[实用新型]一种紧凑型增强现实近眼装置

说明书

本实用新型公开了一种紧凑型增强现实近眼装置，涉及增强现实显示技术领域。所述装置包括LCoS模块、光机系统和体全息平板波导组；光机系统的入射面与LCoS模块的出射面平行，光机系统用于接收LCoS模块出射的光；光机系统的出射面与体全息平板波导组的上表面相邻，光机系统用于将LED光源转化成偏振光后出射给体全息平板波导组；体全息平板波导组用于将偏振光进行衍射传输并耦出成像。本实用新型能够提高光效，实现光瞳扩展，保证最终图像的连续性以及完整性，改善显示图像的明暗条纹，解决相近色光串扰严重的问题。

技术领域

本实用新型涉及增强现实显示技术领域，尤其涉及一种紧凑型增强现实近眼装置。

背景技术

增强现实技术旨在将计算机产生的虚拟图像，实时地叠加到真实环境中，使人眼观察到虚实融合的场景，从而实现对真实环境信息的增强。

所以基于增强现实技术的近眼显示装置中首要的问题就是如何减少显示设备的体积和重量，并提供足够的信息量、视场角，实现设备轻便化和高空间分辨率、高角分辨率的近眼三维呈现效果。

但现阶段近眼显示装置中的微显示器一般需要大功率、高亮度的照明单元，不利于系统的集成优化。另一方面如果利用单层复合型体全息光栅波导来传播彩色图像，会出现相近色光串扰严重的问题。而如果采用多层单色体全息光栅波导来分别传输R、G、B三色光，则由于体全息光栅对角度的选择性，会大大限制全息波导的动态视场范围，而且耦出图像亮度过低，无法满足增强现实显示装置对输出图像的亮度需求。

实用新型内容

本实用新型目的在于，提供一种紧凑型增强现实近眼装置，以在显示装置采用复合光栅传播彩色图像时提高光效，实现光瞳扩展，保证最终图像的连续性以及完整性，改善显示图像的明暗条纹，解决相近色光串扰严重的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种紧凑型增强现实近眼装置，包括LCoS模块、光机系统和体全息平板波导组；所述光机系统的入射面与所述LCoS模块的出射面平行，所述光机系统用于接收所述LCoS模块出射的光；所述光机系统的出射面与所述体全息平板波导组的上表面相邻，所述光机系统用于将所述LCoS模块出射的光转化成偏振光后出射给所述体全息平板波导组；所述体全息平板波导组包括若干层体全息平板波导，所述体全息平板波导包括可调衰减片、耦入体全息光栅、耦出体全息光栅和波导板；所述可调衰减片设置于所述波导板的上表面，且位于体全息平板波导的耦入端；所述耦入体全息光栅和所述耦出体全息光栅设置于所述波导板的下表面，且分别位于体全息平板波导的耦入端和耦出端；所述体全息平板波导组用于将所述偏振光进行衍射传输并耦出成像。

优选地，所述紧凑型增强现实近眼装置还包括LED光源以及控制器，所述LED光源包括R、G和B三色光源，所述控制器用于控制所述LED光源快速分时点亮R、G和B三色光源，以实现彩色照明。

优选地，所述光机系统包括分光棱镜、偏振片、第一半波片、第一四分之一波片、凹面镜、第二四分之一波片、凸面镜和第二半波片；所述偏振片、凹面镜、凸面镜和第二半波片分别平行设置于所述分光棱镜的不同端面侧；所述第一半波片设置于偏振片与分光棱镜之间；所述第一四分之一波片设置于凹面镜与分光棱镜之间；所述第二四分之一波片设置于凸面镜与分光棱镜之间；所述第二半波片设置于所述体全息平板波导组与分光棱镜之间。

优选地，所述分光棱镜平行于所述偏振片的第一端面与所述体全息平板波导组的可调衰减片平行；所述分光棱镜平行于所述第一四分之一波片的第二端面，与平行于所述第二四分之一波片的第三端面相互平行，且垂直于所述第一端面。

优选地，所述体全息平板波导组包括三层重叠的体全息平板波导，分别为第一体全息平板波导、第二体全息平板波导和第三体全息平板波导；所述第一体全息平板波导的耦入体全息光栅仅对红光进行衍射；所述第二体全息平板波导的耦入体全息光栅仅对绿光进行衍射；所述第三体全息平板波导的耦入体全息光栅仅对蓝光进行衍射。