本发明专利技术是关于一种增强现实近眼显示装置，包括：光机系统、第一波导组和第二波导组，其中，第二波导组和第一波导组平行放置，且第二波导组的两端通过框胶连接至第一波导组的两端的下表面；光机系统，用于出射光线至第一波导组的耦入区域；第一波导组，包括耦入光栅、第一波导板和第一耦出光栅，光线经耦入光栅进入波导板，并以全反射方式传播至第一耦出光栅，经第一耦出光栅将负一级衍射光线耦出至人眼，同时将正一级衍射光线耦出至第二波导组；第二波导组，包括第二耦出光栅、第二波导板和耦出元件，正一级衍射光线经第二耦出光栅重新耦入第二波导板，在第二波导板中以全反射方式传播至耦出元件，通过耦出元件耦出。通过耦出元件耦出。通过耦出元件耦出。
【技术实现步骤摘要】
增强现实近眼显示装置
[0001]本公开涉及增强现实
，尤其涉及一种增强现实近眼显示装置。
技术介绍
[0002]增强现实(AR)技术，借助计算机图形技术和可视化技术产生物理世界中不存在的虚拟对象，并将其准确放置在物理世界中，是把周围的视觉环境与虚拟的图形信息融合，即把真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间，呈现给用户一个感知效果更丰富的新环境。现阶段AR设备已经广泛应用于工业制造、维修、医疗、军事、娱乐以及教育等领域，影响甚至改变各行各业生产生活中的某些信息交互方式，有着巨大的潜在应用价值。
[0003]在AR近眼显示系统中，最核心的光学硬件部分就是波导耦合元件，目前应用较为广泛的AR近眼显示用耦合元件主要有基于几何光学的阵列排布的分光膜；以及基于衍射光学的体全息光栅等。体全息光栅是利用全息干涉技术制备的一种衍射光栅，通过两束相干光干涉，在感光材料内部形成一系列明暗相间的干涉条纹，使得感光材料的折射率分布根据明暗条纹发生变化。由于体全息光栅具备杂散光少，负一级衍射光效率高，波长以及角度选择性好等诸多优势，尤其反射型体全息光栅具有更大的衍射角度响应带宽，以及更窄的衍射波长响应带宽(色散低)，于是反射型体全息光栅被主要应用于全息波导显示领域。但是当反射型体全息光栅被用于全息波导耦出器件时，由于其正一级衍射光效率也很高，而这部分光线会反方向透射到外界，这样当有人从波导反方向观察时，也能看到清晰的像，大大地降低了增强现实近眼显示设备的隐蔽性。
技术实现思路
[0004]为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种增强现实近眼显示装置，从而加强增强现实近眼显示设备的隐蔽性。
[0005]根据本公开实施例的第一方面，提供一种增强现实近眼显示装置，所述装置包括：光机系统、第一波导组和第二波导组，其中，所述第二波导组和所述第一波导组平行放置，且所述第二波导组的两端通过框胶连接至所述第一波导组的两端的下表面；
[0006]所述光机系统，用于出射光线至所述第一波导组的耦入区域；
[0007]所述第一波导组，包括耦入光栅、第一波导板和第一耦出光栅，所述光线经耦入光栅进入所述第一波导板，并在所述第一波导板内以全反射方式传播至所述第一耦出光栅，经所述第一耦出光栅将负一级衍射光线耦出至人眼，同时将正一级衍射光线耦出至所述第二波导组；
[0008]所述第二波导组，包括第二耦出光栅、第二波导板和耦出元件，所述正一级衍射光线经所述第二耦出光栅重新耦入所述第二波导板，在所述第二波导板中以全反射方式传播至所述耦出元件，通过所述耦出元件耦出。
[0009]在一个实施例中，优选地，所述耦出元件包括第三耦出光栅。
[0010]在一个实施例中，优选地，所述第一耦出光栅、所述第二耦出光栅和所述第三耦出光栅为三个完全相同的复用彩色体全息光栅。
[0011]在一个实施例中，优选地，所述耦出元件包括非偏振分光膜阵列。
[0012]在一个实施例中，优选地，所述耦入光栅和所述第一耦出光栅为两个成镜像对称制作的复用彩色体全息光栅，所述第二耦出光栅和所述第一耦出光栅完全相同。
[0013]在一个实施例中，优选地，所述复用彩色体全息光栅包括反射型体全息光栅。
[0014]在一个实施例中，优选地，所述复用彩色体全息光栅基于角度复用或波长复用技术制作而成。
[0015]在一个实施例中，优选地，所述光机系统包括微显示器和光学准直系统；
[0016]所述微显示器，设置于所述光学准直系统的主光轴上，用于加载并输出图像；
[0017]所述光学准直系统，位于所述微显示器的出光面，用于将所述微显示器输出的图像进行准直矫正后入射到所述第一波导组的耦入区域。
