[發明專利]光波導組件、顯示系統、增強現實設備及顯示方法

有效

• 申請號: 202010057781.3
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111175976B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 趙恩;趙東峰
• 申請（專利權）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開一種光波導組件、顯示系統、增強現實設備及顯示方法，所述光波導組件應用于增強現實設備，所述光波導組件包括光波導本體與第一全息元件，所述第一全息元件設于所述光波導本體的耦出區域一側，所述第一全息元件為離軸全息元件且具有光焦度；光線從所述光波導本體的耦入區域進入所述光波導本體，并從所述光波導本體的耦出區域射出后進入所述第一全息元件，光線從所述第一全息元件射出后傳輸至人眼。本發明提供一種光波導組件、顯示系統、增強現實設備及顯示方法，旨在解決現有技術中用戶使用增強現實設備時無法有效的解決輻輳調節沖突，容易使用戶產生視覺疲勞和眩暈惡心的問題。

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種光波導組件、顯示系統、增強現實設備及顯示方法。

背景技術

增強現實(Augmented Reality，AR)技術中，通常采用光柵作為成像元件，由于光柵無法提供光焦度，因此會限制增強現實設備顯示的效果。

在現有的采用光波導的增強現實技術中，為了實現圖像的3D顯示，通常是才用雙目視覺差的方式實現，通過雙眼分別顯示不同的圖像從而使用戶產生立體視覺效果，用戶的雙眼聚焦在虛像面并看清圖像時，兩張不同的圖像經過視網膜會在使用戶能夠觀察到具有距離感的圖像，但是圖像的距離感會出發人眼的輻輳反射，雙眼內聚，并試圖重新聚焦在大腦所產生的距離感的地方，從而感受到3D立體的感覺。但是通常情況下，輻輳面與虛像面不重合，用戶雙眼在虛像面和輻輳面之間不斷進行調節，這種調節過程容易導致用戶在觀察圖像時候產生眩暈惡心，并且當虛像面與輻輳面的分離距離越大時，產生的輻輳調節沖突程度越大，從而更容易使用戶產生不良反應。

現有的增強現實設備中，由于增強現實設備只能提供一個或兩個虛像面，用戶需要在虛像面附近觀察才能查看到小景深的3D效果圖片，無法有效的解決輻輳調節沖突的問題。

發明內容

本發明提供一種光波導組件、顯示系統、增強現實設備及顯示方法，旨在解決現有技術中用戶使用增強現實設備時無法有效的解決輻輳調節沖突，容易使用戶產生視覺疲勞和眩暈惡心的問題。

為實現上述目的，本發明提出了一種光波導組件，應用于增強現實設備，所述光波導組件包括光波導本體與第一全息元件，所述第一全息元件設于所述光波導本體的耦出區域一側，所述第一全息元件為離軸全息元件且具有光焦度；

光線從所述光波導本體的耦入區域進入所述光波導本體，并從所述光波導本體的耦出區域射出后進入所述第一全息元件，光線從所述第一全息元件射出后傳輸至人眼。

可選的，所述第一全息元件為透射型全息元件或反射型全息元件。

可選的，所述光波導組件還包括控制電路與透明電極組，所述透明電極組包括上透明電極與下透明電極，所述上透明電極與所述下透明電極設于所述第一全息元件的兩側，所述控制電路與所述上透明電極以及所述下透明電極電連接。

可選的，所述上透明電極為單片結構或多片陣列結構，所述下透明電極為單片結構或陣列結構。

可選的，所述上透明電極包括多個第一子透明電極，所述下透明電極包括多個第二子透明電極，多個所述第一子透明電極沿端緣相互連接，多個所述第二子透明電極沿端緣相互連接。

可選的，多個所述第一子透明電極沿第一方向串聯，多個所述第二子透明電極沿第二方向串聯，所述第一方向與所述第二方向相互垂直。

可選的，所述光波導組件包括N個所述第一全息元件與M個透明電極組，N為大于1的正整數，M為大于1的正整數，N個所述第一全息元件疊加組合使用。

可選的，所述光波導組件還包括第二全息元件，所述第二全息元件設于所述光波導本體的耦入區域一側；

光線經過所述第二全息元件后，從所述光波導本體的耦入區域進入所述光波導本體，并從所述光波導本體的耦出區域射出后進入所述第一全息元件，光線從所述第一全息元件射出后傳輸至人眼。