CN110888233B

CN110888233B - 显示模组及成像方法

Info

Publication number: CN110888233B
Application number: CN201811045400.9A
Authority: CN
Inventors: 孙洁; 李瑞华
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: CN110888233A; WO2020048536A1

Abstract

本申请提供一种显示模组及成像方法，其中显示模组包括：红色光波导镜片、绿色光波导镜片、蓝色光波导镜片、白色光波导镜片和至少一个投影光机；其中，至少一个投影光机通过第一光路将第一光信号入射红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片，经过这些光波导镜片衍射后所出射的光共同在第一焦平面呈现第一图像；至少一个投影光机还通过第二光路将第二光信号入射白色光波导镜片，经过该光波导镜片衍射后所出射的出射光在第二焦平面呈现第二图像，第二焦平面与第一焦平面处于不同的平面上。本申请提供的显示模组及成像方法，通过较少的光波导镜片即可获得两个焦平面显示的功能，一定程度上简化了具备多个焦平面显示功能的显示模组的结构。

Description

显示模组及成像方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示模组及成像方法。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)是一种能够将通过图像或者视频表示的虚拟内容投射到AR显示装置(例如AR眼镜)上，并使得用户通过AR显示装置能够同时看到投射的虚拟内容以及现实世界中的真实内容的技术。虚拟现实(Virtual Reality，VR)是一种能够将图像或者视频表示的虚拟内容投射到VR显示装置(例如VR眼镜)上，使得用户通过VR显示装置沉浸到完全虚拟的世界的技术。

现有技术中，AR/VR的显示装置中的显示模组负责显示AR/VR虚拟内容的图像，而模组中的衍射光波导由于其轻薄的外形以及可通过纳米压印技术大规模量产的特性，是目前显示模组中的主要显示部件之一。衍射光波导通过一组分别用于衍射红色光、蓝色光和绿色光的波导镜片组成，并配合投影光机使用。其中，显示模组中的投影光机用于以光信号形式发出表示虚拟内容的图像，当光信号入射衍射光波导，用于衍射红色光、蓝色光和绿色光的三片波导镜片将光信号中对应颜色的红色光、蓝色光和绿色光分别衍射后出射，以共同向用户呈现该光信号对应的图像。同时，由于衍射光波导中每组波导镜片所出射的光只具备一个焦点，即每组波导镜片只能向用户呈现一个焦平面上的图像，需要通过两个衍射光波导分别向用户的左右眼呈现同一虚拟内容的不同角度图像的方式使用户感知到虚拟内容的距离。因此为了防止用户的左右眼在不同角度的图像之间不断做平衡调节所造成的视觉辐辏调节冲突影响视觉效果，显示模组通常采用叠加衍射光波导的方式实现多个焦平面的显示功能，使得每组波导镜片能够向用户呈现不同焦平面的图像，以减少用户的视觉辐辏调节冲突。

但是，现有技术中，显示模组每增加一个焦平面都需要在原有的三片波导镜片的衍射光波导的基础上再增加额外的衍射光波导，而每组衍射光波导又都包含了分别用于衍射红色光、蓝色光和绿色光的三片波导镜片，会极大地增加显示模组的重量、体积以及成本，造成了显示模组的结构较为复杂。因此，如何简化具备多个焦平面显示功能的显示模组的结构是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种显示模组及成像方法，用以一定程度上简化具备多个焦平面显示功能的显示模组的结构。

本申请第一方面提供一种显示模组，所述显示模组应用于增强现实的显示装置或虚拟现实的显示装置中，所述显示模组包括：

红色光波导镜片、绿色光波导镜片、蓝色光波导镜片、白色光波导镜片和至少一个投影光机；

所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片、所述蓝色光波导镜片和所述白色光波导镜片平行设置，且所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片、所述蓝色光波导镜片和所述白色光波导镜片的焦点在同一条直线上；

所述至少一个投影光机用于将表示第一图像的第一光信号通过第一光路入射到所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片，并用于将表示第二图像的第二光信号通过第二光路入射到所述白色光波导镜片；

所述红色光波导镜片用于接收并衍射所述第一光信号中的红色光后出射，所述蓝色光波导镜片用于接收并衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射，所述绿色光波导镜片用于接收并衍射所述第一光信号中的绿色光后出射，所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片所出射的光共同在第一焦平面呈现所述第一图像；

所述白色光波导镜片用于接收并衍射所述第二光信号中的白色光后出射，所述白色光波导镜片所出射的出射光在第二焦平面呈现所述第二图像，所述第二焦平面与所述第一焦平面处于不同的平面上。

