发明实施例提供的显示装置的实施流程图。

附图标记：

100-导光板， 110-导光基板；

111-透光基板， 112-第一偏振光反射镜；

112a-第一金属膜层， 112b-第一偏振光反射条；

113-第二偏振光反射镜， 113a-第二金属膜层；

113b-第二偏振光反射条， 210-第一掩膜版；

211-第一掩膜版框架， 212-第一隔离片；

220-第二掩膜版， 221-第二掩膜版框架；

222-第二隔离片， 230-第三掩膜版；

231-透光框架， 232-反射镜遮光片；

300-显示器， 310-偏光片；

400-空间光调制器， 500-相位延迟器；

600-凸透镜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的导光装置，可应用于增强现实(AugmentedReality，缩写为AR)、虚拟现实(Virtual Reality，缩写为VR)等可穿戴显示装置，当然也可以应用于普通的显示装置。该导光装置包括导光板100以及设在导光板100内的第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元。当微显示器所显示的画面光线包括第一偏振光和第二偏振光时，画面光线进入导光板100内，使得第一偏振光可被第一偏振光反射单元反射出导光板100，第二偏振光刻被第二偏振光反射单元反射出导光板100，从而保证用户所看到的画面亮度比较高。至于第一偏振光的偏振方向和第二偏振光的偏振方向根据具体情况设定。如：第一偏振光可以为s光，s光是指偏振方向垂直入射面的光波；第二偏振光可以为p光，p光是指偏振方向平行于入射面的光波。

基于上述导光装置中，导光板100内设有第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元，以使得微显示器所显示的画面光线进入导光板100时，被导光板100内的第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元反射而导出导光板100，以减少了微显示器所显示的画面亮度损失，从而保证用户看到的画面亮度比较高，这样就避免使用衍射光栅衍射画面光线时，仅仅将画面光线中特定波长的光线导入用户眼部，造成画面亮度损失的问题。

在一些实施例中，如图1和图2所示，上述第一偏振光反射单元包括多个第一偏振光反射镜112，第二偏振光反射单元包括多个第二偏振光反射镜113。当上述导光装置应用于AR显示装置时，外部光线还可以通过导光板100没有被第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113遮挡的部位直接进入用户视野，这样不仅可以使得用户看到外界光场信息，以实现AR显示功能，还可以使得用户所看到的画面亮度提高。

示例性的，如图3所示，每个第一偏振光反射镜112的最大径向长度小于等于3mm，相邻两个第一偏振光反射镜112的最近间距为4mm～10mm，使得导光板100具有反射第一偏振光功能的同时，还可以保证上述导光装置应用于AR显示装置时，更多的外界光线可穿过导光板100对应相邻两个第一偏振光反射镜112之间的空隙进入用户视野，同样的，每个第二偏振光反射镜113的最大径向长度小于等于3mm，相邻两个第二偏振光反射镜113的最近间距为4mm～10mm，使得导光板100具有反射第二偏振光功能的同时，导光板100还可以对应相邻两个第二偏振光反射镜113之间的空隙进入用户视野，这样就能够保证用户看到更多的光场信息。

至于第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的形状比较自由，如可以为圆形、椭圆形、三角形形、四边形、五角形或六角形等。如图3所示，当第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113均为圆形时，第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的直径为3mm，相邻两个第一偏振光反射镜112的最近距离d1为4mm～10mm，相邻两个圆形的第二偏振光反射镜113的最近距离d2为4mm～10mm。

当上述多个第一偏振光反射镜112呈三维矩阵的方式排布在导光板100内，多个第二偏振光反射镜113呈三维矩阵的方式排布在导光板100内时，沿着平行于双眼瞳孔连线方向，第一偏振光反射镜112的数量和第二偏振光反射镜113的数量均为m个，沿着平行于瞳孔高度(垂直于双眼瞳孔连线)方向，第一偏振光反射镜112的数量或第二偏振光反射镜113的数量均为n个，只要保证m＞n，就能够使得在用户双眼瞳孔连线方向上第一偏振光反射镜112所反射的第一偏振光与第二偏振光反射镜113所反射的第二偏振光具有较大的分布范围，而在用户双眼瞳孔连线的垂直方向上，第一偏振光反射镜112所反射的第一偏振光与第二偏振光反射镜113所反射的第二偏振光具有较小的分布范围，以使得导光装置可适用于AR、VR等可穿戴显示装置中。至于m和n的大小，可根据实际情况设定，如：m＝5～8，n＝2或3。

