本发明涉及显示，特别是涉及一种消色差阵列结构及制备方法、光波导、ar近眼显示系统。
背景技术：
1、ar（augmented reality）显示设备将虚拟影像叠加到现实影像上，可以实现虚拟和现实结合的显示效果。衍射光波导具有超轻超薄、扩瞳范围大、透明度高和量产成本低等优势，是当下实现ar显示的主流方案之一。为了给佩戴者提供更加优质的视觉体验，全彩显示是增强现实技术的发展趋势，传统的衍射光波导在进行全彩显示时，由于作为波导耦合器的光栅对不同波长光的衍射角度与衍射效率不同，会产生色差，对显示的质量造成影响。
2、为了解决色差问题，目前的ar产品多采用多波导方案，即将作为光学显示三基色的红绿蓝（rgb）光分别耦合到三片不同的波导中进行传输，以消除色差。这种方案虽然可以减轻光波导的色差，但是会引入片间串扰、界面反射以及增大系统体积和重量，对佩戴舒适度产生影响，并且不同颜色光的效率很难保持一致，难以实现良好的显示效果。
技术实现思路
1、本发明在于提供一种消色差阵列结构及制备方法、光波导、ar近眼显示系统，以解决传统ar波导中出现的色散、色差等技术问题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种消色差阵列，包括三个不同颜色且阵列排布的出光单元，每个所述出光单元包括依次堆叠设置的滤色片、缓冲层和耦出单元；其中所述滤色片设于所述出光单元的入光一侧或者出光一侧，以使得每个所述出光单元实现单色出光；
4、其中，在任意三个不同颜色的所述出光单元中，对应三个耦出单元被配置为具有不同的周期值，以使调制后rgb信号光中的红光、绿光和蓝光子同一衍射级的衍射角相同；所述红光的波长、所述绿光的波长、所述蓝光的波长及其对应所述耦出单元的衍射周期值满足：
5、λr为红光的波长；
6、λg为绿光的波长；
7、λb为蓝光的波长；
8、λr为红色出光单元中耦出单元的衍射周期值；
9、λg为绿色出光单元中耦出单元的衍射周期值；
10、λb为蓝色出光单元中耦出单元的衍射周期值；
11、其中，当所述红光的波长与其对应周期值的比值、所述绿光的波长与其对应周期值的比值、所述蓝光的波长与其对应周期值的比值中的最大值与最小值的差值不超过最小值的10%时，视为满足上述公式。
12、在其中一实施例中，任意三个相邻的所述出光单元间隔排布且阵列排布方式为rgb排列。
13、在其中一实施例中，所述消色差阵列结构还包括透明像素，所述透明像素与任意所述出光单元间隔且阵列排布，所述透明像素供环境光穿透以增大所述消色差阵列结构对环境光的透过率。
14、在其中一实施例中，所述耦出单元皆为一维光栅结构。
15、在其中一实施例中，所述出光单元还包括堆叠设于所述滤色片与所述耦出单元的缓冲层。
16、第二方面，本技术提供了一种制备消色差阵列结构的制备方法，所述制备方法用于制备如前面任意一项实施例中的所述消色差阵列结构，所述制备方法包括如下步骤：
17、s10，实验准备：准备红光滤片、绿光滤片、蓝光滤片、基板；
18、s20，选择三色信号光：选择具有红光、绿光、蓝光的信号光，并测定出所述信号光中红光的波长、绿光的波长、蓝光的波长；
19、s30，制备三色耦出单元：采用耦合波法设计出三种目标周期值对应光栅结构相关尺寸参数，并通过实验制备出红光耦出结构、绿光耦出结构和蓝光耦出结构；
20、s40，制备三色出光单元：将所述红光滤片与所述红光耦出结构依次堆叠制得红色出光单元；将所述绿光滤片与所述绿光耦出结构依次堆叠制得绿色出光单元；将所述蓝光滤片与所述蓝光耦出结构依次堆叠制得蓝色出光单元；
21、s50，制备消色差阵列结构：将多个所述红色出光单元、所述绿色出光单元与所述蓝色出光单元阵列排布于所述基板上得到所述消色差阵列结构；
22、当信号光经过所述消色差阵列结构调制后，所述红光、所述绿光和所述蓝光在同一衍射级的衍射角相同；所述红光的波长、所述绿光的波长、所述蓝光的波长及其对应所述耦出单元的目标周期值满足：
23、λr为红光的波长；
24、λg为绿光的波长；
25、λb为蓝光的波长；
26、λr为红光耦出结构的衍射周期值；
27、λg为绿光耦出结构的衍射周期值；
28、λb为蓝光耦出结构的衍射周期值；
