[发明专利]一种近眼显示系统

说明书

本申请实施例公开了一种近眼显示系统，所述近眼显示系统至少包括：光学显示模组以及波导，其中：所述光学显示模组输出图像光束，所述波导设置于所述图像光束的传输光路上，所述光学显示模组输出的图像光束所对应的完整视场以不对称的方式耦入所述波导的耦入单元，经所述波导在水平方向和/或竖直方向扩展后，由所述波导的耦出单元输出至人眼。本申请中的近眼显示系统能够在一定程度上避免在波导光栅常数足够小的情况下视场丢失。

技术领域

本申请涉及扫描显示技术领域，具体涉及一种近眼显示系统。

背景技术

波导(waveguide)作为一种重要的光学器件广泛应用于增强现实(AugmentedReality，AR)设备中。如图1a所示，示出了一种较为典型的AR设备的俯视视角下的简易结构图。左右两片波导分别对应于使用者的左右眼。参考图1b，示出了AR设备一侧的光学结构示意图，其中，从光学模组01输出的平行光束，投射到波导02的耦入单元024上，耦入单元024将光束导入波导02内部进行全反射传播至耦出单元026上，耦出单元026再将光束导出波导02至人眼。

当用户实际佩戴AR设备时，外界环境光也可以透过波导02进入人眼。具体地，如图1c所示，外界环境光在耦出单元026的衍射作用下，产生多个衍射级次的衍射光束，图1c中只示意了某一个波段的光束的衍射级次，实际上，外界环境光具有较宽的光谱，不同波段的光束都会产生多个衍射级次的衍射光束，从而形成人眼所看到的彩虹效应，影响AR设备所显示的虚拟图像的效果。

目前一些解决彩虹效应的方案(如：中国专利CN109073894A)，一般是降低耦出光栅的光栅常数。因为降低光栅常数后，不同衍射级次的光束之间的间隔更大，从而可以减少高级次的衍射光束进入人眼的数量，达到抑制彩虹效应的目的。

但上述方案同时引入了一个新的技术问题：通常情况下，耦入光栅和耦出光栅的光栅常数匹配相同，当耦出光栅的光栅常数降低，耦入光栅的光栅常数也应相应降低，这便会导致光学模组输出图像的视场受耦入光栅的光栅常数影响而降低，进而导致从波导输出的光束对应的有效视场范围降低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种近眼显示系统，用以减少或避免因波导采用较小的光栅常数而导致视场受到影响的问题。

本申请实施例提供一种近眼显示系统，至少包括：光学显示模组以及波导，其中，

所述光学显示模组输出图像光束；

所述波导设置于所述图像光束的传输光路上，所述光学显示模组输出的图像光束所对应的完整视场以不对称的方式耦入所述波导的耦入单元，经所述波导在水平方向和/或竖直方向扩展后，由所述波导的耦出单元输出至人眼。

可选地，所述第一侧子视场为：所述光学显示模组输出图像光束所对应的完整视场中，第一侧子视场中的图像光束相对于所述耦入单元的入射角，小于所述第二侧子视场的图像光束相对于所述耦入单元的入射角；其中，

所述第一侧子视场为：所述光学显示模组输出的、在水平方向上朝向所述耦出单元所在位置一侧倾斜的图像光束所对应的视场；

所述第二侧子视场为：所述光学显示模组输出的、在水平方向上朝向所述耦出单元所在位置另一侧的图像光束所对应的视场。

可选地，所述第一侧子视场中的图像光束对应的入射角，小于所述第二侧子视场的图像光束对应的入射角。

可选地，所述光学显示模组中至少包括：图像显示模组及光学镜组；

所述图像显示模组用于输出图像光束；

所述光学镜组设置于所述图像光束的光路上，其中包括一个或多个镜片，以对所述图像光束进行光学处理；

其中，所述光学处理至少包括：对所述图像光束的准直、整形、校正中的一种。