[发明专利]一种显示装置、系统和显示方法

权利要求书

1.一种显示装置，其特征在于，包括

波导基底，所述波导基底具有相对的第一表面、第二表面；

所述第一表面和/或第二表面上涂覆有粘接层；

设于所述粘接层的第一衍射光学输入元件、第二衍射光学输入元件，与第一衍射光学输入元件相配合的第一衍射光学输出元件，以及与第二衍射光学输入元件相配合的第二衍射光学输出元件；

所述第一衍射光学输入元件、第二衍射光学输入元件位于波导基底的光波输入区域；第一衍射光学输入元件，用于将入射角为θ1的第一光波耦合进入波导基底，第二衍射光学输入元件用于将入射角为θ2的第二光波耦合进入波导基底，所述θ1的取值范围为a≤θ1≤b，所述θ2的取值范围为c≤θ2≤d，其中a、d相差大于30°；

所述第一衍射光学输出元件、第二衍射光学输出元件位于波导基底的光波输出区域，用于将第一衍射光学输入元件、第二衍射光学输入耦合入的光波衍射出波导基底；

其中，所述第一光波在波导基底内传播角度为α、所述第二光波在波导基底内传播角度为β，sin^-1n1/n2≤α或β≤tan^-1l/2h，且α与β的角度相差不少于预设值；其中，n1是外部介质折射率，n2为第一衍射光学输入元件或第二衍射光学输入元件的折射率，θ是波导基底内光线传播角度，l是第一衍射光学输入元件或第二衍射光学输入元件的直径，h是波导基底的厚度。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一光波、第二光波由同一光源发射；

和/或

所述第一光波、第二光波的波长差小于50nm；

和/或

所述第一光波、第二光波均为单色光波。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，以入射光源的中轴线为基准，向左倾斜的光波为与向右倾斜的光波角度符号相反，所述a的符号为负值，d的符号为正值。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一衍射光学输入元件、第二衍射光学输入元件、第一衍射光学输出元件、第二衍射光学输出元件中至少一个为全息光栅；

所述全息光栅由光刻胶、光致聚合物、重铬酸盐明胶、光折变晶体、卤化银经过全息曝光或者通过纳米压印技术制得。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一衍射光学输入元件、第一衍射光学输出元件的光栅周期相同；

和/或

所述第二衍射光学输入元件、第二衍射光学输出元件的光栅周期相同。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述波导基底具有相对的两个表面；

所述第二衍射光学输入元件与第一衍射光学输入元件位于波导基底同一表面或相对的表面上。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一光波经第一衍射光学输出元件衍射出波导基底形成第三光波；

所述第二光波经第二衍射光学输出元件衍射出波导基底形成第四光波；

所述第三光波、第四光波平行或者所述第三光波、第四光波在预设位置交汇。

8.一种显示装置系统，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的显示装置。

9.根据权利要求1所述的显示装置系统，其特征在于，还包括入射光源，所述入射光源和波导基底的光波输入区域之间设有中继系统，所述中继系统用于对光源发出的光波进行准直。

10.一种显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收入射光波；

入射角为θ1的第一光波经第一衍射光学输入元件耦合进入波导基底，入射角为θ2的第二光波经第二衍射光学输入元件耦合进入波导基底；其中，所述θ1的取值范围为a≤θ1≤b，所述θ2的取值范围为c≤θ2≤d，其中a、d相差大于30°；

第一光波、第二光波在波导基底中以大于全反射的角度传播；

第一光波经第一衍射光学输出元件衍射出波导基底，第二光波经第二衍射光学输出元件衍射出波导基底。