增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法，体全息光波导结构包括多个耦入光栅、多个耦出光栅和光波导，其中，多个耦入光栅设置在光波导中，用于将不同颜色的光耦入至光波导中；光波导用于使耦入至其中的光产生全内反射；多个耦出光栅相对的设置在光波导中，并与多个耦入光栅相对应，用于将对应的耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出光波导。本发明专利技术提供的增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法能够实现彩色图像的显示，提高显示效果，提升用户体验。

【技术实现步骤摘要】
增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法
本专利技术涉及显示
，具体地，涉及一种增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality，简称AR)技术是将真实世界信息和虚拟世界信息集成在一起的新技术，其将原本在现实世界的一定时间和空间范围内较难体验到的实体信息通过电脑等科学技术的模拟仿真后再叠加，将虚拟世界信息应用到真实世界中，并被人类感官所感知，从而实现超越现实的感官体验，真实环境和虚拟物体重叠在同一个画面或空间中同时存在。目前增强现实显示设备，对于体全息光波导显示方案，由于光栅的波长选择性，使得采用体全息光波导结构的增强现实显示设备只能实现单色画面的显示，显示效果较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种增强现实显示设备、体全息光波导结构及其制备方法，其能够实现彩色图像的显示，提高显示效果，提升用户体验。为实现本专利技术的目的而提供一种体全息光波导结构，包括多个耦入光栅、多个耦出光栅和光波导，其中，多个所述耦入光栅设置在所述光波导中，用于将不同颜色的光耦入至所述光波导中；所述光波导用于使耦入至其中的光产生全内反射；多个所述耦出光栅相对的设置在所述光波导中，并与多个所述耦入光栅相对应，用于将对应的所述耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述光波导。优选的，所述光波导的数量为多个，多个所述光波导相对间隔设置，且相邻的两个所述光波导之间填充有折射率低于相邻的两个所述光波导材料的介质，多个所述耦入光栅分别设置在多个所述光波导中，多个所述耦出光栅分别设置在多个所述光波导中，并与对应的所述耦入光栅设置在同一所述光波导中。优选的，所述光波导的数量为两个，分别为第一光波导和第二光波导，所述耦入光栅的数量为三个，分别为第一耦入光栅、第二耦入光栅和第三耦入光栅，与多个所述耦入光栅对应的所述耦出光栅的数量为三个，分别第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅，其中，所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅相对的设置在所述第一光波导中，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅设置在所述第一光波导中，并位于第一耦出光栅和所述第二耦出光栅的两侧，所述第三耦入光栅和所述第三耦出光栅设置在所述第二光波导中。优选的，所述第三耦入光栅与所述第一耦入光栅或所述第二耦入光栅相对设置。优选的，所述体全息光波导结构还包括对应于所述第三耦出光栅的第四耦入光栅，所述第四耦入光栅设置在所述第二光波导中，并与所述第三耦入光栅位于所述第三耦出光栅的两侧，用于将与所述第三耦入光栅耦入的光的颜色相同的光耦入至所述第二光波导中，所述第三耦出光栅用于将所述第四耦入光栅耦入的光与所述第三耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述第二光波导。优选的，所述第三耦入光栅与所述第一耦入光栅相对设置，所述第四耦入光栅与所述第二耦入光栅相对设置；或者，所述第三耦入光栅与所述第二耦入光栅相对设置，所述第四耦入光栅与所述第一耦入光栅相对设置。优选的，所述第一耦入光栅、所述第二耦入光栅和所述第三耦入光栅用于将光学三原色中的不同颜色的光耦入至其所在的所述光波导中。本专利技术还提供一种体全息光波导制备方法，用于制备如本专利技术提供的体全息光波导结构，包括以下步骤：在所述光波导上涂覆光敏涂层；分别向所述光敏涂层上与多个所述耦入光栅和多个所述耦出光栅对应的位置发射相互相干的第一相干光和第二相干光；对所述光敏涂层进行曝光、显影及定影工艺，形成多个所述耦入光栅和多个所述耦出光栅；其中，对应耦入光栅的所述第一相干光的波长与所述耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述耦入光栅所需使耦入的光产生衍射的衍射方向相同，对应耦出光栅的所述第一相干光的波长与所述耦出光栅对应的所述耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述耦出光栅对应的所述耦入光栅耦入的光入射至所述耦出光栅的入射方向相同，对应所述耦入光栅或所述耦出光栅的所述第二相干光的入射方向与所述耦入光栅或所述耦出光栅垂直。优选的，用于制备如本专利技术提供的体全息光波导结构，向所述第三耦出光栅依次发射两组所述第一相干光和所述第二相干光，一组的所述第一相干光的波长与所述第三耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述第三耦入光栅所需使耦入的光产生衍射的衍射方向相同，另一组的所述第一相干光的波长与所述第四耦入光栅对应的颜色的光的波长相同，入射方向与所述第四耦入光栅所需使耦入的光产生衍射的衍射方向相同，两组的所述第二相干光的入射方向与所述第三耦出光栅垂直。本专利技术还提供一种增强现实显示设备，包括图像发生组件和如本专利技术提供的体全息光波导结构，其中，所述图像发生组件用于分别向所述体全息光波导结构的多个所述耦入光栅发射对应的颜色的待显示图像光，所述体全息光波导结构用于将不同颜色的待显示图像光同轴且同向的耦出。优选的，包括如本专利技术提供的体全息光波导结构，所述图像发生组件包括第一图像发生部件和第二图像发生部件，其中，所述第一图像发生部件用于向所述第三耦入光栅和与所述第三耦入光栅相对设置的耦入光栅发射对应的颜色的待显示图像光，所述第二图像发生部件用于向未与所述第三耦入光栅相对设置的耦入光栅发射对应的颜色的待显示图像光。优选的，包括如本专利技术提供的体全息光波导结构，所述图像发生组件包括第一图像发生部件和第二图像发生部件，其中，所述第一图像发生部件用于向所述第三耦入光栅和与所述第三耦入光栅相对设置的耦入光栅发射对应的颜色的待显示图像光，所述第二图像发生部件用于向所述第四耦入光栅和与所述第四耦入光栅相对设置的耦入光栅发射对应的颜色的待显示图像光。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的体全息光波导结构，借助多个耦入光栅将不同颜色的光耦入至光波导中，以借组光波导使耦入至其中的光产生全内反射，将耦入至其中的不同颜色的光传导至多个耦出光栅，以借助多个耦出光栅将对应的耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出光波导，使不同颜色的光同轴且同向的耦出，这样就可以通过将不同颜色所显示的待显示图像叠加在一起形成彩色图像，从而能够实现彩色图像的显示，提高显示效果，提升用户体验。本专利技术提供的体全息光波导制备方法，通过制备如本专利技术提供的体全息光波导结构，能够实现彩色图像的显示，提高显示效果，提升用户体验。本专利技术提供的增强现实显示设备，借助本专利技术提供的体全息光波导结构将不同颜色的待显示图像光同轴且同向的耦出，以通过将不同颜色所显示的待显示图像叠加在一起形成彩色图像，从而能够实现彩色图像的显示，提高显示效果，提升用户体验。附图说明图1为本专利技术实施例提供的增强现实显示设备及体全息光波导结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的增强现实显示设备及体全息光波导结构传导红光待显示图像和绿光待显示图像的示意图；图3为本专利技术实施例提供的增强现实显示设备及体全息光波导结构传导蓝光待显示图像和下一画面的蓝光待显示图像的示意图；图4为本专利技术实施例提供的增强现实显示设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体全息光波导结构，其特征在于，包括多个耦入光栅、多个耦出光栅和光波导，其中，多个所述耦入光栅设置在所述光波导中，用于将不同颜色的光耦入至所述光波导中；/n所述光波导用于使耦入至其中的光产生全内反射；/n多个所述耦出光栅相对的设置在所述光波导中，并与多个所述耦入光栅相对应，用于将对应的所述耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述光波导。/n