本实施例中提供的显示模组能够通过至少一个投影光机通过第一光路将第一光信号入射到红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片，使红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片衍射第一光信号后出射，以在第一焦平面呈现第一图像，并通过第二光路将第二光信号入射到白色光波导镜片，使白色光波导镜片衍射第二光信号后出射，以在第二焦平面呈现第二图像，并且第一焦平面和第二焦平面处于不同的平面。从而通过四个光波导镜片即可获得通过一个显示模组显示在两个不同焦平面显示不同图像的功能，与叠加多个红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片的方式相比，减少了光波导镜片的使用，进而减少了显示模组的重量、体积以及成本，一定程度上简化了具备多个焦平面显示功能的显示模组的结构。并且当本实施例提供的显示模组应用于具备多个焦平面显示功能的AR/VR显示装置时，也能够在一定程度上简化了具备多个焦平面显示功能的AR/VR显示装置的结构。

在本申请第一方面一实施例中，所述第一光路包括红色光路、绿色光路和蓝色光路；所述至少一个投影光机具体用于，通过所述红色光路将所述红色光入射到所述红色光波导镜片、通过所述绿色光路将所述绿色光入射到所述绿色光波导镜片以及通过所述蓝色光路将所述蓝色光入射到所述蓝色光波导镜片。

本实施例中的显示模组，能够通过不同的光路将红色光、绿色光和蓝色光单独入射与该些光对应的红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片中，使得每个光波导镜片中衍射的光只存在单一颜色的光。并且对于每个光波导镜片，其出射光也只存在单一颜色的光，因此能够使得三片光波导镜片的出射光在第一焦平面所共同组成的第一图像的衍射较为均匀，对于每个光波导镜片的衍射过程都不存在不同颜色光波导之间的串扰，从而提高人眼对于第一图像的视觉效果。

在本申请第一方面一实施例中，所述至少一个投影光机包括：第一投影光机，用于将表示第一图像的第一光信号通过所述第一光路入射到所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片；以及，将表示第二图像的第二光信号通过所述第二光路入射到所述白色光波导镜片。

在本申请第一方面一实施例中，所述第一投影光机包括：独立设置的红色光源、绿色光源、蓝色光源和白色光源；

其中，所述红色光源用于生成所述红色光，所述绿色光源用于生成所述绿色光，所述蓝色光源用于生成所述蓝色光；所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；所述白色光源，用于生成所述白色光，所述表示第二图像的第二光信号为所述白色光。

或者，在本申请第一方面一实施例中，所述至少一个投影光机包括：第一投影光机和第二投影光机，所述第一投影光机用于将表示第一图像的第一光信号通过所述第一光路入射到所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片；所述第二投影光机用于将表示第二图像的第二光信号通过所述第二光路入射到所述白色光波导镜片。

在本申请第一方面一实施例中，所述第一投影光机包括：独立设置的红色光源、绿色光源和蓝色光源，其中，所述红色光源用于生成所述红色光，所述绿色光源用于生成所述绿色光，所述蓝色光源用于生成所述蓝色光，所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；所述第二投影光机包括：白色光源，用于生成所述白色光，所述表示第二图像的第二光信号为所述白色光。

本实施例中将上述实施例中的至少一个投影光机在现有基础上做出改进，将第一投影光机中的光源设置为三个独立设置的红色光源、绿色光源和蓝色光源，或者可以进一步地将第一投影光机中设置独立的白色光源，使得每个光源所发出的对应颜色的光均照射微显示器后生成独立的红色光、绿色光和蓝色光，以及白色光。从而使得第一投影光机将不同波长的红色光、绿色光、蓝色光和白色光独立出瞳并单独入射与该些光对应的红色光波导镜片、绿色光波导镜片、蓝色光波导镜片和白色光波导镜片中。进而能够使得红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片的出射光所共同组成的第一图像的衍射较为均匀，对于每个光波导镜片的衍射过程都不存在不同颜色光波导之间的串扰，以提高人眼对于第一图像的视觉效果。

在本申请第一方面一实施例中，所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片的出瞳光栅均为弧形，所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片的焦点均位于所述第一焦平面内。

在本申请第一方面一实施例中，所述白色光波导镜片的出瞳光栅为弧形，所述白色光波导镜片的焦点位于所述第二焦平面内。

本实施例中提供的红色光波导镜片、绿色光波导镜片、蓝色光波导镜片和白色光波导镜片均使用具备光焦度的光场型光波导镜片，其中，通过光波导镜片本身的耦出光栅为衍射透镜，并通过耦出光栅的弯折使得光波导镜片的出射光具备焦点。从而不需要AR/VR显示装置在显示模组之外再设置额外用于使出射光具备焦点的凸透镜，因此，当本实施例提供的显示模组应用于具备多个焦平面显示功能的AR/VR显示装置时，进一步地简化了AR/VR显示装置的结构。

