[發明專利]一種顯示系統和便攜式3D顯示智能眼鏡

在審

• 申請號: 202010072570.7
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111158149A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張夢華;葛平蘭;馮振軍;徐忠法
• 申請（專利權）人: 奧提贊光晶(山東)顯示科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B30/37;G02B30/30
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 趙奕

本發明公開了一種顯示系統和便攜式3D顯示智能眼鏡，顯示系統光波導基體和圖像源，所述光波導基體上設有輸入光柵、折疊光柵、輸出光柵；所述輸入光柵位于折疊光柵的光線輸入端，所述輸出光柵位于折疊光柵的光線輸出端；所述圖像源的光線由輸入光柵衍射至光波導基體中，在光波導基體中以大于全反射角的角度向折疊光柵傳播，并經輸出光柵輸出可視圖像，以解決目前AR設備體積過于龐大、笨重、無法折疊收納的問題，可操作性高，設備結構簡單，可以大批量生產，成本低廉。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種顯示系統和便攜式3D顯示智能眼鏡。

背景技術

智能眼鏡指的是像智能手機一樣，具有獨立的操作系統，可以安裝軟件、游戲等各種程序的眼鏡設備。其可以將虛擬的信息疊加在現實的場景上，即混合現實技術。它是計算機軟硬件技術、傳感技術、機器人技術、人工智能及行為心理學等科學領域飛速發展的結晶。可以廣泛應用到醫學領域、娛樂和藝術領域、軍事和航天領域、管理工程領域、室內設計領域、工業仿真領域、游戲領域、教育領域等。

由于其獨有的技術優越性，目前很多廠商都在開發此類智能眼鏡，圖像源投射的影像一般為2D的；實現3D顯示有如下幾個手段：一、左右眼分別投影兩個圖像源信息，兩個圖像源分別顯示左右眼具有視差的圖像，從而達到3D顯示的目的；二、采用偏振分光法，通過兩個圖像源播放兩個攝像機拍下的圖像源，用戶使用時，需要在眼前添加兩個偏振軸垂直的偏振片，使得左右眼對應的信息進入相應的眼睛，從而達到3D顯示的效果；三、采用光柵式，原理同樣是將左右眼的信息分別投送到對應的眼睛中；四、全息式，利用光波的干涉，記錄物光的振幅與相位，在觀看時，使用參考光照射在干涉圖像上即可出現3D圖像，該圖像為物體的真全部信息，因此可以裸眼觀看。

以上技術有其一定的局限性：方法一需要兩個圖像源顯示同一個圖像，如果兩個圖像不是同時進入人的左右眼，將會產生災難性的后果，另外具有視差的圖像源制備也非常復雜；方法二一般在影院使用，無法使用在智能眼鏡上；方法三一般使用在電視上或者手機平板等終端，無法應用在智能眼鏡上，另外使用該技術會使得圖像源的清晰度變得很差；方法四無法放映動態圖像，且目前全息圖的刷新頻率以及儲存空間都非常有限，一般展示的全息圖為靜態的，主流的雙目投影的智能眼鏡采用的是在鏡腿上分別安裝兩個圖像源，圖像源的信息經過中繼系統準直后，進入眼鏡的顯示模塊，再經過顯示模塊進入人眼，這樣就導致智能眼鏡的鏡腿無法像普通眼鏡那樣進行折疊，體積比較大。另外，目前市面上的AR眼鏡都需要另外配一副視力矯正眼鏡，對不同度數的用戶，需要配備多種不同的矯正鏡片。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種顯示系統和便攜式3D顯示智能眼鏡，以解決目前AR設備體積過于龐大、笨重、無法折疊收納的問題，可操作性高，設備結構簡單，可以大批量生產，成本低廉。

根據本發明的一個方面，提供一種顯示系統，包括光波導基體和圖像源，所述光波導基體上設有輸入光柵、折疊光柵、輸出光柵；

所述輸入光柵位于折疊光柵的光線輸入端，所述輸出光柵位于折疊光柵的光線輸出端；

所述圖像源的光線由輸入光柵衍射至光波導基體中，在光波導基體中以大于全反射角的角度向折疊光柵傳播，并經輸出光柵輸出可視圖像。

進一步的，所述輸入光柵包括疊加的上電控光柵、下電控光柵，所述上電控光柵、下電控光柵均為通電后透明的全息聚合物分散液晶光柵；

所述光波導基體在輸入光柵的左右兩側均設有折疊光柵和輸出光柵，所述上電控光柵的光線衍射方向向右，所述下電控光柵的光線衍射方向向左。

進一步的，所述全息聚合物分散液晶光柵為可電控的聚合物分散液晶光柵，加電時為透明的平板，不加電時為光柵。

進一步的，所述上電控光柵、下電控光柵的層數均為n層，n≥1。