光波导组件、显示系统、增强现实设备及显示方法技术方案

本发明专利技术公开一种光波导组件、显示系统、增强现实设备及显示方法，所述光波导组件应用于增强现实设备，所述光波导组件包括光波导本体与第一全息元件，所述第一全息元件设于所述光波导本体的耦出区域一侧，所述第一全息元件为离轴全息元件且具有光焦度；光线从所述光波导本体的耦入区域进入所述光波导本体，并从所述光波导本体的耦出区域射出后进入所述第一全息元件，光线从所述第一全息元件射出后传输至人眼。本发明专利技术提供一种光波导组件、显示系统、增强现实设备及显示方法，旨在解决现有技术中用户使用增强现实设备时无法有效的解决辐辏调节冲突，容易使用户产生视觉疲劳和眩晕恶心的问题。

Optical waveguide component, display system, augmented reality equipment and display method

【技术实现步骤摘要】
光波导组件、显示系统、增强现实设备及显示方法
本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种光波导组件、显示系统、增强现实设备及显示方法。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality，AR)技术中，通常采用光栅作为成像元件，由于光栅无法提供光焦度，因此会限制增强现实设备显示的效果。在现有的采用光波导的增强现实技术中，为了实现图像的3D显示，通常是才用双目视觉差的方式实现，通过双眼分别显示不同的图像从而使用户产生立体视觉效果，用户的双眼聚焦在虚像面并看清图像时，两张不同的图像经过视网膜会在使用户能够观察到具有距离感的图像，但是图像的距离感会出发人眼的辐辏反射，双眼内聚，并试图重新聚焦在大脑所产生的距离感的地方，从而感受到3D立体的感觉。但是通常情况下，辐辏面与虚像面不重合，用户双眼在虚像面和辐辏面之间不断进行调节，这种调节过程容易导致用户在观察图像时候产生眩晕恶心，并且当虚像面与辐辏面的分离距离越大时，产生的辐辏调节冲突程度越大，从而更容易使用户产生不良反应。现有的增强现实设备中，由于增强现实设备只能提供一个或两个虚像面，用户需要在虚像面附近观察才能查看到小景深的3D效果图片，无法有效的解决辐辏调节冲突的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种光波导组件、显示系统、增强现实设备及显示方法，旨在解决现有技术中用户使用增强现实设备时无法有效的解决辐辏调节冲突，容易使用户产生视觉疲劳和眩晕恶心的问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种光波导组件，应用于增强现实设备，所述光波导组件包括光波导本体与第一全息元件，所述第一全息元件设于所述光波导本体的耦出区域一侧，所述第一全息元件为离轴全息元件且具有光焦度；光线从所述光波导本体的耦入区域进入所述光波导本体，并从所述光波导本体的耦出区域射出后进入所述第一全息元件，光线从所述第一全息元件射出后传输至人眼。可选的，所述第一全息元件为透射型全息元件或反射型全息元件。可选的，所述光波导组件还包括控制电路与透明电极组，所述透明电极组包括上透明电极与下透明电极，所述上透明电极与所述下透明电极设于所述第一全息元件的两侧，所述控制电路与所述上透明电极以及所述下透明电极电连接。可选的，所述上透明电极为单片结构或多片阵列结构，所述下透明电极为单片结构或阵列结构。可选的，所述上透明电极包括多个第一子透明电极，所述下透明电极包括多个第二子透明电极，多个所述第一子透明电极沿端缘相互连接，多个所述第二子透明电极沿端缘相互连接。可选的，多个所述第一子透明电极沿第一方向串联，多个所述第二子透明电极沿第二方向串联，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。可选的，所述光波导组件包括N个所述第一全息元件与M个透明电极组，N为大于1的正整数，M为大于1的正整数，N个所述第一全息元件叠加组合使用。可选的，所述光波导组件还包括第二全息元件，所述第二全息元件设于所述光波导本体的耦入区域一侧；光线经过所述第二全息元件后，从所述光波导本体的耦入区域进入所述光波导本体，并从所述光波导本体的耦出区域射出后进入所述第一全息元件，光线从所述第一全息元件射出后传输至人眼。为实现上述目的，本申请提出一种显示系统，所述显示系统包括显示单元与如上述任一项实施方式所述的光波导组件，所述显示单元发出的光线经由所述耦入元件从所述耦入区域进入所述光波导本体，光线在所述光波导本体传播后从所述耦出区域传出后进入所述耦出元件，光线经过所述耦出元件后书传输至人眼。可选的，所述显示系统包括多个所述显示单元以及分束棱镜，多个所述显示单元发出的光线进入所述分束棱镜，经过所述分束棱镜的透射或反射后，从所述分束棱镜射出，并经过所述光波导组件后传输向人眼。为实现上述目的，本申请提出一种增强现实设备，所述增强现实设备包括如上述任一项实施方式所述的显示系统。为实现上述目的，本申请提出一种显示方法，应用于显示系统，所述显示系统包括显示单元、N个第一全息元件以及N个透明电极组，N为大于或等于1的正整数，N个所述第一全息元件与N个所述透明电极组一一对应，所述显示单元用于显示成像图片，所述成像图片包括多个子图片，所述显示方法包括：获取当前显示的子图片的景深信息；根据所述景深信息确定所述子图片对应的透明电极组；控制所述透明电极组工作。可选的，根据所述景深信息确定所述子图片对应的透明电极组的步骤之前，还包括：根据所述景深信息确定所述子图片对应的第一全息元件；根据所述第一全息元件确定对应的透明电极组。本申请提出的技术方案中，所述光波导组件应用于增强现实设备，所述光波导组件包括光波导本体与第一全息元件，所述第一全息元件设于所述光波导本体的耦出区域一侧，所述第一全息元件为离轴全息元件，并且所述第一全息元件具有光焦度，光线从所述光波导本体的耦入区域进入所述光波导本体，并在所述光波导本体内通过全反射的方式进行传输，光线从所述光波导本体的耦出区域射出所述光波导本体后进入所述第一全息元件，由于所述第一全息元件具有光焦度，进入所述第一全息元件的光线进行回去后传输至人眼，通过所述第一全息元件，使用户在通过所述光波导组件进行观察时，能够通过所述光波导本体的光线在所述第一全息元件进行汇聚，并形成一个虚像面，而不会使每次全反射形成的衍射形成多个虚像面，消除了鬼像的影响，有效提高成像质量。从而解决了现有技术中用户使用增强现实设备时无法有效的解决辐辏调节冲突，容易使用户产生视觉疲劳和眩晕恶心的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术光波导组件的一实施例的结构示意图；图2是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图3是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图4是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图5是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图6是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图7是现有技术中的光波导组件的光路示意图；图8是本专利技术光波导组件中全息元件具有光焦度的光路示意图；图9是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图10是本专利技术光波导组件的又一实施例的结构示意图；图11是本专利技术显示系统具有多个全息元件一实施例的显示示意图；图12是本专利技术显示系统具有多个全息元件又一实施例的显示示意图；图13是本专利技术显示系统具有多个显示单元的结构示意图；图14是本专利技术显示方法的一实施例的结构示意图；图15是本专利技术显示方法的又一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称...

