本发明属于衍射光波导，具体涉及一种衍射光波导装置。
背景技术：
1、ar眼镜由微光引擎和光波导两部分组成，其中，微光引擎具有多种显示技术，如lcos、dlp、micro-led以及lbs等，其能够为光波导提供偏振或者非偏振，高亮度、高均匀性以及高成像质量的图像；而衍射光波导由于具有轻薄(0.3mm～1mm)、透光度高(＞80％)、大的眼动范围(＞10mm×8mm)、大的眼距(＞15mm)以及大的视场角，且能够基于半导体加工工艺进行母版制作和纳米压印技术进行大批量复制，从而能够有效的降低成本。目前ar眼镜中主流的方案是采用2～3层波导镜片，每层镜片传播1～2种颜色的光，最终实现彩色显示的效果，这种方式虽然亮度及色彩均匀性较好，但会增加ar眼镜的重量、厚度以及价格。
2、需要说明的是，当红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)三种颜色的光线在同一片波导中传播时，尽管产品在重量、厚度等具有一定优势。但传统方案中需要耦入光栅区、转折光栅区、耦出光栅区同时对红、绿、蓝三种颜色的光的耦出颜色均匀性、亮度均匀性等参数进行调制，导致调制效果并不十分理想。
技术实现思路
1、基于此，本发明实施例当中提供了一种衍射光波导装置，旨在通过单片波导完成彩色显示，降低波导片厚度和重量的同时，提高颜色均匀性和亮度。
2、本发明实施例的第一方面提供了一种衍射光波导装置，应用于具有微光引擎(10)的场景中，所述微光引擎(10)用于提供虚拟成像光线，虚拟成像光线为红光、绿光及蓝光的合色光线，所述衍射光波导装置至少包括所述微光引擎(10)、第一转折棱镜(20)以及光波导，所述第一转折棱镜(20)的第二面(s22)镀覆光学膜层，用于将红光、绿光以及蓝光分开，以形成两条光线传输路径；
3、其中，所述光波导包括第一耦入单元(31)、与所述第一耦入单元(31)光路连接的第一转折单元(33)、第二耦入单元(32)、与所述第二耦入单元(32)光路连接的第二转折单元(34)、以及分别与所述第一转折单元(33)和所述第二转折单元(34)光路连接的耦出单元(35)；
4、当所述微光引擎(10)设置在靠近所述第一转折棱镜(20)的第四面(s24)时，合色光线透射第四面(s24)后，抵达第二面(s22)，其中，红光、绿光以及蓝光中的任意一种或两种混合的光透射到达所述第一耦入单元(31)，再进入所述第一转折单元(33)，除透射以外剩余的光被第二面(s22)反射，并经过第一面(s21)反射后再经过第三面(s23)到达所述第二耦入单元(32)，再进入所述第二转折单元(34)，到达所述第一转折单元(33)和所述第二转折单元(34)的光，在进行光束扩展的同时将光输入所述耦出单元(35)，最终耦出进入人眼；
5、当所述微光引擎(10)设置在靠近所述第一转折棱镜(20)的第二面(s22)时，合色光线抵达第二面(s22)，其中，红光、绿光以及蓝光中的任意一种或两种混合的光被反射至所述第一耦入单元(31)，再进入所述第一转折单元(33)，除被反射以外剩余的光从第二面(s22)透射，并经过第一面(s21)反射后再经过第三面(s23)到达所述第二耦入单元(32)，再进入所述第二转折单元(34)，到达所述第一转折单元(33)和所述第二转折单元(34)的光，在进行光束扩展的同时将光输入所述耦出单元(35)，最终耦出进入人眼。
6、进一步的，所述衍射光波导装置还包括与所述第一转折棱镜(20)胶合的第二转折棱镜(25)，胶合面为第二面(s22)；
7、当所述微光引擎(10)设置在靠近所述第一转折棱镜(20)的第四面(s24)时，合色光线透射第四面(s24)后，抵达第二面(s22)，其中，红光透射并经过第六面(s26)到达所述第一耦入单元(31)，再进入所述第一转折单元(33)，绿光和蓝光被第二面(s22)反射，并经过第一面(s21)反射后再经过第三面(s23)到达所述第二耦入单元(32)，再进入第二转折单元(34)，到达所述第一转折单元(33)和所述第二转折单元(34)的光，在进行光束扩展的同时将光输入所述耦出单元(35)，最终耦出进入人眼；
8、当所述微光引擎(10)设置在靠近所述第二转折棱镜(25)的第七面(s27)时，合色光线透射第七面(s27)后，抵达第二面(s22)，其中，红光被反射并经过第六面(s26)到达所述第一耦入单元(31)，再进入所述第一转折单元(33)，绿光和蓝光从第二面(s22)透射，并经过第一面(s21)反射后再经过第三面(s23)并经过第一面(s21)反射后再经过第三面(s23)到达所述第二耦入单元(32)，再进入所述第二转折单元(34)，到达所述第一转折单元(33)和所述第二转折单元(34)的光，在进行光束扩展的同时将光输入所述耦出单元(35)，最终耦出进入人眼。
