[发明专利]一种大视场角的全息光波导显示装置及方法

权利要求书

1.一种大视场角的全息光波导显示装置，包括：光波导，其特征在于，还包括：

分别设置于所述光波导的光线传输区下、上表面的第一、二中继光栅；

分别设置于所述光波导两端光线入射区和光线出射区的耦入光栅和耦出光栅；

设置于所述光波导光线出射区的表面、被所述耦出光栅覆盖的第三中继光栅；

其中，第一、二中继光栅的光栅周期一致，工作于相同的反射衍射级次；第三中继光栅与第一、二中继光栅的光栅周期一致、工作于相同的反射衍射级次，且第三中继光栅还工作在透射0级。

2.根据权利要求1所述的大视场角的全息光波导显示装置，其特征在于，第三中继光栅沿光线传播方向透射0级的衍射效率递增，其工作的反射衍射级次的衍射效率递减。

3.根据权利要求2所述的大视场角的全息光波导显示装置，其特征在于，第三中继光栅沿光线传播方向划分N个区域，其中第i个区域的透射0级的衍射效率为η_Ti如下公式二所示：

第i个区域工作的反射衍射级次的衍射效率为η_Ri如下公式三所示：

η_Ri＝1-η_Ti (公式三)。

4.根据权利要求1所述的大视场角的全息光波导显示装置，其特征在于，还包括：

微显示器，用于显示二维图像，向所述耦入光栅发射带有图像信息的光线。

5.根据权利要求4所述的大视场角的全息光波导显示装置，其特征在于，

所述微显示器具体用于在显示二维图像时，对于光线传播到所述耦出光栅的折反次数越多的图像区域，显示的亮度更高。

6.根据权利要求5所述的大视场角的全息光波导显示装置，其特征在于，

所述微显示器具体用于对于光线传播到所述耦出光栅的折反次数为k-j的图像区域，显示的亮度为L_k-j＝η^2j×L_k；

其中，η为第一、二中继光栅工作的反射衍射级次的实际衍射效率；L_k为所述微显示器对于光线传播到所述耦出光栅的折反次数为k的图像区域所显示的亮度；k为最高折反次数；j为小于k的自然数。

7.一种大视场角的全息光波导显示方法，其特征在于，包括：

光线入射到设置于光波导的光线入射区的耦入光栅后发生衍射；

经所述耦入光栅衍射的光线经设置于所述光波导的光线传输区下、上表面的第一、二中继光栅多次反射衍射，在所述光波导中传播；

在所述光波导中传播的光线入射到设置于所述光波导光线出射区的表面、被耦出光栅覆盖的第三中继光栅；

在所述光波导中传播的光线入射到设置于所述光波导光线出射区的耦出光栅后，经所述耦出光栅衍射后射出；

其中，所述第三中继光栅与第一、二中继光栅的光栅周期一致、工作于相同的反射衍射级次，且第三中继光栅还工作在透射0级；入射到第三中继光栅的光线，一部分透射到所述耦出光栅，经所述耦出光栅衍射后射出；另一部分在第三中继光栅与第二中继光栅间进行至少一次反射衍射，以透射0级衍射从第三中继光栅透射到所述耦出光栅射出。

8.根据权利要求7所述的大视场角的全息光波导显示方法，其特征在于，在所述光线入射到设置于光波导的光线入射区的耦入光栅后发生衍射前，还包括：

微显示器显示二维图像，向所述耦入光栅发射带有图像信息的光线；其中，对于光线传播到所述耦出光栅的折反次数越多的图像区域，显示的亮度更高。