为了降低偏振光反射镜对偏振光的光路干扰，上述沿着垂直于导光板100的出射面的方向，多个第一偏振光反射镜112的几何中心与多个第二偏振光反射镜113的几何中心位于不同的直线；沿着平行于导光板100的出射面的方向，多个第一偏振光反射镜112的几何中心与多个第二偏振光反射镜113的几何中心位于不同的直线。此时第一偏振光反射镜112与第二偏振光反射镜113相互错开，这样就能够在第一偏振光反射镜112反射第一偏振光时，避免第二偏振光反射镜113干扰第一偏振光的光路；同样的，也能够第二偏振光反射镜113反射第二偏振光时，避免第一偏振光反射镜112干扰第二偏振光的光路。

具体而言，如图1和图2所示，上述导光板100包括至少一层导光基板110，每层导光基板110包括透光基板111以及形成在透光基板111上的多个第一偏振光反射镜112和多个第二偏振光反射镜113，至少一层导光基板110的侧边构成导光板100的出光面；也就是说，如图12所示，可将多层导光基板110拼合在一起，然后根据导光板100内第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的数量和排布要求，切割拼合在一起的导光基板110，即可获得导光板100，所形成的导光板100的出光面实质是多个贴合在一起的导光基板110的侧边。其中，透光基板111的结构多种多样，可以是普通的玻璃板，也可以使用有机聚合物制作透光基板111，有机聚合物包括聚碳酸酯、有机玻璃(即聚甲基丙烯酸甲酯)或聚对苯二甲酸类塑料。

如图3所示，每层透光基板111上所形成的多个第一偏振光反射镜112呈矩阵排布，以保证每个透光基板111上所形成的多个第一偏振光反射镜112均匀的将第一偏振光反射而导出导光板100；每层透光基板111上所形成的多个第二偏振光反射镜113呈矩阵排布，以保证每个透光基板111上所形成的多个第二偏振光反射镜113均匀的将第二偏振光反射而导出导光板100；相邻两行第一偏振光反射镜112之间具有至少一行第二偏振光反射镜113，每行第一偏振光反射镜112的几何中心与每行第二偏振光反射镜113的几何中心错开，以避免第一偏振光反射镜112反射第一偏振光时，第二偏振光反射镜113对第一偏振光的干扰，同理，也可以避免第二偏振光反射镜113反射第二偏振光时，第一偏振光反射镜112对第二偏振光的干扰。

示例性的，可控制上述导光装置的尺寸，使得导光装置适用于AR、VR穿戴显示装置中，上述导光基板110的层数为m层，每层导光基板110含有的透镜基板所形成的第一偏振光反射镜112在矩阵行方向的数量和第二偏振光反射镜113在矩阵行方向的数量为n个，m和n均为大于1的整数。

当上述导光板包括m层导光基板时，m层导光基板的排布方向实质为双眼瞳孔连线方向，上述矩阵行方向是指垂直于双眼瞳孔连线的方向，矩阵行方向与m层导光基板的排布方向所构成的平面与导光板的出光面平行，矩阵的列方向垂直于导光板100的出光面。

当m＞n，可设定m层导光基板110的排布方向沿着双眼瞳孔连线方向延伸，矩阵行方向沿着垂直于双眼瞳孔连线方向延伸，以保证导光装置可适用于AR、VR等可穿戴显示装置中，具体分析参考前文相关描述。至于m和n的大小，可根据实际情况设定，如：m＝5～8，n＝2或3。

为了降低导光装置的厚度，可控制垂直于导光板100的出光面方向，每层导光基板110含有的透光基板111所形成的第一偏振光反射镜112沿着矩阵列方向的数量最多为1个，第二偏振光反射镜113沿着矩阵列方向的数量最多为1个。

图1所示出的导光装置包括8个倾斜的导光基板110所构成的导光板100，该导光板100有一行第一偏振光反射镜112(行方向是8个导光基板110的排布方向)和一行第二偏振光反射镜113(行方向是8个导光基板110的排布方向)，该行第一偏振光反射镜112的数量为和每组第二偏振光反射镜113的数量均为7个，每层导光基板110含有的透光基板111所形成的第一偏振光反射镜112沿着矩阵行方向的数量和第二偏振光反射镜113沿着矩阵行方向的数量均为2个(未示出)，以使得导光装置可适用于VR、AR等可穿戴显示装置中。同时，第1层导光基板110含有的透镜基板所形成的第一偏振光反射镜112沿着矩阵列方向的数量为0个，第二偏振光反射镜113沿着矩阵列方向的数量为1个；第8层导光基板110含有的透镜基板所形成的第一偏振光反射镜112沿着矩阵列方向的数量为1个，第二偏振光反射镜113沿着矩阵列方向的数量为0个，第2～7层导光基板110含有的透镜基板所形成的第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113沿着矩阵列方向的数量均为1个，以使得导光装置比较轻薄。