在本申请第一方面一实施例中，AR/VR显示模组还包括：N个白色光波导镜片，N为大于或等于1的整数；

所述至少一个投影光机还用于，将N个光信号通过N个光路分别入射到所述N个白色光波导镜片，其中所述N个光信号携带有不同图像；

所述N个白色光波导镜片分别用于衍射所述投影光机入射的光信号后出射，以在不同的N个焦平面呈现所述入射的光信号对应的图像。

本实施例提供的显示模组在上述实施例的基础上，还包括N个白色光波导镜片，以在前述能够在两个焦平面提供的基础上，使得显示模组实现显示更多不同焦平面的图像。并且每增加一个焦平面，只需在原有的基础上增加一个白色光波导镜片，从而减少了光波导镜片的增加以及使用，进而减少了显示模组的重量、体积以及成本，简化了具备多个焦平面显示功能的显示模组的结构。

本申请第二方面提供一种成像方法，包括：

获取用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号；

通过第一光路衍射所述第一光信号中的红色光后出射、通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的绿色光后出射并通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射，以在第一焦平面呈现所述第一图像；

通过第二光路衍射所述第二光信号中的白色光后出射，以在第二焦平面呈现所述第二图像，所述第二焦平面与所述第一焦平面处于不同的平面上。

在本申请第二方面一实施例中，所述第一光路包括：红色光路、绿色光路和蓝色光路；所述通过第一光路衍射所述第一光信号中的红色光后出射、通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的绿色光后出射并通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射，包括：

通过所述红色光路衍射所述第一光信号中的红色光后出射、通过所述绿色光路衍射所述第一光信号中的绿色光后出射并通过所述蓝色光路衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射。

在本申请第二方面一实施例中，所述获取用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号，包括：通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号和所述用于表示第二图像的第二光信号。

在本申请第二方面一实施例中，所述通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号和所述用于表示第二图像的第二光信号，包括：通过所述第一投影光机独立设置的红色光源生成所述红色光，通过所述第一投影光机独立设置的绿色光源生成所述绿色光，通过所述第一投影光机独立设置的蓝色光源生成所述蓝色光；所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；通过所述第一投影光机设置的白色光源生成所述白色光。

在本申请第二方面一实施例中，所述获取用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号，包括：通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号，并通过第二投影光机生成所述用于表示第二图像的第二光信号。

在本申请第二方面一实施例中，所述通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号，并通过第二投影光机生成所述用于表示第二图像的第二光信号，包括：通过所述第一投影光机独立设置的红色光源生成所述红色光，通过所述第一投影光机独立设置的绿色光源生成所述绿色光，通过所述第一投影光机独立设置的蓝色光源生成所述蓝色光，所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；并通过所述第二投影光机设置的白色光源生成所述白色光。

在本申请第二方面一实施例中，获取N个光信号，其中，所述N个光信号携带有不同图像，N为大于或等于1的整数；

通过N个光路衍射所述N个光信号后出射，以在不同的N个焦平面呈现所述N个光信号对应的N个图像。

在本申请第二方面一实施例中，所述通过第一光路衍射所述第一光信号中的红色光后出射、通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的绿色光后出射并通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射，包括：

通过红色光波导镜片衍射所述第一光信号中的红色光后从出瞳光栅出射、通过绿色光波导镜片衍射所述第一光信号中的绿色光后从出瞳光栅出射并通过蓝色光波导镜片衍射所述第一光信号中的蓝色光后从出瞳光栅出射，以在第一焦平面向人眼呈现所述第一图像；

其中，所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片的出瞳光栅均为弧形，所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片的焦点均位于所述第一焦平面内。

