CN115421238A - 一种显示设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种显示设备，包括衍射光波导和光机。衍射光波导包括耦入区域、第一耦出区域和第二耦出区域，其中第一耦出区域能够将第一耦出视场光耦出至左眼，第二耦出区域能够将第二耦出视场光耦出至右眼。光机能够将投射视场的投射视场光投射至耦入区域。其中，耦入区域能够将投射视场中的第一视场部分对应的第一视场光衍射至第一耦出区域，且第一耦出区域能够将第一视场光耦出形成第一耦出视场光。耦入区域能够将投射视场中的第二视场部分对应的第二视场光衍射至第二耦出区域，且第二耦出区域能够将第二视场光耦出形成第二耦出视场光。第一耦出视场光与第二耦出视场光能够交叠，以使得人眼双目合像能够看到投射视场。
Description
技术领域
本申请总地涉及衍射光学技术领域，更具体地涉及一种显示设备。
背景技术
随着半导体工艺的高度发展，人与计算机之间的交互方式正在飞速发展，其中增强现实(Augmented Reality，AR)显示可以提供给人类以更多维度的信息，得到人们的广泛关注。例如AR眼镜是增强现实显示领域的重要媒介之一。衍射光波导具有可量产性强、轻薄等优势，在AR显示领域逐渐得到认可，有望成为未来AR领域主流技术发展方向，而耦出光栅则是衍射光波导的必要组成部分之一。
在目前AR场景应用中，为了追求更加良好的视觉效果，人们对FOV（Field OfView，视场角）的要求越来越高，例如需要更大的视场角来获得更加身临其境的效果。
然而，目前提高视场角的手段会导致设备重量提高、功耗上升且成本增加，不但降低了用户体验，还增加了消费负担。
因此，需要提高一种显示设备，以解决至少一个技术问题。
发明内容
为了解决上述问题中的至少一个而提出了本申请。具体地，本申请提供一种显示设备包括：
衍射光波导，所述衍射光波导包括耦入区域、第一耦出区域和第二耦出区域，其中所述第一耦出区域能够将第一耦出视场光耦出至左眼，所述第二耦出区域能够将第二耦出视场光耦出至右眼；和
光机，所述光机能够将投射视场的投射视场光投射至所述耦入区域；
其中，所述耦入区域能够将所述投射视场中的第一视场部分对应的第一视场光衍射至所述第一耦出区域，且所述第一耦出区域能够将所述第一视场光耦出形成所述第一耦出视场光；
所述耦入区域能够将所述投射视场中的第二视场部分对应的第二视场光衍射至所述第二耦出区域，且所述第二耦出区域能够将所述第二视场光耦出形成所述第二耦出视场光；并且
所述第一耦出视场光与所述第二耦出视场光能够交叠，以使得人眼双目合像能够看到所述投射视场。
可选地，沿第一方向，所述第一耦出视场光的强度渐减；
沿第二方向，所述第二耦出视场光的强度渐减；
其中所述第一方向与所述第二方向相反；
以使得人眼双目合像能够看到均匀的所述投射视场。
可选地，所述衍射光波导还包括：
第一扩瞳区域，对应于所述第一耦出区域设置，所述耦入区域能够将所述第一视场光衍射至所述第一扩瞳区域扩瞳后再衍射至所述第一耦出区域；
第二扩瞳区域，对应于所述第二耦出区域设置，所述耦入区域能够将所述第二视场光衍射至所述第二扩瞳区域扩瞳后再衍射至所述第二耦出区域。
可选地，所述耦入区域包括第一耦入区域和第二耦入区域；
所述光机包括第一光机和第二光机；
其中所述第一耦入区域对应于所述第一耦出区域设置，所述第一光机对应于所述第一耦入区域，以使得所述第一光机能够将所述投射视场光投射至所述第一耦入区域；
所述第二耦入区域对应于所述第二耦出区域设置，所述第二光机对应于所述第二耦入区域，以使得所述第二光机能够将所述投射视场光投射至所述第二耦入区域。
可选地，所述第一光机能够将所述第一视场光投射至所述第一耦入区域，所述第一耦入区域能够将所述第一视场光衍射至所述第一耦出区域；
所述第二光机能够将所述第二视场光投射至所述第二耦入区域，所述第二耦入区域能够将所述第二视场光衍射至所述第二耦出区域。
可选地，所述耦入区域设置于所述第一耦出区域和所述第二耦出区域之间。
可选地，所述耦入区域设置于所述第一扩瞳区域和所述第二扩瞳区域之间。
可选地，所述第一耦入区域设置于所述第一耦出区域的左侧，所述第二耦入区域设置于所述第二耦出区域的右侧。
可选地，所述显示设备为近眼显示设备，包括：
镜片和用于将所述镜片保持为靠近眼镜的框架，所述镜片包括所述衍射光波导。
可选地，所述显示设备为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
