一种AR显示设备制造技术

本申请涉及显示技术领域，公开了一种AR显示设备，包括：LBS结构，以及位于光束组合器上的HOE结构；LBS结构包括一个或多个LBS；HOE结构包括一个或多个HOE；HOE的总个数不小于LBS的总个数；LBS结构，用于将不同角度范围的激光光束分别投影至各HOE上；HOE结构，用于对不同角度范围的激光光束分别进行衍射，并将衍射后的光束以设定角度经过人眼瞳孔在视网膜上投影。上述AR显示设备采用HOE结构进行扩瞳，使LBS结构发射的不同角度范围的光线直接投影至位于光束组合器上的HOE结构，无需使用扩散屏，避免了因使用扩散屏扩瞳造成的散斑现象，同时满足eye box尺寸的需求，整机的体积非常紧凑。整机的体积非常紧凑。整机的体积非常紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种AR显示设备


[0001]本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种AR显示设备。

技术介绍

[0002]增强现实（Augmented Reality，AR）技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。AR HUD（Head Up Display，平视显示系统）可将行车信息投影到驾驶员前面的前挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。佩戴AR眼镜时可享受3D观影体验。现有的以激光束扫描（laser beam scanning，LBS）为光源的HUD或AR眼镜一般是将激光束扫描的光点打在一块扩散屏上，令原来准直的光束发生一定角度范围的散射，实现扩瞳的功能；然后，再以此扩散屏上的图像作为图像源，通过后续的光学系统成一定距离和大小的虚像。
[0003]但是，由于激光的相干性，当它通过表面粗糙的器件时，容易发生干涉，产生明暗间隔的图像，称之为激光散斑。这里扩散屏就是一个通过表面粗糙的微结构来实现散射的器件，会造成显示图案的明暗变化，降低图像的显示质量。然而上述应用中，如果不使用扩散屏，则eye box（眼盒）会变得非常小，仅为LBS准直激光光束的直径。而且在使用扩散屏的结构中，还包含了图像生成单元、自由曲面反射镜等器件，随着视场角的增加，整个光机体积也会相应增加，限制车载上或眼镜上的应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种AR显示设备，可以避免因使用扩散屏扩瞳造成的散斑现象，同时满足eye box尺寸的需求，且体积紧凑。其具体方案如下：一种AR显示设备，包括：LBS结构，以及位于光束组合器上的HOE结构；所述LBS结构包括一个或多个LBS；所述HOE结构包括一个或多个HOE；所述HOE的总个数不小于所述LBS的总个数；所述LBS结构，用于将不同角度范围的激光光束分别投影至各所述HOE上；所述HOE结构，用于对所述不同角度范围的激光光束分别进行衍射，并将衍射后的光束以设定角度经过人眼瞳孔，在视网膜上投影。
[0005]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，所述HOE结构贴附在基底上；所述基底为所述光束组合器或贴附在所述光束组合器上的薄膜。
[0006]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，所述HOE结构由多层不同的HOE膜层组成；每层所述HOE膜层包括一个或多个所述HOE；任意两层所述HOE膜层中的所述HOE在所述基底上的投影具有重叠区域。
[0007]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，所述LBS与所述HOE膜层一一对应；同一所述LBS发出的激光光束投影至对应的所述HOE膜层中的所述HOE上；同一所
述LBS对应的所述HOE之间没有重叠。
[0008]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，所有所述HOE膜层位于在所述基底的同一面上；或，部分所述HOE膜层位于在所述基底的一面，另一部分所述HOE膜层位于所述基底的另一面上。
[0009]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，当所述HOE膜层具有两层且每层所述HOE膜层包括两个相接的所述HOE时，两层所述HOE膜层均位于所述基底的同一面上，且两层所述HOE膜层中的所述HOE具有重叠区域；或，两层所述HOE膜层分别位于所述基底的不同面上，且两层所述HOE膜层中的所述HOE在所述基底上的投影具有重叠区域。