在本申请第二方面一实施例中，所述通过第二光路衍射所述第二光信号中的白色光后出射，包括：

通过白色光波导镜片衍射所述第二光信号中的白色光后从出瞳光栅出射；

其中，所述白色光波导镜片的出瞳光栅为弧形，所述白色光波导镜片的焦点位于所述第二焦平面内。

本申请第三方面提供一种增强现实设备，包括：

传感器，用于获取现实场景图像；

如上述第一方面实施例中任一项所述的显示模组，所述显示模组用于在至少两个焦平面上成像，并与所述现实场景图像叠加呈现给用户。

本申请第四方面提供一种虚拟现实设备，包括：

如上述第一方面实施例中任一项所述的显示模组，所述显示模组用于在至少两个焦平面上成像，并呈现给用户；

以及处理器，用于控制所述显示模组中的投影光机生成表示第一图像的第一光信号和表示第二图像的第二光信号。

附图说明

图1为本申请显示模组一实施例的结构示意图；

图2为本申请显示模组一实施例的结构示意图；

图3为本申请显示模组一实施例的结构示意图；

图4为本申请显示模组一实施例的结构示意图；

图5A为本申请显示模组中投影光机一实施例的结构示意图；

图5B为本申请显示模组中投影光机一实施例的结构示意图；

图5C-图5F为本申请显示模组中投影光机内光路结构示意图；

图6为本申请投影光机光路示意图；

图7为本申请投影光机出光结构示意图；

图8为本申请显示模组一实施例的结构示意图；

图9为本申请显示模组一实施例的结构示意图；

图10为非光场型光波导镜片的结构示意图；

图11为本申请显示模组中光场型光波导镜片的结构示意图；

图12为本申请显示模组中白色光波导镜片出光结构示意图；

图13为本申请AR/VR显示装置一实施例的结构示意图；

图14为本申请AR/VR显示装置一实施例的结构示意图；

图15为本申请AR/VR显示装置一应用实施例的结构示意图；

图16为本申请AR/VR显示装置一应用实施例的结构示意图；

图17为本申请AR/VR显示装置一应用实施例的结构示意图；

图18为本申请成像方法一实施例的流程示意图；

图19为本申请增强现实设备一实施例的结构示意图；

图20为本申请虚拟现实设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1为本申请显示模组一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例中的显示模组可用于AR显示装置或者VR显示装置中显示图像，具体地，本实施例的显示模组包括：红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13、白色光波导镜片21和至少一个投影光机3。

其中，红色光波导镜片11用于将其耦入光栅111入射的红色光进行衍射后从其耦出光栅112出射，绿色光波导镜片12用于将其耦入光栅121入射的绿色光进行衍射后从其耦出光栅122出射，蓝色光波导镜片13用于将其耦入光栅131入射的蓝色光进行衍射后从其耦出光栅132出射，白色光波导镜片21用于将其耦入光栅211入射的白色光进行衍射后从其耦出光栅212出射。红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13和白色光波导镜片14平行设置，并且红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13和白色光波导镜片14的焦点均在与镜片垂直的同一条直线上，这里的焦点是指波导镜片所成图像的虚焦点。例如，上述共四个光波导镜片具体的位置关系可以如图1所示，人眼5位于图中正下方，从图中的正下方到正上方看去为人眼5的视线方向，相反地，红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13和白色光波导镜片14所出射的出射光均通过从上到下的方向向人眼呈现图像。并且红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13和白色光波导镜片14所成图像的虚拟焦点可以在经过人眼5并与四个光波导镜片垂直的同一条直线上。即红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13和白色光波导镜片14均垂直于人眼的视线方向设置，并且这四个光波导镜片平行设置。

至少一个摄影光机3具体用于将表示第一图像的第一光信号通过第一光路31入射到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13。其中，第一光信号可以是通过独立或者混合的红色光、绿色光和蓝色光表示的第一图像，或者第一光信号是通过白色光表示的第一图像。第一光信号可以由至少一个投影光机3生成，例如至少一个投影光机3从AR/VR显示装置的处理器获取第一图像，并根据第一图像生成用于表示第一图像的第一光信号后，将第一光信号通过第一光路31入射到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13中。具体地，如图1所示，第一光路31的起点一端为至少一个投影光机3，第一光路依次经过红色光波导镜片11的耦入光栅111、绿色光波导镜片12的耦入光栅121和蓝色光波导镜片13的耦入光栅131，而第一信号经过第一光路31依次经过上述三个光波导镜片的耦入光栅时，红色光波导镜片11用于接收并衍射第一光信号中的红色光后通过其耦出光栅112出射，蓝色光波导镜片12用于接收并衍射第一光信号中的蓝色光后通过其耦出光栅122出射，绿色光波导镜片13用于接收并衍射所述第一光信号中的绿色光后通过其耦出光栅132出射。最终，红色光波导镜片11所出射的衍射后的红色出射光411、绿色光波导镜片12所出射的衍射后的绿色出射光412以及蓝色光波导经镜片13所出射的衍射后的蓝色出射光413，共同组成白色光，该白色光能够在如图所示的最上方的第一焦平面61向人眼呈现第一图像611。即，红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13作为组合的光波导镜片组1，该光波导镜片组1需要组合使用以实现向人眼呈现第一焦平面61的第一图像611。需要说明的是，如图1所示红色出射光411、绿色出射光412和蓝色出射光413的单箭头表示方式仅为示例，实际的出射光应包括多路，并且实际的出射光的方向均可通过从第一焦平面61内的焦点出发并在图中连接第一焦平面61的两条虚线所示的范围内发散的箭头表示。并且，这里的焦平面是红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13所呈现的图像的虚拟焦平面，即位于图中下方的人眼5通过红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的出射光看到的第一图像611时，人眼5能够感知到第一图像611是位于红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13上方的第一焦平面内61。此外，如图1中仅示出了红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13一种可能的排列方式，即图中由上至下依次为红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13，而该顺序可以根据实际使用情况进行调整，本实施例对于上述三个光波导镜片的排列顺序并不做具体限定。