可选地，所述光机投射的所述投射视场光的光轴垂直于所述衍射光波导的波导基板的表面。
可选地，所述显示设备还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述光机将投射视场光向所述衍射光波导的所述耦入区域投射。
根据本申请的显示设备，利用双目合像实现大FOV，使得显示设备的成本低、功耗低且重量低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请的第一优选实施方式的显示设备的示意图；
图2示出了本申请的第二优选实施方式的显示设备的示意图；
图3示出了图1中显示设备的另一视角的示意图；
图4示出了本申请的第一优选实施方式的显示设备的光束矢波空间分析图；
图5示出了本申请的第三优选实施方式的显示设备的示意图；
图6示出了本申请的第四优选实施方式的显示设备的示意图；以及
图7示出了图5中显示设备的另一视角的示意图。
附图标记说明：
100/200/300/400：显示设备
110/210/310/410：衍射光波导
111：耦入区域
312：第一耦入区域
313：第二耦入区域
120：第一耦出区域
121：第二耦出区域
222：第一扩瞳区域
223：第二扩瞳区域
150：光机
151：第一光机
152：第二光机
D1：第一方向
D2：第二方向。
具体实施方式
为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
本申请中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。
为了彻底理解本申请，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本申请提出的技术方案。本申请的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。
为了解决前述的技术问题，本申请提供一种显示设备100，其包括衍射光波导110和光机150。衍射光波导110包括耦入区域111、第一耦出区域120和第二耦出区域121，其中第一耦出区域120能够将第一耦出视场光耦出至左眼，第二耦出区域121能够将第二耦出视场光耦出至右眼。光机150能够将投射视场的投射视场光投射至耦入区域111；
其中，耦入区域111能够将投射视场中的第一视场部分对应的第一视场光衍射至第一耦出区域120，且第一耦出区域120能够将第一视场光耦出形成第一耦出视场光。耦入区域111能够将投射视场中的第二视场部分对应的第二视场光衍射至第二耦出区域121，且第二耦出区域121能够将第二视场光耦出形成第二耦出视场光。并且，第一耦出视场光与第二耦出视场光能够交叠，以使得人眼双目合像能够看到投射视场。
根据本申请的显示设备100，利用双目合像实现大FOV，使得显示设备100的成本低、功耗低且重量低。
下面将参考附图1至图7对本申请的显示设备100进行描述，在不冲突的前提下，本申请的各个实施例的特征可以相互结合。
第一优选实施方式
图1和图3示出了本申请的第一优选实施方式的显示设备100。如图1所示，该显示设备100包括衍射光波导110和光机150。
其中，衍射光波导110包括耦入区域111、第一耦出区域120和第二耦出区域121。第一耦出区域120和第二耦出区域121分别对应左眼和右眼设置，以使得第一耦出区域120能够将第一耦出视场光耦出至左眼，第二耦出区域121能够将第二耦出视场光耦出至右眼。第一耦出区域120和第二耦出区域121优选对称地间隔设置。耦入区域111则优选设置在第一耦出区域120和第二耦出区域121之间。
光机150对应于耦入区域111设置，其构造为能够将投射视场的投射视场光投射至耦入区域111。
示例性地，上述显示设备100可以为近眼显示设备100，其可以包括镜片和用于将镜片保持为靠近眼睛的框架。其中，衍射光波导110可以设置在镜片上。光机150可以设置在镜架上。
可选地，衍射光波导110还可以包括波导基板，上述耦入区域111、第一耦出区域120和第二耦出区域121优选设置在波导基板上。该波导基板可以设置在镜片上。
或者，上述镜片可以构成波导基板。换言之，耦入区域111、第一耦出区域120和第二耦出区域121可以直接设置在镜片上。