考虑到第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113形成在透光基板111上，在多层导光基板110拼合在一起时，第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113容易裸露在外，为了保护第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113，可在裸露在外的第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113上设置保护层，该保护层可以为透明材质制作而成，当然也可以是其他材质制作而成，具体根据实际需要选择。

可以理解的是，如图1所示，当上述第一偏振光与上述第一偏振光反射镜112的反射面的法线方向处在非平行状态，可保证第一偏振光反射镜112改变第一偏振光的传播方向。至于第一偏振光的入射方向与上述第一偏振光反射镜112的反射面的法线夹角的大小，则根据第一偏振光的入射方向以及导光板100的出光面位置决定。相应的，当上述第二偏振光与上述第二偏振光反射镜113的反射面的法线方向处在非平行状态，可保证第二偏振光反射镜113改变第二偏振光的传播方向。至于第二偏振光的入射方向与上述第二偏振光反射单元的反射面的法线夹角的大小，则根据第二偏振光的入射方向以及导光板100的出光面的位置决定。

示例性的，如图13所示，当上述导光板100为矩形结构，该矩形结构的导光装置为侧入式导光装置，其包括8个倾斜的导光基板110，导光基板110的倾斜角度决定了偏振光与偏振光反射单元的法线角度。例如：当导光基板110的出光面与导光装置的入光面所形成的夹角为45°，第一偏振光与第一偏振光反射单元的法线所形成的夹角为45°，相应的第二偏振光与第二偏振光反射单元的法线所形成的夹角为45°，以使得第一偏振光反射单元所反射的第一偏振光和第二偏振光反射单元所反射的第二偏振光能够以垂直于导光板100的出光面的方式导出，并且正向射向用户眼部。

需要说明的是，当导光基板110的层数为多层时，一般采用光学胶将相邻两层的导光基板110结合在一起。而为了增加导光装置的导光效率，各层导光基板110所形成的第一偏振光反射单元的朝向相同，各层导光基板110所形成的第二偏振光反射单元的朝向相同。

具体而言，如图1～图3所示，每层导光基板110所含有的透光基板111包括反射面以及背离反射面的背光面，多个第一偏振光反射镜112和多个第二偏振光反射单元镜形成在对应所述导光基板110的反射面。

当相邻两层导光基板110中，其中一层导光基板110所包括的透光基板111的反射面与另一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面相对，这使得相邻两层导光基板110所包括的多个第一偏振光反射镜112之间具有一层透光基板111，相邻两层导光基板110所包括的第二偏振光反射镜113之间具有一层透光基板111。因此，当偏振光(第一偏振光或第二偏振光)射向导光板100时，有一部分偏振光被偏振光反射镜(第一偏振光反射镜112或第二偏振光反射镜113)反射而导出导光板100，还有一部分偏振光穿过一层透光基板111被偏振光反射镜反射。

当相邻两层导光基板110中，其中一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面与另一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面相对，使得相邻两层导光基板110所包括的多个第一偏振光反射镜112之间要么具有两层透光基板111，要么位于相邻两层导光基板110所包括的透光基板111之间，相邻两层导光基板110所包括的多个第二偏振光反射镜113之间要么具有两层透光基板111，要么位于相邻两层导光基板110所包括的透光基板111之间；当偏振光(第一偏振光或第二偏振光)射向导光板100时，有一部分偏振光被偏振光反射镜(第一偏振光反射镜112或第二偏振光反射镜)反射，还有一部分偏振光穿过两层透光基板111被偏振光反射单元反射。

由上可知，当相邻两层导光基板110中，其中一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面与另一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面相对时，偏振光在导光板100所经历的传播时间相对较长，当相邻两层导光基板110中，其中一层导光基板110所包括的透光基板111的反射面与另一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面相对时，偏振光在导光板100所经历的传播时间相对较短；因此，当相邻两层导光基板110中，其中一层导光基板110所包括的透光基板111的反射面与另一层导光基板110所包括的透光基板111的背光面相对时，有利于降低偏振光在导光板100内传播时的光损失。

在一些实施例中，如图14所示，上述导光装置还包括凸透镜600，凸透镜600设在导光板100的入光面。当第一偏振光反射镜112的最大径向长度和第二偏振光反射镜113的最大径向长度小于等于3mm时，凸透镜600可将具有光程差的第一偏振光和第二偏振光会聚至导光板100内，第一偏振光被导光板100内的第一偏振光反射镜112反射，第二偏振光被第二偏振光反射镜113反射，使得每个第一偏振光反射镜112所导出的第一偏振光和每个第二偏振光反射镜113所导出的第二偏振光的入瞳光束直径只有0.8mm～1mm，而成人瞳孔直径一般为2mm-4mm，这样就能保证第一偏振光和第二偏振光通过瞳孔时具有小孔成像的效果，此时第一偏振光和第二偏振光在用户视网膜所形成的虚像具有较大的景深，从而提高用户可以看到更多的光场信息。为了减少画面模糊程度，上述第一偏振光和第二偏振光具有光程差时，使得第一偏振光和第二偏振光在视网膜所形成的虚像比较清晰。