同时，至少一个投影光机3还用于将表示第二图像的第二光信号通过第二光路32入射到白色光波导镜片21中，其中，第二光信号可以是通过独立或者混合的红色光、绿色光和蓝色光表示的第二图像，或者第二光信号为通过白色光表示的第二图像，第二光信号可以由至少一个投影光机3生成，例如至少一个投影光机3从AR/VR显示装置的处理器获取第二图像，并根据第二图像生成用于表示第二图像的第二光信号后，将第二光信号通过第二光路32入射到白色光波导镜片21中。具体地，如图1所示，第二光路32的起点一端为至少一个投影光机3，第二光路32依次穿过红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13后到达白色光波导镜片21的耦入光栅211，白色光波导镜片21接收并衍射白色光后通过其耦出光栅212出射，最终白色光波导镜片所出射的白色出射光412能够如图所示的第二焦平面62向人眼5呈现第二图像612。同样，这里的第二焦平面62是白色光波导镜片21所形成的虚拟焦平面，即位于白色光波导镜片下方的人眼5通过白色光波导镜片21的出射光能够感知到的第二图像612是位于白色光波导镜片上方的第二焦平面内。其中，在第二焦平面62上显示的第二图像612与第一焦平面61上显示的第一图像611是不同的图像，并使用不同的第一光信号和第二光信号分别表示，当显示模组需要显示较远处图像时，可以由至少一个投影光机3生成该图像的光信号后通过第一光路入射到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13，并经由这三片光波导镜片衍射后在第一焦平面61呈现该图像。而当显示模组需要显示较近处的图像时，可以由至少一个投影光机3生成该图像的光信号后通过第二光路入射到白色光波导镜片21，并经由白色光波导镜片21衍射后在第二焦平面62呈现该图像。并且，在本实施例中白色光波导镜片21的位置在蓝色光波导镜片13仅为示例，如图1中的四个光波导镜片在满足平行且焦点在同一条直线上的条件下可采取任意的顺序设置。

综上，如图1所示的本实施例提供的显示模组中的至少一个投影光机3能够通过独立设置的第一光路31向红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13输出第一光信号，并通过独立设置的第二光32路向白色光波导镜片21输出第二光信号。而第一光信号经过红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13衍射后出射、第二光信号经过白色光波导镜片21衍射后出射。从而使得人眼5能够根据红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的出射光查看到位于第一焦平面的第一图像，以及根据白色光波导镜片21的出射光查看到位于第二焦平面的第二图像，并且第一焦平面与第二焦平面的焦距不同。因此，白色光波导镜片21能够仅通过单个的光波导镜片就能实现一个特定焦平面显示图像的功能，从而使得本实施例中的显示模组能够通过三个用于衍射单色光的光波导镜片，红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13加上一个用于衍射白色光的光波导镜片，白色光波导镜片21即可获得两个焦平面显示的功能，与在显示模组中叠加多个红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13增加焦平面的现有方式相比，减少了光波导镜片的使用，从而在一定程度上减少了显示模组的重量、体积以及成本，当本实施例的显示模组应用于具备多个焦平面显示功能的AR/VR显示装置时，也能够在一定程度上简化具备多个焦平面显示功能的AR/VR显示装置的结构。

图2为本申请显示模组一实施例的结构示意图，图2为在图1所示的实施例基础上示出了一种显示模组中第一光路31的一种可能的实现方式。

具体地，由于用于表示第一图片的白色光可以由红色光、绿色光和蓝色光组成，则在如图1所示的实施例中，至少一个投影光机3可以在第一光路31上发送用于表示第一图像的白色光，红色光波导镜片11的耦入光栅111能够将白色光中红色光耦入到红色光波导镜片11内，而白色光中的绿色光和蓝色光并不会进入而是直接穿过红色光波导镜片11的耦入光栅111。绿色光波导镜片12的耦入光栅121会将白色光中的绿色光耦入到绿色光波导镜片12内，而白色光中的蓝色光则继续透过绿色光波导镜片12的耦入光栅121到达蓝色光波导镜片13的耦入光栅131并进入蓝色光波导镜片13中。虽然这种实施例也能够实现第一光信号通过第一光路31耦入到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13中。但是由于用于衍射不同颜色光的红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的耦入光栅在设置时是根据波长选择的原理，造成了红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的耦入光栅都只能够将对应颜色的光耦入，而红色光、绿色光和蓝色光三种光的波长又存在部分交叠数值，因此当红色光波导镜片11的耦入光栅111将红色光耦入红色光波导镜片11时，还会将部分绿色光和蓝色光耦入。同样地，绿色光波导镜片12的耦入光栅121也会在耦入绿色光时将部分红色光和蓝色光耦入，蓝色光波导镜片13的耦入光栅131也会在耦入蓝色光时将部分红色光和绿色光耦入其中，这就使得红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的出射光均匀度较差，严重时会影响人眼对于第一图像的视觉效果。