耦入区域111处优选设置耦入光栅，其可以是一维光栅，例如直线型光栅（也可以称为直齿光栅），或者也可以是斜齿光栅、闪耀光栅等其他适合类型的光栅，或耦入区域111也可以设置超表面（metasurface）耦入结构。在一些示例中，耦入区域111处的耦入光栅为一维光栅、二维光栅、或者，由光栅矢量不同的两个光栅拼接而成。耦入光栅可以是包括周期性结构的光学元件，其可以通过任意适合的微制造工艺制造获得，例如，可以通过光刻技术在波导基板的表面或其内部制作光栅，或者还可以通过纳米压印的方式在波导基板上制作获得光栅，从而形成表面浮雕衍射光栅。可选地，一维的耦入光栅的周期可以为300nm-600nm，或者其他适合的周期长度。
第一耦出区域120和第二耦出区域121均优选设置耦出光栅，耦出光栅可以包括一维光栅、二维光栅或者处于一维和二维之间的周期性结构等。可选地，二维的耦出光栅的周期可以为300nm×300nm~600nm×600nm，或者其他适合的周期长度。
其中，一维光栅可以包括多个一维周期性结构。例如一维光栅可以由多条光栅线构成，每条光栅线可以由多个周期性结构连续连接而成。二维光栅结构包括多个二维周期性结构，二维光栅的二维周期性结构的形状可以是多边形，例如四边形、五边形、六边形以及其它多边形等，也可以是三角形或勒洛三角形等。处于一维和二维之间的周期性结构可以包括多条光栅折线，每条光栅折线包括连续连接排布的多个周期性结构。处于一维和二维之间的周期性结构是一维光栅到二维光栅之间的过渡结构。其朝向一维光栅的方向转化到极限即形成一维光栅，朝向二维光栅的方向转化到极限即形成二维光栅。
参考图3，耦入区域111能够将投射视场中的第一视场部分对应的第一视场光衍射至第一耦出区域120，且第一耦出区域120能够将第一视场光耦出形成第一耦出视场光，该第一耦出视场光能够被人的左眼所看到。
耦入区域111能够将投射视场中的第二视场部分对应的第二视场光衍射至第二耦出区域121，且第二耦出区域121能够将第二视场光耦出形成第二耦出视场光，该第二视场光能够被人的右眼所看到。并且，第一耦出视场光与第二耦出视场光能够交叠，以使得人眼双目合像能够看到完整的投射视场。
具体而言，例如在图3所示实施方式中，具有大视场的光机150（如具有80×40°）将具有完整的图像投射视场光投射至偶入区域，完整的视场图像为“OPTICAL”。耦入区域111将能够对应于左侧视场图像“OPTIC”的第一视场光衍射至第一耦出区域120，第一耦出区域120将该第一视场光耦出形成第一耦出视场光，该第一耦出视场光进入人的左眼后，左眼能够看到图像“OPTIC”。耦入区域111还将能够对应于右侧视场图像“P”的一部分和“TICAL”的第二视场光衍射至第二耦出区域121，第二耦出区域121将该第二视场光耦出形成第二耦出视场光，该第二耦出视场光进入人的右眼后，右眼能够看到图像“P”的一部分和“TICAL”。单眼下极限可看到53×40°视场，双目合像后可看到完整的80×40°视场，即完整的“OPTICAL”。
下面参考图4，通过分析光束波矢空间的方法来分析光束的走向。图4表明了光机150图像的角谱信息、光栅对图像角谱信息的作用和光波导能够容纳的光束角谱范围。其中内环表示满足光波导中的全内反射的第一边界，外环表示光波导中的最大波矢的第二边界。仅当光束波矢在内环与外环之间的环带区域中时，光才可以在光波导中传导。如果光束波矢在内环之内，则光会泄漏出光波，如果光束波矢在外环之外则不存在该衍射级次，无法传播。当光机150图像视场过大时，环带区域无法容纳所有视场的光线传导，表现在上图中，部分光束角谱信息落在环带之外。本实施例通过将大视场图像，一部分视场从左眼光栅区域耦入耦出，一部分视场从右眼光栅区域耦入耦出，双目合像后可得完整的大视场。
优选地，沿第一方向D1，第一耦出视场光的强度渐减。沿第二方向D2，第二耦出视场光的强度渐减。其中第一方向D1与第二方向D2相反。例如，第一方向D1可以是从左到右的方向，第二方向D2可以是从右到左的方向。
换言之，沿从人眼的两侧到中间的方向，第一耦出视场光和第二耦出视场光的强度均逐渐减弱。由此，能够使得人眼双目合像能够看到基本均匀的投射视场。示例性地，对于如本实施方式中的光机150的位置处在左右眼之间的显示设备100，可以通过调控耦出光栅（第一耦出区域120和第二耦出区域121中的）的分区以及分区内部的光栅结构，来调控第一耦出视场光和第二耦出视场光的强度变化，使得从光机150侧到另一侧，第一耦出视场光和第二耦出视场光的强度均逐渐增强。同时可以进一步优化耦出光栅分区的结构和/或内部光栅的结构，使得第一耦出视场光和第二耦出视场光在中部交叠后，交叠部分的强度不至于大幅度超过两边未交叠区域，从而实现整个视场是基本均匀的。由此，能够使得人眼双目合像看到基本均匀的投射视场。