[0018]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0019]本专利技术实施例中，在传统体全息光波导装置中加入一组波导组，并通过框胶与传统体全息光波导装置粘合，可使反方向透射到外界的正一级衍射光被输出到可避开人眼范围的位置，从而加强增强现实近眼显示设备的隐蔽性。
[0020]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0022]图1是根据一示例性实施例示出的一种增强现实近眼显示装置的结构示意图。
[0023]图2是根据一示例性实施例示出的另一种增强现实近眼显示装置的结构示意图。
具体实施方式
[0024]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0025]图1是根据一示例性实施例示出的一种增强现实近眼显示装置的结构示意图，如图1所示，所述装置包括：光机系统、第一波导组和第二波导组，其中，所述第二波导组和所述第一波导组平行放置，且所述第二波导组的两端通过框胶连接至所述第一波导组的两端的下表面；
[0026]所述光机系统，用于出射光线至所述第一波导组的耦入区域；
[0027]所述第一波导组，包括耦入光栅、第一波导板1和第一耦出光栅，所述光线经耦入光栅进入所述波导板，并在所述波导板内以全反射方式传播至所述第一耦出光栅，经所述第一耦出光栅将负一级衍射光线耦出至人眼，同时将正一级衍射光线耦出至所述第二波导组；
[0028]所述第二波导组，包括第二耦出光栅、第二波导板2和耦出元件，所述正一级衍射光线经所述第二耦出光栅重新耦入所述第二波导板，在所述第二波导板中以全反射方式传播至所述耦出元件，通过所述耦出元件耦出。
[0029]如图1所示，在一个实施例中，优选地，所述耦出元件包括第三耦出光栅。
[0030]在一个实施例中，优选地，所述第一耦出光栅、所述第二耦出光栅和所述第三耦出光栅为三个完全相同的复用彩色体全息光栅。
[0031]耦出元件除了采用上述第三耦出光栅外，还可以采用其他方式实现。如图2所示，在一个实施例中，优选地，所述耦出元件包括非偏振分光膜阵列。
[0032]在一个实施例中，优选地，所述耦入光栅和所述第一耦出光栅为两个成镜像对称制作的复用彩色体全息光栅，所述第二耦出光栅和所述第一耦出光栅完全相同。
[0033]在一个实施例中，优选地，所述复用彩色体全息光栅包括反射型体全息光栅。
[0034]在一个实施例中，优选地，所述复用彩色体全息光栅基于角度复用或波长复用技术制作而成。
[0035]在一个实施例中，优选地，所述光机系统包括微显示器和光学准直系统；
[0036]所述微显示器，设置于所述光学准直系统的主光轴上，用于加载并输出图像；
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种增强现实近眼显示装置，其特征在于，所述装置包括：光机系统、第一波导组和第二波导组，其中，所述第二波导组和所述第一波导组平行放置，且所述第二波导组的两端通过框胶连接至所述第一波导组的两端的下表面；所述光机系统，用于出射光线至所述第一波导组的耦入区域；所述第一波导组，包括耦入光栅、第一波导板和第一耦出光栅，所述光线经耦入光栅进入所述第一波导板，并在所述第一波导板内以全反射方式传播至所述第一耦出光栅，经所述第一耦出光栅将负一级衍射光线耦出至人眼，同时将正一级衍射光线耦出至所述第二波导组；所述第二波导组，包括第二耦出光栅、第二波导板和耦出元件，所述正一级衍射光线经所述第二耦出光栅重新耦入所述第二波导板，在所述第二波导板中以全反射方式传播至所述耦出元件，通过所述耦出元件耦出。2.根据权利要求1所述的增强现实近眼显示装置，其特征在于，所述耦出元件包括第三耦出光栅。3.根据权利要求2所述的增强现实近眼显示装置，其特征在于，所述第一耦出光栅、所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，崔海涛，雍海波，钱进，李星，
申请(专利权)人：北京谷东网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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