29、其中，当所述红光的波长与其对应的周期值的比值、所述绿光的波长与其对应的周期值的比值、当所述蓝光的波长与其对应的周期值的比值中的最大值与最小值的差值不超过最小值的10%时，视为满足上述公式。
30、第三方面，本技术提供一种光波导，包括：
31、波导基体，作为信号光传播的通道；
32、耦入结构，设于所述波导基体的表面，所述耦入结构用于将所述信号光调制后耦入所述波导基体；
33、如前面任意一项实施例中的所述消色差阵列结构，作为所述光波导的耦出结构，所述消色差阵列结构设于所述波导基体的表面，在沿所述信号光传播的方向上，所述消色差阵列结构与所述耦入结构间隔设置，所述消色差阵列结构将所述波导基体中传播的信号光调制后耦出；其中，经所述消色差阵列结构调制耦出的信号光中的所述红光、所述绿光与所述蓝光的衍射角相同。
34、在其中一实施例，所述信号光经所述耦入结构调制后的衍射角大于所述波导基体的全反射角，使得所述信号光在所述波导基体中能够以全反射的方式反射至所述消色差阵列结构。
35、在其中一实施例中，所述耦入结构为非衍射的光学元件，所述光学元件用于将所述信号光线耦入到所述波导基体。
36、第四方面，本发明提供一种ar近眼显示系统，包括微显示器以及如前面任意一项实施例中的所述光波导，所述微显示器为所述光波导提供所述信号光。
37、在一实施例中，所述ar近眼显示系统还包括准直器，所述准直器设于所述微显示器与所述耦入结构之间，所述信号光经所述准直器后，每种颜色的光被准直平行发射至所述耦入结构。
38、由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：
39、本发明实施例提供一种消色差阵列结构及制备方法、光波导、ar近眼显示系统。其中，消色差阵列结构包括三个不同颜色且阵列排布的出光单元，每个出光单元包括依次堆叠设置的滤色片、缓冲层和耦出单元，滤色片用于过滤杂色实现单色出光，缓冲层用于隔开滤色片和耦出单元，避免直接接触起到保护作用。在这里，任意三个不同的出光单元分别配置三种不同的滤色片和三种不同的耦出单元进行调制，以使得不同颜色的波长与其对应的耦出单元的衍射周期值的比值为同一常数，实现调制后的红光、绿光和蓝光的衍射角相同。将消色差阵列结构作为光波导的耦出结构，以消除光波导中的色差情况，同时解决了现有ar近眼显示系统中显示色彩均匀性差的问题。
1.一种消色差阵列结构，其特征在于，包括三种不同颜色且阵列排布的出光单元，每个所述出光单元包括依次堆叠设置的滤色片和耦出单元；其中所述滤色片设于所述出光单元的入光一侧或者出光一侧，以使得每个所述出光单元实现单色出光；
2.根据权利要求1所述的消色差阵列结构，其特征在于，任意三个相邻的所述出光单元间隔排布且阵列排布方式为rgb排列。
3.根据权利要求2所述的消色差阵列结构，其特征在于，所述消色差阵列结构还包括透明像素，所述透明像素与任意所述出光单元间隔且阵列排布，所述透明像素供环境光穿透以增大所述消色差阵列结构对环境光的透过率。
4.根据权利要求1所述的消色差阵列结构，其特征在于，所述耦出单元皆为一维光栅结构；
5.一种消色差阵列结构的制备方法，所述制备方法用于制备如权利要求1-4中任意一项的所述消色差阵列结构，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
6.一种光波导，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的光波导，其特征在于，所述信号光经所述耦入结构调制后的衍射角大于所述波导基体的全反射角，使得所述信号光在所述波导基体中能够以全反射的方式反射至所述消色差阵列结构。
8.根据权利要求7所述的光波导，其特征在于，所述耦入结构为非衍射的光学元件，所述光学元件用于将所述信号光线耦入到所述波导基体。
9.一种ar近眼显示系统，其特征在于，包括微显示器以及如权利要求6-8中任意一项的所述光波导，所述微显示器为所述光波导提供所述信号光。
10.根据权利要求9所述的ar近眼显示系统，其特征在于，所述ar近眼显示系统还包括准直器，所述准直器设于所述微显示器与所述耦入结构之间，所述信号光经所述准直器后，每种颜色的光被准直平行发射至所述耦入结构。