在一些示例中，光机150可以为激光束扫描仪（Laser Beam Scanning，LBS）、数字光处理（Digital Light Procession，DLP）、数字微镜器件（Digital Micromirror Device，DMD）、硅基液晶（Liquid Crystal On Silicon，LCOS）、微机电系统（Micro ElectroMechanical System，MEMS）、有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode，OLED）、MicroLED光机150等微型显示器，该光机150出射的光线为可见光。优选地，光机150可以是RGB三色光机。
进一步，显示设备100还可以包括驱动装置，驱动装置用于驱动光机150将图像光向衍射光波导110的耦入区域111投射，其中驱动装置可以包括驱动电路，驱动电路可以包括MOS管、电容、电阻或者其他适合的元器件，显示设备100还可以包括控制器，控制器可以电连接驱动电路，经由控制器控制驱动装置驱动光机150将图像光向衍射光波导110的耦入区域111投射。
在一些实施例中，显示设备100为增强现实显示设备100或虚拟现实显示设备100，其中，增强现实显示设备100包括但不限于增强现实（Augmented Reality，AR）眼镜、车载抬头显示（Head Up Display，HUD）等设备。
第二优选实施方式
本申请的第二优选实施方式是第一优选实施方式的变形。除了衍射光波导210外，第二优选实施方式的显示设备200具有与第一优选实施方式的显示设备100相类似的结构和/或构造。因此，具有与第一优选实施方式中的功能基本相同的功能的元件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述和/或图示。
参考图2，在第二优选实施方式中衍射光波导110还包括第一扩瞳区域222和第二扩瞳区域223。其中，第一扩瞳区域222对应于第一耦出区域120设置，耦入区域111能够将第一视场光衍射至第一扩瞳区域222扩瞳后再衍射至第一耦出区域120。
第二扩瞳区域223对应于第二耦出区域121设置，耦入区域111能够将第二视场光衍射至第二扩瞳区域223扩瞳后再衍射至第二耦出区域121。
可选地，耦入区域111设置于第一扩瞳区域222和第二扩瞳区域223之间。
示例性地，第一扩瞳区域222设置在第一耦出区域120的上侧，第二扩瞳区域223设置在第二耦出区域121的上侧，耦入区域111设置在第一扩瞳区域222和第二扩瞳区域223的中间。
其中，光机150的光束经由耦入区域111耦入衍射光波导110，后由第一耦出区域120出射到衍射光波导110外，形成第一耦出视场光，进入左眼。并且光机150的光束还能够经由耦入区域111耦入衍射光波导110，后由第二耦出区域121出射到衍射光波导110外，形成第二耦出视场光，进入右眼。第一耦出视场光与第二耦出视场互相交叠，形成完整的大视场。
第一扩瞳区域222和第二扩瞳区域223均优选设置扩瞳光栅扩瞳光栅可以包括如第一实施方式中介绍的一维光栅、二维光栅或者处于一维和二维之间的周期性结构等。
第三优选实施方式
本申请的第三优选实施方式是第一优选实施方式的变形。除了衍射光波导310、第一光机151和第二光机152之外，第二优选实施方式的显示设备300具有与第一优选实施方式的显示设备100相类似的结构和/或构造。因此，具有与第一优选实施方式中的功能基本相同的功能的元件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述和/或图示。
参考图5，第三优选实施方式的衍射光波导310包括第一耦入区域312和第二耦入区域313。相对应的，第三优选实施方式的显示设备300包括第一光机151和第二光机152。
其中第一耦入区域312对应于第一耦出区域120设置，第一光机151对应于第一耦入区域312，以使得第一光机151能够将投射视场光投射至第一耦入区域312。第二耦入区域313对应于第二耦出区域121设置，第二光机152对应于第二耦入区域313，以使得第二光机152能够将投射视场光投射至第二耦入区域313。
第一光机151能够将对应于第一视场部分的第一视场光投射至第一耦入区域312，第一耦入区域312能够将第一视场光衍射至第一耦出区域120。第二光机152能够将对应于第二视场部分的第二视场光投射至第二耦入区域313，第二耦入区域313能够将第二视场光衍射至第二耦出区域121。