另外，当上述第一偏振光的入瞳光束直径和第二偏振光的入瞳光束直径比较小的情况下，使得用户可看到图像的区域在纵向范围(垂直于用户双眼瞳孔连线)比较小，这样可控制导光装置的尺寸，使得导光装置比较轻薄，有利于导光装置应用于VR、AR等可穿戴显示装置中。

如图1所示，本发明实施例还提供了一种导光装置的制作方法，该导光装置的制作方法包括：

制作导光板100，使得所述导光板100内设有第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元。

与现有技术相比，本发明提供的导光装置的制作方法的有益效果与上述导光装置的有益效果相同，在此不做赘述。

在一些实施例中，如图1～图4和图12所示，上述制作导光板100包括：

步骤S110：提供多个透光基板111；该透光基板111可以为玻璃板，也可以使用有机聚合物制作透光基板111，有机聚合物包括聚碳酸酯、有机玻璃(即聚甲基丙烯酸甲酯)或聚对苯二甲酸类塑料。

步骤S120：在每个透光基板111的表面形成第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元，获得构成导光装置的导光基板110。

步骤S130：采用光学胶将多个导光基板110粘结在一起，获得层叠在一起的多个导光基板110。

步骤S140：对层叠在一起的多个导光基板110进行切割，获得导光装置。例如：图12示出了粘合在一起的多个导光基板110的示意图，其中含有粘合在一起的12个导光基板110，且通过调节12个导光基板110的错开幅度，使得12个导光基板110所含有的多个第一偏振光反射镜112相互错开，12个导光基板110所含有的多个第二偏振光反射镜113相互错开。

沿着图12中的虚线切割层叠在一起的12个导光基板110，使得所形成的导光装置为矩形结构。该矩形结构的导光装置为侧入式导光板，其入光面位于图9的左侧，此时导光装置的入光面与导光基板110所包括的透光基板111的板面具有一定的夹角。

在一些实施例中，在每个透光基板111的表面形成第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元的方式多种多样。下面结合附图详细说明。

如图1～图5、图8～图11所示，在每个透光基板111的表面形成第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元，获得构成导光装置的导光基板110包括：

步骤S121：采用构图工艺在透光基板111的表面形成多个第一偏振光反射条112b，使得多个第一偏振光反射条112b之间具有空隙。例如：如图6和图8所示，采用构图工艺在所述透光基板111的表面形成多个第一偏振光反射镜112包括：

步骤S121a：在第一掩膜版210的掩膜下，在透光基板111的表面形成间隔分布的多个第一金属膜层112a；形成方法可以采用普通的磁控溅射工艺或者等离子体增强化学的气相沉积法；而要获得间隔分布的多个第一金属膜层112a，第一掩膜版210应当具有第一掩膜版框架211以及设在第一掩膜版框架211内的多个第一隔离片212，相邻两个第一隔离片212之间具有作为第一镂空区域的空隙。当在第一掩膜版210的掩膜下，在透光基板111的表面形成多个第一金属膜层112a时，第一镂空区域在透光基板111所在板面的正投影即为形成第一金属膜层112a的部分，而第一隔离片212在透光基板111所在板面的正投影即为相邻两个第一金属膜层112a之间的间隔部分。

步骤S121b：在第一掩膜版210的掩膜下，在多个第一金属膜层112a的表面形成用于反射第一偏振光的纹理，获得多个第一偏振光反射条112b；至于纹理的方向具体根据第一偏振光的方向设定。形成用于反射第一偏振光的纹理的方式的方法比较多。当采用压印方式形成用于反射第一偏振光的纹理，只需在第一掩膜版210的掩膜下，对多个第一金属膜层112a进行压印即可，无需再使用掩膜版作为形成纹理的掩膜版；同时，第一掩膜版210还可以保护透光基板111，避免对多个第一金属膜层112a进行压印时损坏透光基板111。

步骤S122：采用构图工艺在透光基板111的表面形成多个第二偏振光反射条113b，使得相邻两个第二偏振光反射条113b之间具有至少一个第一偏振光反射条112b。例如：如图7和图9所示，采用构图工艺在所述透光基板111的表面形成多个第二偏振光反射条113b包括：