因此，在本实施例中，如图2所示，将图1所示的实施例中至少一个投影光机3发送第一光信号的第一光路31更加细化地划分为红色光路311、绿色光路312和蓝色光路313。其中，至少一个投影光机3通过第一光路31所发送的第一光信号包括独立的红色光、绿色光和蓝色光。至少一个投影光机3用于分别将红色光通过红色光路311直接且独立地通过红色光波导镜片11的耦入光栅111入射红色光波导镜片11中、并用于将绿色光通过绿色光路312直接且独立地通过绿色光波导镜片12的耦入光栅121入射绿色光波导镜片12中以及用于将蓝色光通过蓝色光路313直接且独立地通过蓝色光波导镜片13的耦入光栅131入射到蓝色光波导镜片13中。从而实现了通过不同的光路将红色光、绿色光和蓝色光单独入射与该些光对应的光波导镜片中，使得红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13中实际所衍射的光只存在单一颜色，也就使得红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的出射光也只存在单一颜色。因此能够使得红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的出射光所共同组成的第一图像的衍射较为均匀，红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的衍射过程都不存在不同颜色光波导之间的串扰，从而提高人眼对于第一图像的视觉效果。

可选地，由于红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13平行设置，因此对于如图中所示的绿色光路312需要穿过红色光波导镜片11，蓝色光路313需要穿过红色光波导镜片11和绿色光波导镜片12。因此，对于采用如图2所示形式的第一光路31，需要相应地将红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13的耦入光栅设置在不同的位置，使得如图中所示的绿色光路312不会经过红色光波导镜片11的耦入光栅111，而是透过红色光波导镜片11直接入射绿色光波导镜片12的耦入光栅121中；如图中所示的蓝色光路313不会经过红色光波导镜片11的耦入光栅111和绿色光波导镜片12的耦入光栅121，而是透过红色光波导镜片11和绿色光波导镜片12直接入射蓝色光波导镜片13的耦入光栅131中。同样地，图2中仅示出了红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13一种可能的排列方式，本申请各实施例对于各光波导镜片的排列顺序并不做具体限定。

图3为本申请显示模组一实施例的结构示意图，在图3所示的实施例中示出了，至少一个投影光机包括一个投影光机，即上述实施例中的至少一个投影光机为第一投影光机301的实施例。其中，投影光机301用于将表示第一图像的第一光信号通过第一光路31入射到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13。具体地，投影光机可以采用如图2所示的实施例中的方式，分别将红色光通过红色光路311直接且独立地通过红色光波导镜片11的耦入光栅111入射红色光波导镜片11中、并用于将绿色光通过绿色光路312直接且独立地通过绿色光波导镜片12的耦入光栅121入射绿色光波导镜片12中以及用于将蓝色光通过蓝色光路313直接且独立地通过蓝色光波导镜片13的耦入光栅131入射到蓝色光波导镜片13中。同时，投影光机301还可以通过还用于将表示第二图像的第二光信号通过第二光路32入射到白色光波导镜片21中。从而实现了第一投影光机301通过不同的光路将红色光、绿色光、蓝色光和白色光入射与该些光对应的光波导镜片中。

图4为本申请显示模组一实施例的结构示意图，在图4所示的实施例中示出了，至少一个投影光机3包括两个投影光机，分别为第一投影光机301和第二投影光机302，并且通过第一投影光机301和第二投影光机302分别通过第一光路和第二光路将第一光信号和第二光信号入射光波导镜片组1和白色光波导镜片21的方式。

具体地，图4所示的实施例能够在图1或图2所示实施例的基础上，至少一个投影光机3具体包括第一投影光机301和第二投影光机302，其中，第一投影光机301用于通过第一光路31将第一光信号入射到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13中，第二投影光机302用于通过第二光路32将第二光信号入射到白色光波导镜片21中。第一投影光机301和第二投影光机302具体入射光信号的方式可使用上述各实施例中任一种方式，不再赘述。在本实施中，主要强调通过两个独立的投影光机通过不同的光路分别投射不同光信号，单个投影光机只需负责生成单一图像的显示，以减少对投影光机显示性能的需求。