示例性地，第一耦入区域312设置在第一耦出区域120的左侧，第二耦入区域313设置在第二耦出区域121的右侧。
其中，第一光机151的光束经由第一耦入区域312耦入衍射光波导110，后由第一耦出区域120出射到衍射光波导110外，形成第一耦出视场光，进入左眼。第二光机152的光束经由第二耦入区域313耦入衍射光波导310，后由第二耦出区域121出射到衍射光波导310外，形成第二耦出视场光，进入右眼。第一耦出视场光与第二耦出视场互相交叠，形成完整的大视场。
具体而言，例如在图7所示实施方式中，具有大视场的左侧第一光机151将具有完整的图像投射视场光投射至偶入区域，完整的视场图像为“OPTICAL”。第一耦入区域312将能够对应于左侧视场图像“OPTIC”的第一视场光衍射至第一耦出区域120，第一耦出区域120将该第一视场光耦出形成第一耦出视场光，该第一耦出视场光进入人的左眼后，左眼能够看到图像“OPTIC”。第二耦入区域313将能够对应于右侧视场图像“P”的一部分和“TICAL”的第二视场光衍射至第二耦出区域121，第二耦出区域121将该第二视场光耦出形成第二耦出视场光，该第二耦出视场光进入人的右眼后，右眼能够看到图像“P”的一部分和“TICAL”。单眼下极限可看到53×40°视场，双目合像后可看到完整的80×40°视场，即完整的“OPTICAL”。
另外，在另一示例中，本实施方式的第一光机151和第二光机152可以是小视场光机，即二者均只投射完整视场图像的一部分，经过人眼双目合像后看到完整的大视场图像。即，第一光机151仅投射53×40°视场的“OPTIC”图像，第二光机152仅投射53×40°视场的“P”的一部分和“TICAL”的图像，双目合像后可看到完整的80×40°视场，即完整的“OPTICAL”。
对于如本实施方式中的光机的位置处在左右两侧（即第一光机151位于左侧，第二光机152）的显示设备300，可以通过调控耦出光栅（第一耦出区域120和第二耦出区域121中的）的分区以及分区内部的光栅结构，来调控第一耦出视场光和第二耦出视场光的强度变化，使得从光机侧到另一侧（即从两侧到中间），第一耦出视场光和第二耦出视场光的强度均逐渐减弱。同时可以进一步优化耦出光栅分区的结构和/或内部光栅的结构，使得第一耦出视场光和第二耦出视场光在中部交叠后，交叠部分的强度不至于大幅度超过两边未交叠区域，从而实现整个视场是基本均匀的。由此，能够使得人眼双目合像看到基本均匀的投射视场。
第四优选实施方式
本申请的第四优选实施方式是第三优选实施方式的变形。除了衍射光波导410之外，第四优选实施方式的显示设备400具有与第三优选实施方式的显示设备300相类似的结构和/或构造。因此，具有与第三优选实施方式中的功能基本相同的功能的元件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述和/或图示。
参考图6，第四优选实施方式的衍射光波导410还包括第一扩瞳区域222和第二扩瞳区域223。其中，第一扩瞳区域222对应于第一耦出区域120设置，第一耦入区域312能够将第一视场光衍射至第一扩瞳区域222扩瞳后再衍射至第一耦出区域120。
第二扩瞳区域223对应于第二耦出区域121设置，第二耦入区域313能够将第二视场光衍射至第二扩瞳区域223扩瞳后再衍射至第二耦出区域121。
示例性地，第一耦入区域312设置在第一扩瞳区域222的左侧，第二耦入区域313设置在第二扩瞳区域223的右侧。
其中，第一光机的光束经由第一耦入区域312耦入第一扩瞳区域222扩瞳，后由第一耦出区域120出射到衍射光波导110外，形成第一耦出视场光，进入左眼。第二光机的光束经由第二耦入区域313耦入第二扩瞳区域223扩瞳，后由第二耦出区域121出射到衍射光波导110外，形成第二耦出视场光，进入右眼。第一耦出视场光与第二耦出视场互相交叠，形成完整的大视场。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本申请。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本申请已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，本申请并不局限于上述实施例，根据本申请的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本申请所要求保护的范围以内。
