[发明专利]一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法

权利要求书

1.一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，通过波导系统的输出耦合元件的阵列实现视点间距的调控；设置多个相同的第一输出耦合元件，并在波导表面上依次并排紧贴排列构成阵列，用于多次耦出与第一输出耦合元件匹配响应的第一类圆偏振光，从而实现多个第一类视点；设置多个相同的第二输出耦合元件，并紧贴在第一输出耦合元件的上层依次并排紧贴或间隔排列构成阵列，用于多次耦出与第二输出耦合元件匹配响应的第二类圆偏振光，从而实现多个第二类视点；第一输出耦合元件阵列形成的第一类视点与第二输出耦合元件阵列形成的第二类视点符合人眼瞳孔间距进行间隔排列，第一输出耦合元件与第二输出耦合元件的直径可达到两倍的视点的空间间距，从而在有效扩大视场角的同时视点的空间间距符合人眼瞳孔间距。

2.根据权利要求1所述的一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，所述第一输出耦合元件和第二输出耦合元件为一种使用手性液晶偏振全息术制造的具有偏振特性的聚焦衍射元件，第一输出耦合元件将与其手性相同的第一类圆偏振光图像汇聚在人眼处形成第一类视点，第二输出耦合元件将与其手性相同的第二类圆偏振光图像汇聚在人眼处形成第二类视点，且第一输出耦合元件和第二输出耦合元件的F#，即f值相同，以保证第一类视点与第二类视点的视场角相同。

3.根据权利要求1所述的一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，第一类视点由第一类圆偏振会聚光形成，第二类视点由第二类圆偏振会聚光形成；视点的排列由第一输出耦合元件阵列和第二输出耦合元件阵列分别衍射的第一类视点和第二类视点交叉排列，由第一输出耦合元件阵列形成的视点间距是人眼瞳孔直径的两倍，由第二输出耦合元件阵列形成的视点间距是人眼瞳孔直径的两倍，则交叉排列的视点的间距符合人眼瞳孔直径距离，且第一输出耦合元件中心与第二输出耦合元件中心的间距也符合人眼瞳孔直径距离。

4.根据权利要求1所述的一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，所述视场角不再受到耦出的光传播角的限制，而是受到输出耦合元件的限制，且视场角FOV仅由输出耦合元件的F#决定，或由入瞳直径D和焦距f决定，满足式子由此，视场角可突破传统波导的上限。

5.根据权利要求1所述的一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，所述波导系统包括输入耦合区、波导和输出耦合区；所述输入耦合区至少包括具有偏振特性的第一输入耦合元件和第二输入耦合元件，或者由第一和第二输入耦合元件的阵列排布组成；第一输入耦合元件用于将第一类圆偏振光的成像光束以第一衍射角度耦入波导形成全反射光；第二输入耦合元件用于将第二类圆偏振光的成像光束以第二衍射角度耦入下述波导形成全反射光；所述波导表面设有输入耦合区和输出耦合区，用于将输入耦合区衍射的全反射光传播至输出耦合区；所述输出耦合区至少包括具有偏振特性的第一输出耦合元件及其阵列和第二输出耦合元件及其阵列，第一输出耦合元件阵列与第一输入耦合元件匹配响应相同的第一类圆偏振光，用于将第一类圆偏振光汇聚形成第一类视点并重定向进入人眼；第二输出耦合元件与第二输入耦合元件匹配响应相同的第二类圆偏振光，用于将第二类圆偏振光汇聚形成第二类视点并重定向进入人眼。

6.根据权利要求5所述的一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，所述第一输入耦合元件和第二输入耦合元件为反射式或透射式的偏振体全息光栅，分别以第一衍射角度和第二衍射角度衍射左旋圆偏振光图像和右旋圆偏振光图像，且第一衍射角度和第二衍射角度相同以保证视点间距相同；所述第一输入耦合元件和第二输入耦合元件在波导表面的同侧或异侧，若在同侧，所述第一输入耦合元件和第二偏输入耦合元件互相并排紧贴或间隔设置；若在异侧，所述第一输入耦合元件和第二偏输入耦合元件的位置在波导厚度方向重叠。

7.根据权利要求5所述的一种可扩大视场的近眼显示视点间距调控方法，其特征在于，所述波导为单层平板波导或单层弯曲波导。