步骤S122a：在第二掩膜版220的掩膜下在透光基板111的表面形成多个第二金属膜层113a，形成方法可以采用普通的磁控溅射工艺或者等离子体增强化学的气相沉积法；而要获得间隔分布的多个第二金属膜层113a，第二掩膜版220应当具有第二掩膜版框架221以及设在第二掩膜版框架221内的多个第二隔离片222，相邻两个第二隔离片222之间具有作为第二镂空区域的空隙。如图8～10所示，当在第二掩膜版220的掩膜下，在透光基板111的表面形成多个第二金属膜层113a时，第二镂空区域在透光基板111所在板面的正投影即为形成第一金属膜层112a的部分，而第二隔离片222在透光基板111所在板面的正投影即为形成第二金属膜层113a的部分，也即相邻两个第二金属膜层113a之间的间隔部分。当在第二掩膜版220的掩膜下，在透光基板111的表面形成多个第二金属膜层113a时，可保证所形成的多个第二金属膜层113a间隔分布，且所形成的多个第二金属膜层113a的区域位于第一镂空区域。

步骤S122b：在第二掩膜版220的掩膜下，在多个第二金属膜层113a的表面形成用于反射第二偏振光的纹理，获得多个第二偏振光反射条113b，至于纹理的方向具体根据第二偏振光的方向设定。如图8～10所示，形成用于反射第二偏振光的纹理的方式的方法比较多。当采用压印方式形成用于反射第二偏振光的纹理，只需在第二掩膜版220的掩膜下，对多个第二金属膜层113a进行压印即可，无需再使用掩膜版作为形成纹理的掩膜版；同时，第二掩膜版220还可以保护透光基板111形成在透光基板111上的第一偏振光反射条112b，避免对多个第二金属膜层113a进行压印时损坏透光基板111。

步骤S123：对多个第一偏振光反射条112b和多个第二偏振光反射条113b进行图案化处理，使得每个第一偏振光反射条112b形成至少一个第一偏振光反射镜112，每个第二偏振光反射条113b形成至少一个第二偏振光反射镜113；具体的，对多个第一偏振光反射条112b和多个第二偏振光反射条113b进行图案化处理包括：

在第三掩膜版230的掩膜下对多个第一偏振光反射条112b和多个第二偏振光反射条113b进行图案化处理，以去除多余的金属材料，从而形成所需形状的第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113。至于第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的形状比较自由，如可以为圆形、椭圆形、三角形形、四边形、五角形或六角形等。

对多个第一偏振光反射条112b和多个第二偏振光反射条113b进行图案化处理的目的是为控制各个第一偏振光反射镜112和各个第二偏振光反射镜113的形状。因此，图案化工艺可根据第一偏振光反射条112b和第二偏振光反射条113b的材料决定。例如：当第一偏振光反射条112b和第二偏振光反射条113b的材料为金属材质时，刻蚀工艺为光刻，此时，如图11所示，第三掩膜版230包括透光框架231，以及设在透光框架231内的多个反射镜遮光片232，多个反射镜的图案根据所需要的第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的设置方式决定。

如图13和图14所示，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述导光装置。

与现有技术相比，本发明实施例提供的显示装置的有益效果与上述导光装置的有益效果相同，在此不做赘述。

其中，上述显示装置可以为可穿戴显示装置，如虚拟现实眼镜、虚拟现实头盔、增强现实头盔、增强现实眼镜可穿戴产品。

在一些实施例中，如图13和图14所示，上述显示装置还包括：

显示器300，用于分时显示第一图像和第二图像；考虑到上述显示装置一般为可穿戴显示装置，使得显示器300需要小型化，因此，该显示装置所包括的显示器300为微显示器，可用于显示形成立体图像的左眼图像和右眼图像，具体种类不限。如常见的分时显示器。

空间光调制器400，用于分时调节图像，获得第一偏振图像或第二偏振图像。

相位延迟器500，用于调节所述第一偏振图像或所述第二偏振图像的光程，使得第一偏振图像和第二偏振图像的光程差等于预设光程差。

上述导光装置所包括的第一偏振光反射单元用于反射第一偏振图像，所述导光装置所包括的第二偏振光反射单元用于反射第二偏振图像。

下面结合图13、图14和图16对本发明实施例提供的显示装置的工作过程进行详细描述。

步骤S110：显示器300在第一时间显示作为左眼图像的第一图像。

步骤S120：空间光调制器400调节第一图像，获得第一偏振图像，第一偏振图像光线为s光。

步骤S130：第一偏振图像通过相位延迟器500，被导光装置所包括的导光板100内的第一偏振光反射单元反射出导光板100，使得用户看到第一偏振图像(第一偏振图像光路如图13和图14所示的点虚线箭头)。同时，外界光线(外界光线光路为图13和图14中的实线箭头)还可以穿过导光装置进入用户视野。