Claims (12)
1.一种显示设备，其特征在于，包括：
衍射光波导，所述衍射光波导包括耦入区域、第一耦出区域和第二耦出区域，其中所述第一耦出区域能够将第一耦出视场光耦出至左眼，所述第二耦出区域能够将第二耦出视场光耦出至右眼；和
光机，所述光机能够将投射视场的投射视场光投射至所述耦入区域；
其中，所述耦入区域能够将所述投射视场中的第一视场部分对应的第一视场光衍射至所述第一耦出区域，且所述第一耦出区域能够将所述第一视场光耦出形成所述第一耦出视场光；
所述耦入区域能够将所述投射视场中的第二视场部分对应的第二视场光衍射至所述第二耦出区域，且所述第二耦出区域能够将所述第二视场光耦出形成所述第二耦出视场光；并且
所述第一耦出视场光与所述第二耦出视场光能够交叠，以使得人眼双目合像能够看到所述投射视场。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，
沿第一方向，所述第一耦出视场光的强度渐减；
沿第二方向，所述第二耦出视场光的强度渐减；
其中所述第一方向与所述第二方向相反；
以使得人眼双目合像能够看到均匀的所述投射视场。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述衍射光波导还包括：
第一扩瞳区域，对应于所述第一耦出区域设置，所述耦入区域能够将所述第一视场光衍射至所述第一扩瞳区域扩瞳后再衍射至所述第一耦出区域；
第二扩瞳区域，对应于所述第二耦出区域设置，所述耦入区域能够将所述第二视场光衍射至所述第二扩瞳区域扩瞳后再衍射至所述第二耦出区域。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的显示设备，其特征在于，
所述耦入区域包括第一耦入区域和第二耦入区域；
所述光机包括第一光机和第二光机；
其中所述第一耦入区域对应于所述第一耦出区域设置，所述第一光机对应于所述第一耦入区域，以使得所述第一光机能够将所述投射视场光投射至所述第一耦入区域；
所述第二耦入区域对应于所述第二耦出区域设置，所述第二光机对应于所述第二耦入区域，以使得所述第二光机能够将所述投射视场光投射至所述第二耦入区域。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其特征在于，
所述第一光机能够将所述第一视场光投射至所述第一耦入区域，所述第一耦入区域能够将所述第一视场光衍射至所述第一耦出区域；
所述第二光机能够将所述第二视场光投射至所述第二耦入区域，所述第二耦入区域能够将所述第二视场光衍射至所述第二耦出区域。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述耦入区域设置于所述第一耦出区域和所述第二耦出区域之间。
7.根据权利要求3所述的显示设备，其特征在于，所述耦入区域设置于所述第一扩瞳区域和所述第二扩瞳区域之间。
8.根据权利要求4所述的显示设备，其特征在于，所述第一耦入区域设置于所述第一耦出区域的左侧，所述第二耦入区域设置于所述第二耦出区域的右侧。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备为近眼显示设备，包括：
镜片和用于将所述镜片保持为靠近眼镜的框架，所述镜片包括所述衍射光波导。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述光机投射的所述投射视场光的光轴垂直于所述衍射光波导的波导基板的表面。
12.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述光机将投射视场光向所述衍射光波导的所述耦入区域投射。
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|---|---|---|---|
| CN202211385923.4A CN115421238A (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种显示设备 |
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| CN115421238A true CN115421238A (zh) | 2022-12-02 |
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