【技术特征摘要】
1.一种体全息光波导结构，其特征在于，包括多个耦入光栅、多个耦出光栅和光波导，其中，多个所述耦入光栅设置在所述光波导中，用于将不同颜色的光耦入至所述光波导中；
所述光波导用于使耦入至其中的光产生全内反射；
多个所述耦出光栅相对的设置在所述光波导中，并与多个所述耦入光栅相对应，用于将对应的所述耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述光波导。


2.根据权利要求1所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述光波导的数量为多个，多个所述光波导相对间隔设置，且相邻的两个所述光波导之间填充有折射率低于相邻的两个所述光波导材料的介质，多个所述耦入光栅分别设置在多个所述光波导中，多个所述耦出光栅分别设置在多个所述光波导中，并与对应的所述耦入光栅设置在同一所述光波导中。


3.根据权利要求2所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述光波导的数量为两个，分别为第一光波导和第二光波导，所述耦入光栅的数量为三个，分别为第一耦入光栅、第二耦入光栅和第三耦入光栅，与多个所述耦入光栅对应的所述耦出光栅的数量为三个，分别第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅，其中，所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅相对的设置在所述第一光波导中，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅设置在所述第一光波导中，并位于第一耦出光栅和所述第二耦出光栅的两侧，所述第三耦入光栅和所述第三耦出光栅设置在所述第二光波导中。


4.根据权利要求3所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述第三耦入光栅与所述第一耦入光栅或所述第二耦入光栅相对设置。


5.根据权利要求3所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述体全息光波导结构还包括对应于所述第三耦出光栅的第四耦入光栅，所述第四耦入光栅设置在所述第二光波导中，并与所述第三耦入光栅位于所述第三耦出光栅的两侧，用于将与所述第三耦入光栅耦入的光的颜色相同的光耦入至所述第二光波导中，所述第三耦出光栅用于将所述第四耦入光栅耦入的光与所述第三耦入光栅耦入的光同轴且同向的耦出所述第二光波导。


6.根据权利要求5所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述第三耦入光栅与所述第一耦入光栅相对设置，所述第四耦入光栅与所述第二耦入光栅相对设置；或者，所述第三耦入光栅与所述第二耦入光栅相对设置，所述第四耦入光栅与所述第一耦入光栅相对设置。


7.根据权利要求3所述的体全息光波导结构，其特征在于，所述第一耦入光栅、所述第二耦入光栅和所述第三耦入光栅用于将光学三原色中的不同颜色的光耦入至其所在的所述光波导中。


8.一种体全息光波导制备方法，用于制备如权利要求1-7任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，石常洪，钟娴，林剑涛，吴振钿，刘耀，陈曦，张千，林庆祥，
申请(专利权)人：福州京东方光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35