步骤S210：显示器300在第二时间显示作为右眼图像的第二图像。

步骤S220：空间光调制器400调节第二图像，获得第二偏振图像，第二偏振图像光线为p光。

步骤S230：第二偏振图像经过相位延迟器500调节，使得第二偏振图像与第二偏振图像的光程差为δ，δ＞0。例如：相位延迟器500对第一偏振图像的光程没有调节作用，对第二偏振图像的光程具有调节作用。此时第一偏振图像的光程为L，在通过相位延迟器500后，其光程没有发生变化；第二偏振图像的光程为L，在经过相位延迟器500的调节后，其光程由L变化为L+δ，使得第一偏振图像和第二偏振图像的光程差为δ。

步骤S240：第二偏振图像在经过相位延迟器500后被导光装置所包括的导光板100内第二偏振光反射单元反射出导光板100，使得用户看到第二偏振图像(第二偏振图像光路如图13和图14所示的短虚线箭头)。而由于第一偏振图像和第二偏振图像具有光程差，使得用户所看到的第一偏振图像和第二偏振图像具有不同的景深，从而保证用户所看到的立体图像清晰，减少了视觉辐辏冲突所引起的不适感。同时，外界光线(外界光线光路为图13和图14中的实线箭头)还可以穿过导光装置进入用户视野。

对图像进行处理时，所采用的景深融合方式可以是线性或内容适用性的景深融合方式。例如：采用线性景深融合方式时，如果第一偏振图像的亮度为I1和第二偏振图像的亮度为I2，用户所看到的第一偏振图像的景深为depth1，用户所看到的第二偏振图像的景深为depth2，那么预计人眼感知的景深depth＝I1×depth1+I2×depth2，这样就产生具有两个景深及其中间景深的光场。例如：第一偏振图像的亮度为80％，景深为位置depth1，第二偏振图像的亮度为20％，景深位置为depth2，那么人眼感知的图像亮度为1，人眼感知的图像景深depth＝depth1×20％+depth2×80％。

在一些实施例中，如图14所示，上述显示装置还包括凸透镜600，该凸透镜600设在导光板100的入光面，使得第一偏振图像和第二偏振图像进入导光装置时，利用凸透镜600对第一偏振图像光线和第二偏振图像光线进行会聚。经试验证明：当第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的最大径向长度均小于等于3mm时，被会聚的第一偏振图像光线和第二偏振图像光线被耦合至导光装置中，第一偏振光反射镜112将被会聚的第一偏振图像光线反射，使得被会聚的第一偏振图像光线从导光装置导出，每个第一偏振光反射镜112所导出的第一偏振图像光线所形成的入瞳光束直径在0.8mm～1mm左右，而一般成人瞳孔直径为2mm-4mm，这样使得第一偏振图像光线通过瞳孔时具有小孔成像的效果，即用户可看到清晰的第一偏振图像。同理，第二偏振光反射镜113将被会聚的第二偏振图像光线反射，使得被会聚的第二偏振图像光线从导光装置导出，每个第二偏振光反射镜113所导出的第二偏振图像光线所形成的入瞳光束直径在0.8mm～1mm左右，而一般成人瞳孔直径为2mm-4mm，这样使得第二偏振图像光线通过瞳孔时具有小孔成像的效果。因此，在导光板100的入光面设置凸透镜600可有效缓解不同景深图像在视网膜成像的模糊程度。而当第一偏振图像光线和第二偏振图像光线符合小孔成像要求时，第一偏振图像和第二偏振图像在用户视网膜所形成的虚像具有较大的景深，从而使得用户可看到更多的光场信息。

需要说明的是，考虑到上述导光装置所应用的环境多种多样，有些时候需要对导光装置的外形进行调整，因此，可在采用注塑融合加工工艺在导光装置的入光侧形成调节导光装置外形的补充结构，同时还可以在形成补充结构时，一并形成凸透镜600，以简化导光装置的制作工艺。当需要调节射向第一偏振光反射镜112和第二偏振光反射镜113的角度，可在图13的基础上在导光装置的入光面增设斜面结构，所形成的如图14中所示的导光装置。该斜面结构可采用注塑融合工艺增设在图13所示的导光装置的入射面。

可以理解的是，上述空间光调制器400包括第一液晶盒以及用于控制所述第一液晶盒内的液晶偏转方向的控制电路；可利用控制电路控制第一液晶盒的液晶偏转方向，使得光线的偏振方向发生变化，第一液晶盒内的液晶分子可以为扭曲向列型液晶、胆固醇型液晶或层状液晶等光轴可控的液晶分子。此时，当上述显示器300所显示的第一图像和第二图像没有偏振方向，上述显示器300的出光面与上述空间光调制器400的入光面之间设有偏光片，以保证显示器300所显示的图像进入空间光调制器400所包括的第一液晶盒时具有偏振方向。在第一图像穿过第一液晶盒时，利用空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第一图像光线穿过第一液晶盒后，第一图像光线的偏振方向不发生变化；在第二图像穿过第二液晶盒时，利用空间光调制器400所包括的控制电路控制第二液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第二图像光线穿过第二液晶盒后，第二图像光线的偏振方向发生变化。当然也可以是在第一图像穿过第一液晶盒时，利用空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第一图像光线穿过第一液晶盒后，第一图像光线的偏振方向发生变化；在第二图像穿过第二液晶盒时，利用空间光调制器400所包括的控制电路控制第二液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第二图像光线穿过第二液晶盒后，第二图像光线的偏振方向不发生变化。