并且进一步地，本实施例还可以应用于光波导镜片组1所成的图像的FoV与白色光波导镜片21所成的图像的FoV不同时，第一投影光机301和第二投影光机302也能够将不同FoV图像的光信号分别发送至对应的镜片，即本实施例中的第一投影光机301和第二投影光机302所发送的光信号的FoV可以不同。例如：假设图4中光波导镜片组1的FoV为60度，则第一投影光机301将FoV为60度的第一光信号入射到光波导镜片组1中，并在第一焦平面上呈现FoV为60度的第一图像；白色光波导镜片21的FoV为25度，则第二投影光机将FoV为25度的第二光信号入射到白色光波导镜片21中，并在第二焦平面上呈现FoV为25度的第二图像。在第一图像和第二图像的像素相同时，由于光波导镜片组1与白色光波导镜片21的焦距不同，则将两个光机分开来能够给不同焦距的镜片投射不同FoV的光信号，能够在焦距较大的第一焦平面内以较大FoV呈现第一图像以呈现远景，焦距较小的第二焦平面内以较小FoV呈现第二图像以呈现近景。从而能够提高小FoV焦平面内第二图像的分辨率，进而提高人眼对于第一图像和第二图像在不同焦平面内的视觉效果。并且由于人眼对中心视场的视觉体验更敏感，通过较小FoV的图像显示近景能够加强人眼中心视场的深度信息以及解析度，从而能够进一步地提高人眼的视觉效果。

图5A为本申请显示模组中投影光机一实施例的结构示意图。如图5A示出了一种用以实现如图4所示实施例中通过不同的光路出射红色光、绿色光和蓝色光的第一投影光机301的结构。

其中，如图5A所示，第一投影光机301采用Bird Bath折叠的光路结构,包括偏振分光镜(Polarization Beam Splitter，PBS)801、反射镜802和投影目镜803。图中左侧光源发出的光先经过PBS801的反射至反射镜802，反射镜802将入射光反射至到微显示器(Microdisplay)上显示的图像，以得到表示图像的光信号，并光信号再次经过PBS反射至投影目镜803后由投影目镜803输出光信号,而微显示器可以采用例如液晶附硅(LiquidCrystal on Silicon，LCoS)结构的微型显示器。在现有的投影光机中的光源通常为为白色的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源，白色光源的光照射微显示器后得到的用以标识图像的光信号也是白色光形式，因此不能直接用于如图4所示的实施例中。本实施例中的投影光机在现有基础上做出改进，如图5A所示，第一投影光机中包括三个独立设置的红色光源、绿色光源、蓝色光源。每个光源所发出的对应颜色的光均依次经过PBS801、反射镜802、微显示器、PBS801和投影目镜803后输出第一投影光机301。路径照射微显示器后生成独立的红色光、绿色光和蓝色光，使得投影光机将不同波长的红色光、绿色光和蓝色光独立出瞳。当第一光信号通过红色光、绿色光和蓝色光表示第一图像时，可应用于如图4所示的***中独立投射到衍射对应颜色光的光波导镜片中。

进一步地，图5B为本申请显示模组中投影光机一实施例的结构示意图。图5B所示的结构是在图5A所示的结构的基础上，还包括独立设置的白色光源。即当上述图5A中的第一投影光机301应用于图3所示的实施例中时，第一投影光机301还需要在图5A结构的基础上，包括独立设置的白色光源。其中，白色光源发出的白色光经过上述同样的路径照射微显示器后生成同样独立的白色光作为图3实施例中的第二光信号，并与第一光信号的红色光、绿色光和蓝色光分别从第一投影光机301中独立出瞳。

具体地如图5C-图5F为本申请显示模组中投影光机内光路结构示意图。其中，图5C独立地示出了图5A中单独的红色光源所发出的光在第一投影光机301中的光路，红色光源发出的红色光依次经过PBS801、反射镜802、微显示器、PBS801和投影目镜803后输出第一投影光机301，同样地，图5D和图5E独立地示出了图5A中绿色光源和蓝色光源在第一投影光机301中的光路，红色光源、绿色光源和蓝色光源在第一投影光机301中的光路的走向均相同，而红色光源、绿色光源和蓝色光源所输出的红色光、绿色光和蓝色光共同形成了用于表示微显示器上图像的光信号。图5F独立地示出了图5A中单独的白色光源所发出的光在第一投影光机301中的光路，白色光源发出的白色光同样依次经过PBS801、反射镜802、微显示器、PBS801和投影目镜803后输出第一投影光机301，而白色光源所输出第一投影光机301的白色光为用于表示微显示器上的图像的光信号。图6为本申请投影光机光路示意图；图7为本申请投影光机出光结构示意图。如图6示出了投影光机中光线的光路走向，与现有技术中白光的光路走向相同，不同之处在于本实施例中存在三种不同颜色的光，每种颜色的光存在独立的光路，最终在图7的出光结构示意图中可以看出，应用于图3所示实施例的第一投影光机301通过调整红色光源、绿色光源、蓝色光源和白色光源的相对位置，使得投影光机将不同颜色的光从不同位置独立地出射红色光、绿色光、蓝色光和白色光。

