[发明专利]一种显示系统和便携式3D显示智能眼镜

说明书

本发明公开了一种显示系统和便携式3D显示智能眼镜，显示系统光波导基体和图像源，所述光波导基体上设有输入光栅、折叠光栅、输出光栅；所述输入光栅位于折叠光栅的光线输入端，所述输出光栅位于折叠光栅的光线输出端；所述图像源的光线由输入光栅衍射至光波导基体中，在光波导基体中以大于全反射角的角度向折叠光栅传播，并经输出光栅输出可视图像，以解决目前AR设备体积过于庞大、笨重、无法折叠收纳的问题，可操作性高，设备结构简单，可以大批量生产，成本低廉。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种显示系统和便携式3D显示智能眼镜。

背景技术

智能眼镜指的是像智能手机一样，具有独立的操作系统，可以安装软件、游戏等各种程序的眼镜设备。其可以将虚拟的信息叠加在现实的场景上，即混合现实技术。它是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及行为心理学等科学领域飞速发展的结晶。可以广泛应用到医学领域、娱乐和艺术领域、军事和航天领域、管理工程领域、室内设计领域、工业仿真领域、游戏领域、教育领域等。

由于其独有的技术优越性，目前很多厂商都在开发此类智能眼镜，图像源投射的影像一般为2D的；实现3D显示有如下几个手段：一、左右眼分别投影两个图像源信息，两个图像源分别显示左右眼具有视差的图像，从而达到3D显示的目的；二、采用偏振分光法，通过两个图像源播放两个摄像机拍下的图像源，用户使用时，需要在眼前添加两个偏振轴垂直的偏振片，使得左右眼对应的信息进入相应的眼睛，从而达到3D显示的效果；三、采用光栅式，原理同样是将左右眼的信息分别投送到对应的眼睛中；四、全息式，利用光波的干涉，记录物光的振幅与相位，在观看时，使用参考光照射在干涉图像上即可出现3D图像，该图像为物体的真全部信息，因此可以裸眼观看。

以上技术有其一定的局限性：方法一需要两个图像源显示同一个图像，如果两个图像不是同时进入人的左右眼，将会产生灾难性的后果，另外具有视差的图像源制备也非常复杂；方法二一般在影院使用，无法使用在智能眼镜上；方法三一般使用在电视上或者手机平板等终端，无法应用在智能眼镜上，另外使用该技术会使得图像源的清晰度变得很差；方法四无法放映动态图像，且目前全息图的刷新频率以及储存空间都非常有限，一般展示的全息图为静态的，主流的双目投影的智能眼镜采用的是在镜腿上分别安装两个图像源，图像源的信息经过中继系统准直后，进入眼镜的显示模块，再经过显示模块进入人眼，这样就导致智能眼镜的镜腿无法像普通眼镜那样进行折叠，体积比较大。另外，目前市面上的AR眼镜都需要另外配一副视力矫正眼镜，对不同度数的用户，需要配备多种不同的矫正镜片。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种显示系统和便携式3D显示智能眼镜，以解决目前AR设备体积过于庞大、笨重、无法折叠收纳的问题，可操作性高，设备结构简单，可以大批量生产，成本低廉。

根据本发明的一个方面，提供一种显示系统，包括光波导基体和图像源，所述光波导基体上设有输入光栅、折叠光栅、输出光栅；

所述输入光栅位于折叠光栅的光线输入端，所述输出光栅位于折叠光栅的光线输出端；

所述图像源的光线由输入光栅衍射至光波导基体中，在光波导基体中以大于全反射角的角度向折叠光栅传播，并经输出光栅输出可视图像。

进一步的，所述输入光栅包括叠加的上电控光栅、下电控光栅，所述上电控光栅、下电控光栅均为通电后透明的全息聚合物分散液晶光栅；

所述光波导基体在输入光栅的左右两侧均设有折叠光栅和输出光栅，所述上电控光栅的光线衍射方向向右，所述下电控光栅的光线衍射方向向左。

进一步的，所述全息聚合物分散液晶光栅为可电控的聚合物分散液晶光栅，加电时为透明的平板，不加电时为光栅。

进一步的，所述上电控光栅、下电控光栅的层数均为n层，n≥1。