例如：当上述显示器300可以为有机电致发光显示器、发光二极管显示器时，其所显示的图像没有偏振方向，如图15所示，上述显示器300的出光面与上述空间光调制器400的入光面(即第一液晶盒的入光面)之间设置偏光片310。此时，当显示器300分时显示的第一图像光线和第二图像光线为普通光线，第一图像穿过偏光片310后，第一图像光线变为s光时，第一图像在通过空间光调制器400时，空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第一图像光线穿过第一液晶盒后第一图像光线仍然为s光；空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第二图像光线穿过第一液晶盒后第二图像光线为p光。当然，当显示器300分时显示的第一图像光线和第二图像光线为普通光线，第一图像穿过偏光片310后，第一图像光线变为s光时，第一图像在通过空间光调制器400时，空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第一图像光线穿过第一液晶盒后第一图像光线为p光；空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第二图像光线穿过第一液晶盒后第二图像光线仍然为s光。

如果不对第一图像进行调节，那么第一图像在通过空间光调制器400时，空间光调制器400所包括的控制电路控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第一图像光线穿过第一液晶盒后第一图像光线仍然为s光；如果需要对第一图像进行调节，那么第一图像在通过空间光调制器400时，空间光调制器400所包括的控制电路需要控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转方向，以保证第一图像光线穿过第一液晶盒后，第一图像光线为p光。

当上述显示器300为液晶显示器，此时显示器300所显示的图像具有偏振方向，上述显示器300的出光面与上述空间光调制器400的入光面之间无需设置如图15所示的偏光片310。其中，液晶显示器的种类比较多，如硅基液晶投影显示器或其他以液晶显示技术为基础的显示器。

例如：当液晶显示器所显示的第一图像光线和第二图像光线均为s光，空间光调制器400调节第一图像光线或第二图像光线的方法参考前文，在此不做详述。

上述相位延迟器500可以为第二液晶盒、双折射晶体或单向拉伸树脂薄膜等具有相位延迟功能的膜层，第二液晶盒内的液晶分子为扭曲向列型液晶、胆固醇型液晶或层状液晶等光轴可调的液晶分子，其中，单向拉伸树脂薄膜可以为基于(Machine Direction，缩写为MD)纵向拉伸的单向拉伸树脂薄膜、(transverse direction，缩写为TD)横向拉伸的单向拉伸树脂薄膜等。至于树脂薄膜的材料，可以为高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，缩写为PET)塑料等。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种导光装置，其特征在于，包括导光板以及设在所述导光板内的第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元；

所述第一偏振光反射单元包括多个第一偏振光反射镜，所述第二偏振光反射单元包括多个第二偏振光反射镜；

所述导光板包括至少一层导光基板，每层所述导光基板包括透光基板以及形成在透光基板上的多个第一偏振光反射镜和多个第二偏振光反射镜；

所述第一偏振光反射单元反射第一偏振光s光，所述第二偏振光反射单元反射第二偏振光p光；

或者，所述第一偏振光反射单元反射第一偏振光p光，所述第二偏振光反射单元反射第二偏振光s光。

2.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，每个第一偏振光反射镜的最大径向长度小于等于3mm，相邻两个第一偏振光反射镜的最近间距为4mm～10mm；

和/或，

每个第二偏振光反射镜的最大径向长度小于等于3mm，相邻两个第二偏振光反射镜的最近间距为4mm～10mm。

3.根据权利要求1或2所述的导光装置，其特征在于，所述至少一层导光基板的侧边构成导光板的出光面；

每层所述透光基板上所形成的多个第一偏振光反射镜呈矩阵排布，每层所述透光基板上所形成的多个第二偏振光反射镜呈矩阵排布；相邻两行第一偏振光反射镜之间具有至少一行第二偏振光反射镜，每行第一偏振光反射镜的几何中心与每行第二偏振光反射镜的几何中心错开。

4.根据权利要求3所述的导光装置，其特征在于，

所述导光基板的层数为m，每层所述导光基板含有的透镜基板所形成的第一偏振光反射镜在矩阵行方向的数量和第二偏振光反射镜在矩阵行方向的数量均为n个，所述矩阵行方向与所述导光板的出光面平行，m＞n，m和n均为大于1的整数；

