[发明专利]一种MEMS衍射波导显示装置

说明书

本发明公开了一种MEMS衍射波导显示装置，包括：衍射波导显示组件、MEMS扫描镜和激光发射器；其中，MEMS扫描镜与激光发射器分设在衍射波导显示组件的两侧，该MEMS扫描镜与激光发射器的位置与衍射波导显示组件的入射光栅位置对应；入射光栅上设有激光入射通孔，激光发射器的激光能通过激光入射通孔直接入射到MEMS扫描镜上；MEMS扫描镜设置在衍射波导显示组件的入射光栅上方。通过在衍射波导组件的入射光栅上设置激光入射通孔，实现了将激光发射器和MEMS扫描镜分开放置于衍射波导组件两侧的同时，不会产生杂散光影响显示，使得这种结构的衍射波导显示装置，不仅扫描角度更大，显示图像也可以更大，而且结构更紧凑、均衡。

技术领域

本发明涉及衍射波导显示领域，尤其涉及一种MEMS衍射波导显示装置。

背景技术

近眼显示设备作为虚拟现实和增强现实技术的主要显示设备，可以将虚拟图像叠加到现实景物中，同时兼具透视特性，不影响对现实景物的正常观察。近眼显示设备会利用多种光学元件，如棱镜、半透半反镜片、自由曲面波导、镜面阵列波导、衍射波导等。其中，衍射波导显示技术是利用衍射光栅实现光线的入射、转折和出射，利用全反射原理实现光线传输，将微显示器的图像传导至人眼，进而看到虚拟图像。并且，由于采用和光纤技术一样的全反射原理，衍射波导组件可以做的和普通眼镜镜片一样轻薄透明，同时由于对光线的转折是通过镜片表面的衍射光栅来实现的，与底板的形状基本没有关系，因此易于批量制造，生产成本低。

目前，衍射波导显示装置以MEMS激光扫描系统作为微显示元件时，采用激光光源产生图像光线，图像光线通过MEMS扫描镜反射后，耦合进入衍射波导组件实现显示。目前常用的衍射波导组件结构如图1所示，主要由波导基板和位于波导基板表面的入射光栅112，转折光栅114和出射光栅116组成，波导基板是一种平面结构的光学基板。目前的MEMS激光扫描系统结构如图2所示，主要由激光发射器210、控制器250和MEMS扫描镜231组成。

采用现有MEMS激光扫描系统和衍射波导组件组成的MEMS衍射波导显示装置的结构如图3所示，激光发射器210和MEMS扫描镜231位于衍射波导组件同一侧，MEMS扫描镜231倾斜放置，若将激光发射器210和MEMS扫描镜231简单布置于衍射波导组件两侧，激光束穿过波导基板101照射到入射光栅112上时，一部分光会被衍射成为杂散光在波导基板101内传导，会影响显示效果。但将激光发射器210和MEMS扫描镜231放置于衍射波导组件同一侧，存在影响图像的显示质量，以及使显示装置的体积不均衡，结构不紧凑的问题，主要是由于激光发射器210和MEMS扫描镜231都具有一定的体积尺寸，MEMS扫描镜231需要距离衍射波导组件的入射光栅112较大的距离d才能保证激光发射器210发射的激光光束正常投射到MEMS扫描镜231并被正常扫描反射进入入射光栅112；而MEMS扫描镜231距离入射光栅112的距离d越大，MEMS扫描镜231扫描出的光束投射到入射光栅112的区域越大，根据衍射光栅的工作原理，入射光栅112上不同位置的入射光束在衍射波导中的全反射次数将不同，从而使其被衍射波导传导后存在一定的强弱差异，入射光栅112上位置越远的入射光束，全反射次数差别越大，被衍射波导传导后的强弱差异越大，即光线传导的一致性越差，从而影响经出射光栅116衍射进入人眼220的图像显示质量。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种MEMS衍射波导显示装置，能避免杂散光影响，均衡布置激光发射器和MEMS扫描镜，解决现有MEMS衍射波导显示装置图像显示质量差和结构不够紧凑的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种MEMS衍射波导显示装置，包括：

衍射波导显示组件、MEMS扫描镜和激光发射器；其中，

所述MEMS扫描镜与激光发射器分设在所述衍射波导显示组件的两侧组成MEMS激光扫描系统，该MEMS扫描镜与激光发射器的位置与所述衍射波导显示组件的入射光栅位置对应；