[0010]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，所述HOE结构中的所有所述HOE位于同一层，且在同一层中形成多个光栅复用。
[0011]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，单个所述LBS发出多束不同角度范围的激光光束。
[0012]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，单个所述LBS包括激光源、准直透镜、多个具有不同设定反射率的分光部件、以及与所述分光部件一一对应的聚焦透镜。
[0013]优选地，在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，所述HOE为平面状或曲面状。
[0014]从上述技术方案可以看出，本专利技术所提供的一种AR显示设备，包括：LBS结构，以及位于光束组合器上的HOE结构；LBS结构包括一个或多个LBS；HOE结构包括一个或多个HOE；HOE的总个数不小于LBS的总个数；LBS结构，用于将不同角度范围的激光光束分别投影至各HOE上；HOE结构，用于对不同角度范围的激光光束分别进行衍射，并将衍射后的光束以设定角度经过人眼瞳孔，在视网膜上投影。
[0015]本专利技术提供的上述AR显示设备，采用HOE结构来进行扩瞳，使LBS结构发射的不同角度范围的光线直接投影至位于光束组合器上的HOE结构，无需使用扩散屏，避免了因使用扩散屏扩瞳造成的散斑现象，同时满足eye box尺寸的需求，并且由于省去了其他光学器件，使得整机的体积非常紧凑。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的AR显示设备的结构示意图之一；图2为本专利技术实施例提供的AR显示设备的结构示意图之二；图3为本专利技术实施例提供的AR显示设备的结构示意图之三；图4为本专利技术实施例提供的多个HOE分布示意图之一；图5为本专利技术实施例提供的多个HOE分布示意图之二；图6为本专利技术实施例提供的单个LBS发出多束不同角度范围的激光光束的原理示
意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提供一种AR显示设备，如图1至图3所示，包括：LBS结构，以及位于光束组合器上的HOE（Holographic Optical Elements，全息光学元件）结构；LBS结构包括一个或多个LBS；HOE结构包括一个或多个HOE；HOE的总个数不小于LBS的总个数；LBS结构，用于将不同角度范围的激光光束分别投影至各HOE上；HOE结构，用于对不同角度范围的激光光束分别进行衍射，并将衍射后的光束以设定角度经过人眼瞳孔，在视网膜上投影。
[0020]图1至图3中示出了HOE结构包括HOE 1、HOE 2、HOE 3、HOE 4；LBS结构包括LBS 10、LBS 20。关于HOE和LBS的总个数可以根据实际情况而调整，需要满足令m个LBS的光束直接投影到k个HOE上（k≥m）。
[0021]在本专利技术实施例提供的上述AR显示设备中，采用HOE结构来进行扩瞳，使LBS结构发射的不同角度范围的光线直接投影至位于光束组合器上的HOE结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AR显示设备，其特征在于，包括：LBS结构，以及位于光束组合器上的HOE结构；所述LBS结构包括一个或多个LBS；所述HOE结构包括一个或多个HOE；所述HOE的总个数不小于所述LBS的总个数；所述LBS结构，用于将不同角度范围的激光光束分别投影至各所述HOE上；所述HOE结构，用于对所述不同角度范围的激光光束分别进行衍射，并将衍射后的光束以设定角度经过人眼瞳孔，在视网膜上投影。2.根据权利要求1所述的AR显示设备，其特征在于，所述HOE结构贴附在基底上；所述基底为所述光束组合器或贴附在所述光束组合器上的薄膜。3.根据权利要求2所述的AR显示设备，其特征在于，所述HOE结构由多层不同的HOE膜层组成；每层所述HOE膜层包括一个或多个所述HOE；任意两层所述HOE膜层中的所述HOE在所述基底上的投影具有重叠区域。4.根据权利要求3所述的AR显示设备，其特征在于，所述LBS与所述HOE膜层一一对应；同一所述LBS发出的激光光束投影至对应的所述HOE膜层中的所述HOE上；同一所述LBS对应的所述HOE之间没有重叠。5.根据权利要求4所述的AR...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，张卓鹏，魏一振，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：