和/或，

所述导光基板的层数为多层，每层所述导光基板所含有的透光基板包括反射面以及背离反射面的背光面，所述多个第一偏振光反射镜和所述多个第二偏振光反射镜形成在对应所述导光基板的反射面；

相邻两层导光基板中，其中一层导光基板所包括的透光基板的反射面与另一层导光基板所包括的透光基板的背光面相对。

5.根据权利要求1～2任一项所述的导光装置，其特征在于，所述导光装置还包括凸透镜，所述凸透镜设在所述导光板的入光面。

6.一种导光装置的制作方法，其特征在于，包括：

制作导光板，使得所述导光板内设有第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元；

提供多个透光基板；

在每个所述透光基板的表面形成第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元，获得构成所述导光装置的导光基板；

所述第一偏振光反射单元包括多个第一偏振光反射镜，所述第二偏振光反射单元包括多个第二偏振光反射镜；

所述第一偏振光反射单元反射第一偏振光s光，所述第二偏振光反射单元反射第二偏振光p光；

或者，所述第一偏振光反射单元反射第一偏振光p光，所述第二偏振光反射单元反射第二偏振光s光。

7.根据权利要求6所述的导光装置的制作方法，其特征在于，所述制作导光板包括：

将多个导光基板粘结在一起，获得层叠在一起的多个导光基板；

对层叠在一起的多个导光基板进行切割，获得导光装置。

8.根据权利要求7所述的导光装置的制作方法，其特征在于，所述在每个所述透光基板的表面形成第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元，获得构成所述导光装置的导光基板包括：

采用构图工艺在所述透光基板的表面形成多个第一偏振光反射条，使得多个第一偏振光反射条之间具有空隙；

采用构图工艺在所述透光基板的表面形成多个第二偏振光反射条，使得相邻两个第二偏振光反射条之间具有至少一个第一偏振光反射条；

对多个第一偏振光反射条和多个第二偏振光反射条进行图案化处理，使得每个第一偏振光反射条形成至少一个第一偏振光反射镜，每个第二偏振光反射条形成至少一个第二偏振光反射镜。

9.根据权利要求8所述的导光装置的制作方法，其特征在于，所述采用构图工艺在所述透光基板的表面形成多个第一偏振光反射镜包括：

在第一掩膜版的掩膜下，在所述透光基板的表面形成间隔分布的多个第一金属膜层；

在第一掩膜版的掩膜下，在多个第一金属膜层的表面形成用于反射第一偏振光的纹理，获得多个第一偏振光反射条；

和/或，

所述采用构图工艺在所述透光基板的表面形成多个第二偏振光反射条包括：

在第二掩膜版的掩膜下在所述透光基板的表面形成间隔分布的多个第二金属膜层；

在第二掩膜版的掩膜下，在多个第二金属膜层的表面形成用于反射第二偏振光的纹理，获得多个第二偏振光反射条；

和/或，

所述对多个第一偏振光反射条和多个第二偏振光反射条进行图案化处理包括：

在第三掩膜版的掩膜下对多个第一偏振光反射条和多个第二偏振光反射条进行图案化处理。

10.根据权利要求7～9任一项所述的导光装置的制作方法，其特征在于，当所述导光基板的数量为多个，所述获得构成所述导光装置的导光基板后，所述导光装置的制作方法还包括：

采用光学胶将多个导光基板粘结在一起，获得层叠在一起的多个导光基板；

对层叠在一起的多个导光基板进行切割，获得导光装置。

11.根据权利要求6～9任一项所述的导光装置的制作方法，其特征在于，所述制作导光板，使得所述导光板内设有第一偏振光反射单元和第二偏振光反射单元后，所述导光装置的制作方法还包括：

在所述导光板的入光面形成凸透镜。

12.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求1～5任一项所述导光装置。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：

显示器，用于分时显示第一图像和第二图像；

空间光调制器，用于分时调节第一图像和第二图像，获得第一偏振图像或第二偏振图像；

相位延迟器，用于调节所述第一偏振图像或所述第二偏振图像的光程，使得第一偏振图像和第二偏振图像的光程差等于预设光程差；

所述导光装置所包括的第一偏振光反射单元用于反射所述第一偏振图像，所述导光装置所包括的第二偏振光反射单元用于反射所述第二偏振图像。

14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，

当所述显示器所显示的第一图像和第二图像不具有偏振方向，所述显示器的出光面与所述空间光调制器的入光面之间设有偏光片，所述显示器为有机电致发光显示器或发光二极管显示器，所述显示器的出光面与所述空间光调制器之间设有偏光片；所述空间光调制器包括第一液晶盒以及用于控制所述第一液晶盒内的液晶偏转方向的控制电路；

和/或，

所述相位延迟器为第二液晶盒、双折射晶体或单向拉伸树脂薄膜。

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