光學模組、顯示控制方法以及頭戴顯示設備技術

本申請實施例提供了一種光學模組、顯示控制方法以及頭戴顯示設備；光學模組包括光機，導光器件及光柵調制器件；光機包括光源及光機透鏡，光源與光機透鏡之間的距離可進行調節，使光學模組的虛像能呈現在多個不同的虛像距位置處；導光器件包括透明基板及設于透明基板上的耦入區及耦出區；光柵調制器件設于光機的周側，用于根據目標虛像距位置對耦入區內的光柵結構進行調制，使得光柵結構重新排列以形成目標耦入光柵，且耦出區包括與任一目標耦入光柵相對應的耦出光柵；在光機發出的成像光線角度與目標耦入光柵的光柵角度相匹配的情況下，成像光線能經目標耦入光柵耦入至透明基板內并全反射傳播至耦出區，在耦出區能夠將成像光線進行耦出。線進行耦出。線進行耦出。

【技術實現步驟摘要】
光學模組、顯示控制方法以及頭戴顯示設備


[0001]本申請實施例涉及光學成像
，更具體地，本申請實施例涉及一種光學模組、顯示控制方法以及頭戴顯示設備。

技術介紹

[0002]AR產品的虛像距調節功能一直是困擾AR生產商們的難題，一個不能調節虛像距的AR產品其使用場景會大幅受限，帶給用戶的佩戴體驗也會因為輻輳調節沖突而大幅降低。
[0003]目前的AR產品主要有自由曲面、Birdbath、陣列光波導及衍射光波導等光學方案。在這之中，Birdbath光學方案可以通過調節屏幕與BS鏡的間距實現調節虛像距的功能，但其他的幾種光學方案并沒有如Birdbath調節虛像距功能這樣成熟的虛像距調節方案，AR市場上亟需補充這方面的空白。

