[发明专利]多区视场角扩大及波导分层彩色显示方法及系统

说明书

本发明实施例提供了多区视场角扩大及波导分层彩色显示方法及系统，该方法包括通过多组输入耦合器和输出耦合器实现波导分区显示，并通过波导分层实现彩色显示；该系统包括：波导、至少两个微显示器、至少两组衍射耦合器，衍射耦合器包括输入耦合器和输出耦合器，输入耦合器和输出耦合器设置在波导的同一侧的两端；波导包括多层反射层，每一反射层反射不同颜色的光线；多个微显示器发出的光线平行入射到对应的输入耦合器中。本发明实施例通过多区曝光设置多组衍射耦合器，并且将波导设置为分层结构，将每个衍射耦合器不同的特定的视场角进行视场叠加，扩大了波导显示系统的视场角，并可以显示彩色图像，提高了波导显示系统显示图像的质量。

技术领域

本发明实施例涉及近眼显示技术领域，具体涉及多区视场角扩大及波导分层彩色显示方法及系统。

背景技术

近眼显示是观察者在看外界真实物体的同时，叠加在真实环境中的图像或者数据等信息也可被观看，因此被广泛应用于各个领域，尤其在军事及消费领域。

现有技术中，常见的近眼显示技术方案有共轴侧视棱镜方案、阵列式半透膜波导方案、自由曲面方案、全息光栅波导方案。共轴侧视棱镜方案有视场角小、分辨率不高、高厚度及光能利用率低等诸多缺点。阵列式半透膜波导方案，其鬼像严重，即使可以通过角度选择性等先进镀膜技术来解决，但是该法工艺复杂，成本极高。自由曲面方案的缺点是体积较大，且色散问题难以解决。全息光栅波导方案舍弃了复杂光学系统可以有效缩小系统尺寸和质量，但视场角受限。并且一般的波导显示系统由于不同波长不同颜色的光线，在输入时偏折角度的不同，最终到达输出衍射元件时不同波长的光束能量不均匀，导致色彩失真显示出的彩色图像容易失真。

因此，如何提出一种方案，能够扩大波导显示器的视场角，并且显示彩色图像，提高波导显示系统显示图像的质量，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了多区视场角扩大及波导分层彩色显示方法及系统。

一方面本发明实施例提供了多区视场角扩大及波导分层彩色显示方法，所述方法包括：

多个微显示器显示待显示图像不同区域对应的图像；

多个所述微显示器显示的图像的光线通过波导平行入射到对应的输入耦合器中；

所述输入耦合器将接收到的光线进行耦合后经过所述波导衍射到对应的输出耦合器中；

所述输出耦合器将接收到的光线经过耦合后输出，多组所述输入耦合器和输出耦合器的视场角进行叠加后将所述待显示图像进行显示；

其中，每一组所述输入耦合器和对应的输出耦合器对应有不同角度的视场角，所述波导包括多层反射层，每一反射层反射不同颜色的光线。

进一步地，所述输入耦合器将接收到的光线进行耦合后经过波导衍射到对应的输出耦合器中，包括：

所述输入耦合器耦合后的光线经过所述波导后，不同颜色的光线经过所述波导的不同反射层反射后，输入到对应的输出耦合器中。

另一方面本发明实施例提供多区视场角扩大及波导分层彩色显示系统，包括：

波导、至少两个微显示器、至少两组衍射耦合器，所述衍射耦合器包括输入耦合器和输出耦合器，所述输入耦合器和所述输出耦合器设置在所述波导的同一侧的两端；

所述波导包括多层反射层，每一反射层反射不同颜色的光线；

多个所述微显示器发出的光线平行入射到对应的所述输入耦合器中，不同的所述衍射耦合器对应不同角度的视场角，同一组所述衍射耦合器中的所述输入耦合器和所述输出耦合器的记录角度的差值大于预设阈值。

进一步地，所述波导包括三层反射层，其中，第一层反射层用于反射红光，第二层反射层用于反射绿光，第三层反射层用于反射蓝光。