[发明专利]全息波导显示扩展结构

说明书

本发明提出的全息波导显示扩展结构，涉及一种全息显示装置，包括垂直扩展部分和水平扩展部分，其中垂直扩展部分，像源发出的光束经过准直系统后，照射到第一耦合棱镜的上表面，进入第一耦合棱镜后在其倾斜面发生反射并进入第一全息波导板中，光束在第一全息波导光栅的上下表面发生全反射，同时沿着第一全息波导光栅方向前进，从垂直扩展结构出射，出射的光束再经过第二耦合棱镜耦合输入到水平扩展部分的第二全息波导光栅中，在第二全息波导光栅上也形成多次出射，最终实现二维扩展。本发明相比于普通光学结构，该结构具有制作简单、可加工性强、结构紧凑、体积小和重量轻等特点，可应用于便携式显示或者头戴显示设备中。

技术领域

本发明涉及全息显示技术领域，尤其是全息波导显示扩展结构。

背景技术

全息波导显示技术是基于全息技术和波导技术的新一代准直显示技术，像源发出的光束经准直系统后，耦合输入到全息波导中，沿波导板传播，并在出射全息光栅处形成多次出射。一维扩展的全息波导视场范围较小，无法满足应用条件，因此，需要进行二维扩展。目前常用的两种二维扩展方法为：通过4个体全息光栅结构来实现二维扩展，该结构采用的全息光栅过多，制作不易，同时耦合效率也不高；或采用波导杆和波导板组合方式进行二维扩展的全息波导显示系统，该结构在看到像源信息的同时还看到明亮的外景光，然而波导的耦合效率较低，且装配困难。

发明内容

本发明提供的全息波导显示扩展结构，提高耦合效率，同时减少全息光栅个数，易于制作，有较好的可重复性。

本发明具体采用如下技术方案实现：

一种全息波导显示扩展结构，包括垂直扩展部分和水平扩展部分，其中垂直扩展部分，像源发出的光束经过准直系统后，照射到第一耦合棱镜的上表面，进入第一耦合棱镜后在其倾斜面发生反射并进入第一全息波导板中，光束在第一全息波导光栅的上下表面发生全反射，同时沿着第一全息波导光栅方向前进，从垂直扩展结构出射，出射的光束再经过第二耦合棱镜耦合输入到水平扩展部分的第二全息波导光栅中，在第二全息波导光栅上也形成多次出射，最终实现二维扩展。

作为优选，所述第一耦合棱镜和第二耦合棱镜的顶角应满足的关系式sin(2β-α)≥1/n，其中顶角为β，光束的边缘光线和中心光线的夹角为α，第一耦合棱镜和第二耦合棱镜的折射率为n。

作为优选，所述第一耦合棱镜和第二耦合棱镜的倾斜面镀有反射膜层。

本发明提供的全息波导显示扩展结构，其有益效果在于，相比于普通光学结构，该结构具有制作简单、可加工性强、结构紧凑、体积小和重量轻等特点，可应用于便携式显示或者头戴显示设备中。

附图说明

图1是本发明全息波导显示扩展结构示意图；

图2是棱镜顶角β与视场角关系示意图；

图3是全息波导光栅色差对聚焦位置和光斑大小的影响示意图；

图4是本发明消色差示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。