技術實現思路

[0004]本申請的目的是提供一種光學模組、顯示控制方法以及頭戴顯示設備的新技術方案，解決了衍射光波導用于AR產品時不具有虛像距調節功能的問題。
[0005]第一方面，本申請提供了一種光學模組。所述光學模組包括：
[0006]光機，用于發出成像光線，所述光機包括光源及光機透鏡，且所述光源與所述光機透鏡之間的距離設置為可進行調節，使得光學模組的虛像能夠呈現在多個不同的虛像距位置處；
[0007]導光器件，包括透明基板及設于所述透明基板上的耦入區及耦出區；
[0008]光柵調制器件，設于所述光機的周側，用于根據目標虛像距位置對所述耦入區內的耦入光柵的光柵結構進行調制，使得光柵結構能夠重新排列以形成目標耦入光柵，且所述耦出區包括與任一所述目標耦入光柵相對應的目標耦出光柵；
[0009]在所述光機發出的成像光線角度與所述目標耦入光柵的光柵角度相匹配的情況下，所述成像光線能夠經所述目標耦入光柵耦入至所述透明基板內并在所述透明基板內全反射傳播至所述耦出區，在所述耦出區內，與所述目標耦入光柵對應的耦出光柵能夠將成像光線進行耦出。
[0010]可選地，所述耦入區內的光柵為由可復寫全息材料形成的全息體光柵。
[0011]可選地，所述光柵調制器件包括激光光機，所述激光光機用于向所述耦入區內的全息體光柵發出調制干涉激光，所述全息體光柵的光柵結構能夠在目標調制干涉激光的照射下重新進行排列以形成所述目標耦入光柵。
[0012]可選地，所述耦入區內的耦入光柵經所述光柵調制器件調制后可形成多種不同的光柵結構；
[0013]所述耦出區包括多個耦出光柵，所述多個耦出光柵按照目標順序堆疊設置，且所述耦入區內任一光柵結構的耦入光柵在所述耦出區內具有與之對應的耦出光柵。
[0014]可選地，所述光學模組的虛像能夠呈現在至少兩個不同的虛像距位置處，以使所
述光學模組的虛像具有至少兩個可調的虛像距位置；其中，所述虛像距位置與所述光源和所述光機透鏡之間的距離為一一對應關系。
[0015]可選地，在所述光學模組具有至少三個可調的虛像距位置的情況下，所述耦出光柵的堆疊數量小于或等于所述可調的虛像距位置的數量。
[0016]可選地，所述導光器件為衍射光波導器件。
[0017]可選地，通過對所述耦入區內耦入光柵的光柵參數進行調制能夠改變其光柵結構；其中，所述光柵參數包括光柵周期、占空比、槽深及側壁傾角中的至少一個。
[0018]第二方面，本申請提供了一種光學模組的顯示控制方法，所述顯示控制方法包括：
[0019]獲取目標虛像距位置；
[0020]根據所述目標虛像距位置，通過光柵調制器件對耦入區內的耦入光柵的光柵結構進行重新排列，以形成目標耦入光柵；其中，所述目標耦入光柵的光柵角度與經光機發出的成像光線角度相匹配；
[0021]所述成像光線經所述目標耦入區耦入至透明基板內，并在所述透明基板內全反射傳播至耦出區的位置，最后經對應的耦出光柵出射。
[0022]第三方面，本申請提供了一種頭戴顯示設備，所述頭戴顯示設備包括：
[0023]殼體；以及
[0024]如第一方面所述的光學模組。
[0025]可選地，所述頭戴顯示設備為智能眼鏡或者智能頭盔，其包括：
[0026]前框組件，所述前框組件上設置有左鏡片安裝部和右鏡片安裝部，且所述左鏡片安裝部和所述右鏡片安裝部之間設置有鼻梁部；
[0027]所述光學模組設置為兩個：
[0028]其中一個所述光學模組的透明基板設于所述左鏡片安裝部內，且該光學模組的光機設于所述左鏡片安裝部遠離所述鼻梁部的一端并與透明基板上的耦入區相對，該透明基板上的耦出區與用戶的左眼相對；
[0029]另一個所述光學模組的透明基板設于所述右鏡片安裝部內，且該光學模組的光機設于所述右鏡片安裝部遠離所述鼻梁部的一端并與透明基板上的耦入區相對，該透明基板上的耦出區與用戶的右眼相對。
[0030]本申請的有益效果為：
[0031]根據本申請實施例提供的光學模組，可根據目標虛像距位置，通過光柵調制器件對耦入區內的耦入光柵的光柵結構進行調制，以在耦入區內可以形成新的光柵結構，該設計可以起到調節光學模組的虛像距的作用，也即能夠使虛像形成在指定位置處；本申請實施例提供的光學模組，使得光學模組具有虛像距調節功能，這樣光學模組的使用場景得到進一步的提升與豐富，能夠使光學顯示效果更加逼真。
[0032]通過以下參照附圖對本說明書的示例性實施例的詳細描述，本說明書的其它特征及其優點將會變得清楚。
附圖說明
[0033]被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本說明書的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本說明書的原理。
[0034]圖1為本申請實施例提供的導光器件上耦入區調制前、后的示意圖；
[0035]圖2為本申請實施例提供的導光器件上耦出區的結構示意圖；
[0036]圖3為本申請實施例提供的光學模組形成的圖像的示意圖；
[0037]圖4為本申請實施例提供的光學模組的顯示控制方法的流程圖。
[0038]附圖標記說明：
[0039]1、光機；2、透明基板；3、耦入區；4、耦出區；5、光柵調制器件。
具體實施方式
[0040]現在將參照附圖來詳細描述本申請的各種示例性實施例。應注意到：除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本申請的范圍。
[0041]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本申請及其應用或使用的任何限制。
[0042]對于相關領域普通技術人員已知的技術和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術和設備應當被視為說明書的一部分。
[0043]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。
[0044]應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0045]本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種光學模組，其特征在于，包括：光機(1)，用于發出成像光線，所述光機(1)包括光源及光機透鏡，且所述光源與所述光機透鏡之間的距離設置為可進行調節，使得光學模組的虛像能夠呈現在多個不同的虛像距位置處；導光器件，包括透明基板(2)及設于所述透明基板(2)上的耦入區(3)及耦出區(4)；光柵調制器件(5)，設于所述光機(1)的周側，用于根據目標虛像距位置對所述耦入區(3)內的耦入光柵的光柵結構進行調制，使得光柵結構能夠重新排列以形成目標耦入光柵，且所述耦出區(4)包括與任一所述目標耦入光柵相對應的耦出光柵；在所述光機(1)發出的成像光線角度與所述目標耦入光柵的光柵角度相匹配的情況下，所述成像光線能夠經所述目標耦入光柵耦入至所述透明基板(2)內并在所述透明基板(2)內全反射傳播至所述耦出區(4)，在所述耦出區(4)內，與所述目標耦入光柵對應的耦出光柵能夠將成像光線進行耦出。2.根據權利要求1所述的光學模組，其特征在于，所述耦入區(3)內的光柵為由可復寫全息材料形成的全息體光柵。3.根據權利要求2所述的光學模組，其特征在于，所述光柵調制器件(5)包括激光光機，所述激光光機用于向所述耦入區(3)內的全息體光柵發出調制干涉激光，所述全息體光柵的光柵結構能夠在目標調制干涉激光的照射下重新進行排列以形成所述目標耦入光柵。4.根據權利要求1
?
3中任一項所述的光學模組，其特征在于，所述耦入區(3)內的耦入光柵經所述光柵調制器件(5)調制后可形成多種不同的光柵結構；所述耦出區(4)包括多個耦出光柵，所述多個耦出光柵按照目標順序堆疊設置，且所述耦入區(3)內任一光柵結構的耦入光柵在所述耦出區內具有與之對應的耦出光柵。5.根據權利要求4所述的光學模組，其特征在于，所述光學模組的虛像能夠呈現在至少兩個不同的虛像距位置處，以使所述光學模組的虛像具有至少兩個可調的虛像距位置；其中，所述虛像距位置與所述光源和所述光機透鏡之間的距離為一一對應...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐晨曦，張慶凱，王平平，張肖凡，
申請(專利權)人：歌爾科技有限公司，
類型：發明
國別省市：