一种偏振双通道AR-HUD显示器件的制作方法

文档序号:37522215发布日期:2024-04-01 14:39阅读:151来源:国知局

本发明涉及一种ar-hud(augmented reality headup display,增强现实型抬头显示)显示器件。


背景技术:

1、ar显示技术将虚拟信息呈现在真实世界中,为信息显示提供了新的路径和方向,无论是头戴显示器件还是车载显示器件,ar显示质量是影响其发展的重要因素,也随着人们对需求的日益增加,丰富的虚拟信息需要不断的展示,所以技术发展又围绕多焦面显示进行研究,该技术的好处是能随意切换所需成像的位置深度,为重要的信息做出更直观的提示。

2、传统基于自由曲面的抬头显示器件由于体积较大、视场范围狭窄以及阳光倒灌等问题而受到发展限制。衍射波导技术的引入在很大程度上克服了这些难题。基于衍射波导技术的增强现实抬头显示器(ar-hud)能够显著减小器件体积。


技术实现思路

1、发明目的:针对上述现有技术,提出一种偏振双通道ar-hud显示器件,提升hud显示维度,在满足高效的显示效果前提下,通过拓展通道来实现信息的复用。

2、技术方案:一种偏振双通道ar-hud显示器件,包括耦入通道、耦出通道、波导介质,外置微像源;所述耦入通道和耦出通道位于波导介质的内侧;所述耦入通道由具备左旋圆偏振响应的透镜或右旋圆偏振响应的透镜构成,所述耦出通道由具备左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜构成;其中,左旋圆偏振响应的耦入透镜与右旋圆偏振响应的耦入透镜的形状大小相同,且光栅周期相同;左旋圆偏振响应的耦出透镜与右旋圆偏振响应的耦出透镜的形状大小相同,且光栅周期相同。

3、进一步的,所述左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜是一种表面周期连续性变化的光栅,折射率平面在整个厚度空间中周期性连续变化,能衍射不同偏振的光线信息。

4、进一步的,所述左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜的可调偏振态由相位累积的过程进行调制,透镜参数满足如下半波延迟条件:

5、δn*d/λ=0.5

6、其中d为透镜的厚度,δn为折射率调制度,λ为入射波长。

7、进一步的,所述耦出通道的左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜具备透镜聚焦功能,且对应焦距不同。

8、进一步的,所述耦出通道的左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜的焦距通过制作时根据曝光采用的模板透镜进行调控。

9、相较于传统的结构具有空间利用率高、衍射效率高的特点,应用于ar-hud可实现高衍射效率、双焦面的图像传输。

10、有益效果:本发明的偏振双通道ar-hud显示器件,采用波导结构作为信息传输路径,相较于传统的波导ar-hud,采用偏振双通道的结构,运用偏振作为信息传输的通道,结合不同焦距的偏振响应的透镜,使得耦入信息能够在多个焦平面显示,突破了传统透镜的显示性能,减少成像器件体积;用于抬头显示技术中,可以提升抬头显示多焦平面显示性能,整体体积较小,优化了车机显示系统空间。



技术特征:

1.一种偏振双通道ar-hud显示器件,其特征在于,包括耦入通道(103)、耦出通道(104)、波导介质(102),外置微像源(105);所述耦入通道(103)和耦出通道(104)位于波导介质(102)的内侧;所述耦入通道(103)由具备左旋圆偏振响应的透镜或右旋圆偏振响应的透镜构成,所述耦出通道(104)由具备左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜构成;其中,左旋圆偏振响应的耦入透镜与右旋圆偏振响应的耦入透镜的形状大小相同,且光栅周期相同;左旋圆偏振响应的耦出透镜与右旋圆偏振响应的耦出透镜的形状大小相同,且光栅周期相同。

2.根据权利要求1所述的偏振双通道ar-hud显示器件,其特征在于,所述左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜是一种表面周期连续性变化的光栅,折射率平面在整个厚度空间中周期性连续变化,能衍射不同偏振的光线信息。

3.根据权利要求2所述的偏振双通道ar-hud显示器件,其特征在于,所述左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜的可调偏振态由相位累积的过程进行调制,透镜参数满足如下半波延迟条件:

4.根据权利要求2所述的偏振双通道ar-hud显示器件,其特征在于,所述耦出通道(104)的左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜具备透镜聚焦功能,且对应焦距不同。

5.根据权利要求4所述的偏振双通道ar-hud显示器件,其特征在于,所述耦出通道(104)的左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜的焦距通过制作时根据曝光采用的模板透镜进行调控。


技术总结
本发明公开了一种偏振双通道AR‑HUD显示器件,包括耦入通道、耦出通道、波导介质以及成像焦平面。耦入通道与耦出通道位于双层波导的内侧;耦入通道由具备左旋圆偏振响应的透镜或右旋圆偏振响应的透镜构成,耦出通道由具备左旋圆偏振响应的透镜和右旋圆偏振响应的透镜构成。其中,左旋圆偏振响应耦入透镜与右旋圆偏振响应耦入透镜的周期相同;左旋圆偏振响应耦出透镜与右旋圆偏振响应耦出透镜的周期相同。本发明运用偏振作为信息传输的通道,采用波导结构作为信息传输路径,相较于传统的结构具有空间利用率高、衍射效率高的特点,应用于AR‑HUD可实现高衍射效率、双焦面的图像传输。

技术研发人员:魏然,潘栩生,杨粲然,王闯,翁一士,张宇宁
受保护的技术使用者:新型显示与视觉感知石城实验室
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
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