【技术保护点】
1.一种光波导组件，其特征在于，应用于增强现实设备，所述光波导组件包括光波导本体与第一全息元件，所述第一全息元件设于所述光波导本体的耦出区域一侧，所述第一全息元件为离轴全息元件且具有光焦度；/n光线从所述光波导本体的耦入区域进入所述光波导本体，并从所述光波导本体的耦出区域射出后进入所述第一全息元件，光线从所述第一全息元件射出后传输至人眼。/n

【技术特征摘要】
1.一种光波导组件，其特征在于，应用于增强现实设备，所述光波导组件包括光波导本体与第一全息元件，所述第一全息元件设于所述光波导本体的耦出区域一侧，所述第一全息元件为离轴全息元件且具有光焦度；
光线从所述光波导本体的耦入区域进入所述光波导本体，并从所述光波导本体的耦出区域射出后进入所述第一全息元件，光线从所述第一全息元件射出后传输至人眼。


2.如权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述第一全息元件为透射型全息元件或反射型全息元件。


3.如权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导组件还包括控制电路与透明电极组，所述透明电极组包括上透明电极与下透明电极，所述上透明电极与所述下透明电极设于所述第一全息元件的两侧，所述控制电路与所述上透明电极以及所述下透明电极电连接。


4.如权利要求3所述的光波导组件，其特征在于，所述上透明电极为单片结构或多片阵列结构，所述下透明电极为单片结构或阵列结构。


5.如权利要求3所述的光波导组件，其特征在于，所述上透明电极包括多个第一子透明电极，所述下透明电极包括多个第二子透明电极，多个所述第一子透明电极沿端缘相互连接，多个所述第二子透明电极沿端缘相互连接。


6.如权利要求5所述的光波导组件，其特征在于，多个所述第一子透明电极沿第一方向串联，多个所述第二子透明电极沿第二方向串联，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。


7.如权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导组件包括N个所述第一全息元件与M个透明电极组，N为大于1的正整数，M为大于1的正整数，N个所述第一全息元件叠加组合使用。


8.如权利要求1所述的光波导组件，其特征在于，所述光波导组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵恩，赵东峰，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37