显示设备和眼镜制造技术

本申请提供一种显示设备和眼镜，显示设备包括光波导、第一投射器、第二投射器、至少一个光感测组件和反馈追踪装置。第一投射器、第二投射器分别将波长为可见光波长的第一光、波长为第二波长的第二光投射至耦入装置。光感测组件与耦出装置对应设置，光感测组件包括至少一个成像装置。反馈追踪装置电连接至第一投射器和光感测组件。耦入装置将第一光和第二光耦入波导基板，耦出装置将第一光和第二光至少部分地耦出波导基板至人眼，光感测组件用于接收人眼反射的第二光，反馈追踪装置根据光感测组件接收的第二光调整第一投射器，使耦出装置耦出的第一光追随人眼的视线。本申请的显示设备结构简单，可以呈现眼动追踪的增强现实显示效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
显示设备和眼镜


[0001]本申请总地涉及光学
，更具体地涉及一种显示设备及眼镜。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，AR（Augmented Reality）增强现实技术作为一种十分智能、便携的显示技术正慢慢的走向大众，其主要特点是将虚拟画面叠加在现实场景之上，可以实现让人们在观看虚拟画面的同时还可以观看现实场景。
[0003]基于光波导的增强现实显示设备具有耦入装置和耦出装置，其中，耦入装置将载有图像信息的入射光耦入波导基板中。耦出装置对该载有图像信息的光进行传播和扩展，同时将光从波导基板中耦出，形成耦出光场。眼睛接收耦出光场的光，从而可以例如观察到入射光所载图像。
[0004]在类似的显示设备中，可以增加眼动追踪系统，该眼动追踪系统通过成像装置收集眼睛的虹膜、瞳孔、视网膜等图像来计算视觉中心点，从而获取眼球注视的方向，再反馈给图像投射装置，以将投射图像呈现在以眼球注视方向为中心的位置，实现投射图像实时保持在眼球正视中心的效果。
[0005]而目前具有眼动追踪功能的显示设备结构较为复杂，成像效果有待提高。因此，有必要对传统的显示设备进行改进，以解决至少一个技术问题。

