一种显示组件及AR设备的制作方法

本申请涉及光学显示，具体而言，涉及一种显示组件及ar设备。

背景技术：

1、增强现实(augmented reality，ar)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，这种利用增强现实技术的头戴显示器可以让人们在查看周围环境的同时，将虚拟的图像投射到人眼。其中，衍射光波导是较为主流的ar设备的显示方案，很多ar设备采用的都是这种显示方案，因为衍射光波导具有轻薄、视场角大、眼动范围大、量产成本低的优势，因此被普遍认为是ar行业主流显示技术路线。

2、衍射光波导如果要将光机发出的光束导入人眼，需要经过耦入和耦出的过程，即光机发出的光束通过耦入区域耦入光波导，并在其中进行多次全反射传播后由耦出区域出射进入人眼。具体的，如图1所示，衍射光波导的耦入区域和耦出区域设置衍射元件，衍射元件利用光的衍射效应实现对光束的耦入和耦出。当光机出射彩色光束时，由于衍射元件具有分光现象，不同波长的光束衍射角不同，从而使得不同颜色的光束在同一界面完成两次全反射的步长不同，进而使得不同波长的光束在光波导内发生全反射的次数不同，在耦出区域接触衍射元件的次数也就不相同，这将导致衍射光波导输出的光束的均匀性较差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种显示组件及ar设备，能够提高显示组件出光的均匀性。

2、本申请的实施例一方面提供了一种显示组件，包括光机、设置于光机出光侧的色散元件以及设置于色散元件出光侧的光波导，光波导的出光侧设置有色散补偿元件，光机出射混合光束，色散元件对混合光束中不同波长的光束进行不同程度的偏折，使得同一视场不同波长的光束以不同角度入射光波导耦入区域，并由光波导耦出区域耦出至色散补偿元件，色散补偿元件对不同波长的光束进行与色散元件偏折方向相反的偏折并出射形成显示组件的出射光束。

3、作为一种可实施的方式，色散元件包括透射式衍射光栅，透射式衍射光栅设置于光机和光波导耦入区域之间，透射式衍射光栅对混合光束中的蓝光、绿光和红光进行不同程度的偏折以减少红光、绿光和蓝光之间在光波导耦入区域形成的衍射角差异。

4、作为一种可实施的方式，光机出射的零视场混合光束与透射式衍射光栅法线方向具有预设夹角以使绿光垂直入射耦入区域。

5、作为一种可实施的方式，色散元件包括闪耀光栅，光机和光波导设置于闪耀光栅同一侧，闪耀光栅对混合光束进行反射并对混合光束中的蓝光、绿光和红光进行不同程度的偏折以减少红光、绿光和蓝光之间在光波导耦入区域形成的衍射角差异。

6、作为一种可实施的方式，光机出射的零视场混合光束垂直于闪耀光栅法的光栅平面以使绿光垂直入射耦入区域。

7、作为一种可实施的方式，色散补偿元件为透射式衍射元件，透射式衍射元件与透射式衍射光栅的周期相同，衍射级次相反；闪耀光栅与透射式衍射元件的周期相同，衍射级次相反。

8、作为一种可实施的方式，色散补偿元件和透射式衍射光栅的出光侧贴合设置角度选择透过膜，以阻止零级衍射光束透过。

9、作为一种可实施的方式，色散元件包括第一色散棱镜，第一色散棱镜设置于光机和光波导耦入区域之间，第一色散棱镜对混合光束中的蓝光、绿光和红光进行不同程度的偏折以减少红光、绿光和蓝光之间在光波导耦入区域形成的衍射角差异，色散补偿元件包括第二色散棱镜，第一色散棱镜和第二色散棱镜对光束的偏折方向相反。