9、进一步的，所述第一耦入单元(31)和所述第二耦入单元(32)均为衍射光学元件。
10、进一步的，所述第一耦入单元(31)和所述第二耦入单元(32)为表面浮雕光栅或体全息光栅中的一种，优选表面浮雕光栅中的倾斜光栅或闪耀光栅。
11、进一步的，所述光波导为亚波长光栅结构，其中，所述第一耦入单元(31)、所述第一转折单元(33)以及所述耦出单元(35)中一个方向的光栅矢量和为零；所述第二耦入单元(32)、所述第二转折单元(34)以及所述耦出单元(35)中另一个方向的光栅矢量和为零。
12、进一步的，所述第一转折棱镜(20)和所述第二转折棱镜(25)的折射率均为1.3～2.5。
13、进一步的，所述第一转折棱镜(20)和所述第二转折棱镜(25)的底部角度为25°～65°。
14、进一步的，所述第一转折棱镜(20)的第一面(s21)镀有hr膜层或者金属层，第三面(s23)和第四面(s24)镀有ar膜层。
15、进一步的，所述第二转折棱镜(25)的第六面(s26)和第七面(s27)镀有ar膜层。
16、进一步的，所述第一转折棱镜(20)的第三面(s23)与第四面(s24)平行，所述第一转折棱镜(20)的第三面(s23)与所述第二转折棱镜(25)的第六面(s26)共面。
17、本发明提供的一种衍射光波导装置，通过第一转折棱镜将微光引擎出射的红光、绿光以及蓝光分别投射到不同的衍射区域，以提高能量利用率；同时三种颜色的光在光波导上分成两个不同的路径传输，提高了显示颜色的均匀性。具体的，本发明使用单片波导即可完成彩色显示，降低波导片厚度和重量的同时，提高了颜色均匀性和亮度。
1.一种衍射光波导装置，其特征在于，应用于具有微光引擎(10)的场景中，所述微光引擎(10)用于提供虚拟成像光线，虚拟成像光线为红光、绿光及蓝光的合色光线，所述衍射光波导装置至少包括所述微光引擎(10)、第一转折棱镜(20)以及光波导，所述第一转折棱镜(20)的第二面(s22)镀覆光学膜层，用于将红光、绿光以及蓝光分开，以形成两条光线传输路径；
2.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述衍射光波导装置还包括与所述第一转折棱镜(20)胶合的第二转折棱镜(25)，胶合面为第二面(s22)；
3.根据权利要求1或2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一耦入单元(31)和所述第二耦入单元(32)均为衍射光学元件。
4.根据权利要求3所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一耦入单元(31)和所述第二耦入单元(32)为表面浮雕光栅或体全息光栅中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述光波导为亚波长光栅结构，其中，所述第一耦入单元(31)、所述第一转折单元(33)以及所述耦出单元(35)中一个方向的光栅矢量和为零；所述第二耦入单元(32)、所述第二转折单元(34)以及所述耦出单元(35)中另一个方向的光栅矢量和为零。
6.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一转折棱镜(20)和所述第二转折棱镜(25)的折射率均为1.3～2.5。
7.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一转折棱镜(20)和所述第二转折棱镜(25)的底部角度为25°～65°。
8.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一转折棱镜(20)的第一面(s21)镀有hr膜层或者金属层，第三面(s23)和第四面(s24)镀有ar膜层。
9.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第二转折棱镜(25)的第六面(s26)和第七面(s27)镀有ar膜层。
10.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一转折棱镜(20)的第三面(s23)与第四面(s24)平行，所述第一转折棱镜(20)的第三面(s23)与所述第二转折棱镜(25)的第六面(s26)共面。