技术实现思路

[0006]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]为至少部分地解决上述问题，本申请第一方面提供了一种显示设备，包括：光波导，包括波导基板、耦入装置和至少一个耦出装置，所述耦入装置和所述耦出装置在所述波导基板上沿所述波导基板的长度方向排列；第一投射器，用于将波长为可见光波长的第一光投射至所述耦入装置；第二投射器，用于将波长为第二波长的第二光投射至所述耦入装置；至少一个光感测组件，与所述耦出装置对应设置，所述光感测组件包括至少一个成像装置；和反馈追踪装置，分别电连接至所述第一投射器和所述光感测组件，其中，所述耦入装置用于将所述第一光和所述第二光耦入所述波导基板，所述耦出装置用于将所述第一光和所述第二光至少部分地耦出所述波导基板至人眼，所述至少一个光感测组件用于接收人眼反射的所述第二光，所述反馈追踪装置用于根据所述光感测组件接收的所述第二光调整所述第一投射器，以使所述耦出装置耦出的所述第一光追随人眼的视线。
[0008]根据本申请的显示设备，可以呈现具有眼动追踪功能的增强现实显示效果。其中，
耦入装置可以同时用于将可见光波长的第一光和波长为第二波长的第二光耦入波导基板，耦出装置可以同时用于将第一光和第二光耦出波导基板，即第一光和第二光可共用一套波导耦合系统，实现耦入、耦出、扩展分光。本申请的显示设备中第二投射器用于眼动追踪的眼球照明光源，通过波导分光耦出后的照明光更加均匀，成像装置收集到的眼球图像质量更好。因此，本申请的显示设备结构简单，成本较低，眼球成像效果好。
[0009]可选地，所述第一投射器和所述第二投射器分别位于所述波导基板的沿厚度方向的两侧；或者所述第一投射器和所述第二投射器同时位于所述波导基板的沿厚度方向的同侧。
[0010]根据本申请，第一投射器和第二投射器位置设置灵活，可以在波导基板的同侧，也可以在波导基板的异侧。
[0011]可选地，所述耦入装置包括第一耦入光栅和第二耦入光栅，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅的周期相同，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅沿所述波导基板的宽度方向排列，所述显示设备构造为使得所述第一光投射至所述第一耦入光栅，使得所述第二光投射至所述第二耦入光栅；或者所述耦入装置包括第三耦入光栅，所述第一光和所述第二光均投射至所述第三耦入光栅。
[0012]根据本申请，耦入装置可以为一个光栅，也可以为两个不同的光栅。耦入装置为一个光栅时，第一光和第二光共用同一耦入光栅，结构简单。耦入装置为两个光栅时，两个光栅可以分别设置为适应于第一光、第二光的结构，使得对第一光和第二光的衍射效率更高。第一耦入光栅和第二耦入光栅的周期相同，第一耦入光栅和第二耦入光栅沿波导基板的宽度方向排列，使第一光和第二光分别入射到耦入光栅并衍射分光后可以共用同一耦出光栅耦出，进而使显示设备结构简单。
[0013]优选地，所述第一投射器和所述第二投射器分别位于所述波导基板沿厚度方向的两侧，所述耦入装置构造为第三耦入光栅，其中，所述第三耦入光栅用于透射式衍射所述第一光和所述第二光中的一个，并反射式衍射所述第一光和所述第二光中的另一个。
[0014]根据本申请，第一投射器和第二投射器分别位于波导基板沿厚度方向的两侧，第一光和第二光可以共用同一耦入光栅，可以使显示设备结构简单，容易制作，降低成本。
[0015]可选地，所述光波导包括两个所述耦出装置，第一耦出装置和第二耦出装置，所述耦入装置沿所述波导基板的长度方向位于所述第一耦出装置与所述第二耦出装置的中间位置；所述第二投射器构造为用于向所述耦入装置投射两束不同方向的所述第二光，使得所述两束第二光分别通过所述第一耦出装置和所述第二耦出装置耦出至人眼。
[0016]根据本申请，采用一个投射器即可实现双眼的照明。耦入装置沿波导基板的长度方向位于第一耦出装置与第二耦出装置的中间位置，耦入装置向两侧分光，使双目均观察到第一光的图像，且双目均能被第二光照明。第二投射器向耦入装置投射两束不同方向的第二光，使用一个第二投射器可以使双目均被照明，显示设备的结构设计简单。
[0017]优选地，所述第一投射器和所述第二投射器分别位于所述波导基板的沿厚度方向的两侧，所述耦入装置构造为第三耦入光栅，其中，所述第三耦入光栅用于透射式衍射所述第一光和所述第二光中的一个，并反射式衍射所述第一光和所述第二光中的另一个。
[0018]根据本申请，在可以双目观察的显示设备中，第一投射器和第二投射器在波导基板的异侧设置，可以共用同一耦入光栅将投射的光衍射到耦出装置，使两眼球均可以观察到图像同时均被用于眼动追踪的投射光照明。相对于第一投射器和第二投射器在波导基板同侧设置的情况，可以减小耦入光栅的面积。
[0019]可选地，所述显示设备构造为使得所述两束第二光投射至所述第三耦入光栅的入射角相等。
[0020]根据本申请，两束第二光投射至耦入光栅的入射角相等，可以使光栅设计简单，耦出光波导的光出射角相同。
[0021]可选地，所述显示设备构造为使得所述第三耦入光栅向两侧衍射分光的效率相同。
[0022]根据本申请，双目接收到的光的强度相同。
[0023]可选地，所述第三耦入光栅具有对称结构。
[0024]根据本申请，第三耦入光栅具有对称结构可使得第三耦入光栅向两侧衍射分光的效率相同，两个耦出装置可以对称设置。
[0025]可选地，所述第三耦入光栅的表面构造有镀膜。
[0026]根据本申请，光栅表面镀膜可以提升衍射效率。
[0027]可选地，所述第二投射器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显示设备，其特征在于，包括：光波导，包括波导基板、耦入装置和至少一个耦出装置，所述耦入装置和所述耦出装置在所述波导基板上沿所述波导基板的长度方向排列；第一投射器，用于将波长为可见光波长的第一光投射至所述耦入装置；第二投射器，用于将波长为第二波长的第二光投射至所述耦入装置；至少一个光感测组件，与所述耦出装置对应设置，所述光感测组件包括至少一个成像装置；和反馈追踪装置，分别电连接至所述第一投射器和所述光感测组件，其中，所述耦入装置用于将所述第一光和所述第二光耦入所述波导基板，所述耦出装置用于将所述第一光和所述第二光至少部分地耦出所述波导基板至人眼，所述至少一个光感测组件用于接收人眼反射的所述第二光，所述反馈追踪装置用于根据所述光感测组件接收的所述第二光调整所述第一投射器，以使所述耦出装置耦出的所述第一光追随人眼的视线。2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一投射器和所述第二投射器分别位于所述波导基板的沿厚度方向的两侧；或者所述第一投射器和所述第二投射器同时位于所述波导基板的沿厚度方向的同侧。3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述耦入装置包括第一耦入光栅和第二耦入光栅，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅的周期相同，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅沿所述波导基板的宽度方向排列，所述显示设备构造为使得所述第一光投射至所述第一耦入光栅，使得所述第二光投射至所述第二耦入光栅；或者所述耦入装置包括第三耦入光栅，所述第一光和所述第二光均投射至所述第三耦入光栅。4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一投射器和所述第二投射器分别位于所述波导基板沿厚度方向的两侧，所述耦入装置构造为第三耦入光栅，其中，所述第三耦入光栅用于透射式衍射所述第一光和所述第二光中的一个，并反射式衍射所述第一光和所述第二光中的另一个。5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述光波导包括两个所述耦出装置，第一耦出装置和第二耦出装置，所述耦入装置沿所述波导基板的长度方向位于所述第一耦出装置与所述第二耦出装置的中间位置；所述第二投射器构造为用于向所述耦入装置投射两束不同方向的所述第二光，使得所述两束第二光分别通过所述第一耦出装置和所述第二耦出装置耦出至人眼。6.根据权利要求5所述的显示设备，其特征在于，所述第一投射器和所述第二投射器分别位于所述波导基板的沿厚度方向的两侧，所述耦入装置构造为第三耦入光栅，其中，所述第三耦入光栅用于透射式衍射所述第一光和所述第二光中的一个，并反射式衍射所述第一光和所述第二光中的另一个。7.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备构造为使得所述两束第二光投射至所述第三耦入光栅的入射角相等。8.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备构造为使得所述第三耦
入光栅向两侧衍射分光的效率相同。9.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，所述第三耦入光栅具有对称结构。10.根据权利要求6所述的显示设...

【专利技术属性】
技术研发人员：范真涛，朱庆峰，隋磊，田克汉，
申请(专利权)人：驭光科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：