10、作为一种可实施的方式，光机出射的零视场混合光束与色散棱镜的入射面具有预设夹角以使绿光垂直入射耦入区域。

11、本申请的实施例另一方面提供了一种ar设备，包括上述的显示组件。

12、本申请实施例的有益效果包括：

13、本申请提供的显示组件，包括光机、设置于光机出光侧的色散元件以及设置于色散元件出光侧的光波导，光波导的出光侧设置有色散补偿元件，光机出射混合光束，色散元件对混合光束中不同波长的光束进行不同程度的偏折，使得同一视场不同波长的光束以不同角度入射光波导的耦入区域，以减少不同波长的光束在耦入区域形成的衍射角差异，相对于现有技术，经过耦入区域衍射的同一视场不同波长光束的衍射角的差值减小，从而减少不同波长光在出瞳区域的衍射次数差异，提高光波导显示的均匀性。各个光束在光波导内进行多次全反射并由光波导的耦出区域耦出至色散补偿元件，色散补偿元件对不同波长的光束进行与色散元件偏折方向相反的偏折并出射形成显示组件的出射光束，使得同一视场不同波长的光以相同角度进入观看者眼睛。因此，本申请提供的显示组件，能够提高显示组件出光的均匀性。

技术特征：

1.一种显示组件，其特征在于，包括：光机、设置于所述光机出光侧的色散元件以及设置于所述色散元件出光侧的光波导，所述光波导的出光侧设置有色散补偿元件，所述光机出射混合光束，所述色散元件对混合光束中不同波长的光束进行不同程度的偏折，使得同一视场不同波长的光束以不同的角度入射所述光波导耦入区域，并由光波导耦出区域耦出至所述色散补偿元件，所述色散补偿元件对不同波长的光束进行与所述色散元件偏折方向相反的偏折并出射形成所述显示组件的出射光束。

2.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述色散元件包括透射式衍射光栅，所述透射式衍射光栅设置于所述光机和所述光波导耦入区域之间，所述透射式衍射光栅对混合光束中的蓝光、绿光和红光进行不同程度的偏折以减少所述红光、绿光和蓝光之间在耦入区域形成的衍射角差异。

3.根据权利要求2所述的显示组件，其特征在于，所述光机出射的零视场混合光束与所述透射式衍射光栅法线方向具有预设夹角以使所述绿光垂直入射所述耦入区域。

4.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述色散元件包括闪耀光栅，所述光机和所述光波导设置于所述闪耀光栅同一侧，所述闪耀光栅对混合光束进行反射并对混合光束中的蓝光、绿光和红光进行不同程度的偏折以减少所述红光、绿光和蓝光之间在光波导耦入区域形成的衍射角差异。

5.根据权利要求4所述的显示组件，其特征在于，所述光机出射的零视场混合光束垂直于所述闪耀光栅的光栅平面以使所述绿光垂直入射所述耦入区域。

6.根据权利要求3或5所述的显示组件，其特征在于，所述色散补偿元件为透射式衍射元件，所述透射式衍射元件与所述透射式衍射光栅的周期相同，衍射级次相反；所述闪耀光栅与所述透射式衍射元件的周期相同，衍射级次相反。

7.根据权利要求6所述的显示组件，其特征在于，所述色散补偿元件和所述透射式衍射光栅的出光侧贴合设置角度选择透过膜，以阻止零级衍射光束透过。

8.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述色散元件包括第一色散棱镜，所述第一色散棱镜设置于所述光机和所述光波导耦入区域之间，所述第一色散棱镜对混合光束中的蓝光、绿光和红光进行不同程度的偏折以减少所述红光、绿光和蓝光之间在光波导耦入区域形成的衍射角差异，所述色散补偿元件包括第二色散棱镜，所述第一色散棱镜和所述第二色散棱镜对光束的偏折方向相反。

9.根据权利要求8所述的显示组件，其特征在于，所述光机出射的零视场混合光束与所述色散棱镜的入射面具有预设夹角以使所述绿光垂直入射所述耦入区域。

10.一种ar设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的显示组件。

技术总结本申请公开了一种显示组件及AR设备，涉及光学显示技术领域，本申请的显示组件，包括光机、设置于光机出光侧的色散元件以及设置于色散元件出光侧的光波导，光波导的出光侧设置有色散补偿元件，光机出射混合光束，色散元件对混合光束中不同波长的光束进行不同程度的偏折，使得不同波长的光束以不同角度入射光波导的耦入区域，并由光波导的耦出区域耦出至色散补偿元件，色散补偿元件对不同波长的光束进行与色散元件偏折方向相反的偏折并出射形成显示组件的出射光束。本申请提供的显示组件及AR设备，能够提高显示组件出光的均匀性。技术研发人员：欧阳世宏,朱良富,朱国富受保护的技术使用者：深圳市光途显示科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2