此外，为了实现投影光机更多焦度图像的分立出瞳，还可以设置更多的LED光源，颜色可以是白色、红色、蓝色或者绿色，以实现投影光机更多出射光路。例如第一投影光机301中设置独立的红色光源、蓝色光源、绿色光源和两个白色光源；其中，第一投影光机301通过第一光路独立出射红色光源、蓝色光源和绿色光源所得到的红色光、绿色光和蓝色光；投影光机通过第二光路独立出射一个白色光源得到的白色光、通过第三光路独立出射另一个白色光源得到的白色光。这样单纯的数量叠加的原理与本实施例相同，不再赘述。因此，上述实施例提供的两种第一投影光机分别能够应用于如图4和图3所示的实施例中，能够使得第一投影光机分别出射的红色光、绿色光和蓝色光经过红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13衍射后的出射光所共同组成的第一图像的衍射较为均匀，对于每个光波导镜片的衍射过程都不存在不同颜色光波导之间的串扰，以提高人眼对于第一图像的视觉效果。

图8为本申请显示模组一实施例的结构示意图。如图8所示，本实施例的显示模组能够在以如图1或图2所示实施例的基础上，提供一种实现更多焦距显示的解决方案。

具体地，如图8所示，本实施例中在图1或图2实施例的基础上，还包括N个白色光波导镜片，N为大于或等于1的整数，即显示模组中除了图1或图2中的白色光波导镜片21，还包括其他的白色光波导镜片，例如图8中以N为1为例，新增白色光波导镜片22。其中，白色光波导镜片22的具体组成以及实现原理可采用如前述任一实施例实现，并且白色光波导镜片22与其他的镜片也都平行设置，并且白色光波导镜片22的焦点也与其他四个光波导镜片的焦点在同一条直线上。在本实施例中，显示模组能够通过增加更多白色光波导镜片的方式增加焦平面。

例如，在图8所示的实施例中，包括：除了前述实施例中的白色光波导镜片21，还包括新增的白色光波导镜片22，该白色光波导镜片22与前述实施例中所述的白色光波导镜片22的原理相同，也从其耦入光栅221接收白色光并进行衍射后从其耦出光栅222出射。其中，至少一个投影光机3通过第三光路33将用于表示第三图像的第三光信号入射到白色光波导镜片22中，并且第三光信号为白色光。白色光波导镜片22出射的光在第三焦平面63为人眼呈现第三图像613。其中，第一焦平面61、第二焦平面62和第三焦平面63的焦距均不相同。

此外，假设图8中光波导镜片组1的FoV为60度，则至少一个投影光机3将FoV为60度的第一光信号入射到光波导镜片组1中，并在第一焦平面61上呈现FoV为60度的第一图像611以呈现远景；白色光波导镜片21和白色光波导镜片22的FoV均为25度，则投影光机将FoV为25度的第二光信号和第三光信号分别入射到白色光波导镜片21和白色光波导镜片22中，以分别在第二焦平面62和第三焦平面63上呈现FoV为25度的第二图像612和第三图像613以呈现近景。

需要说明的是，如图8中仅示出了N为1时的一种示例，如果需要给显示模组增加更多的焦平面，则可以在本实施例的基础上继续增加新的白色光波导镜片23、24……，投影光机通过不同的独立光路向每个白色光波导镜片发送不同的光信号，并且每个所增加的白色光波导镜片都能够在不同的焦平面内向人眼呈现不同焦距的图像，从而实现了显示模组能够在更多焦平面的显示功能，尤其是每增加一个焦平面，只需要新增加一个白色光波导镜片，与叠加光波导镜片组1增加焦平面的方式相比，极大地减少了光波导镜片的使用，能够进一步地简化具备多个焦平面显示功能的显示模组的结构。

图9为本申请显示模组一实施例的结构示意图。如图9所示的实施例中的显示模组，是图8所示的实施例采用如图4所示实施例中的至少一个投影光机包括第一投影光机301和第二投影光机302的方式实现。具体地，如图9所示，第一投影光机301用于通过第一光路将第一光信号入射到红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12和蓝色光波导镜片13中，第二投影光机302用于通过第二光路将第二光信号入射到白色光波导镜片21中、并通过第三光路将第三光信号入射到白色光波导镜片22中。第一投影光机和第二投影光机具体入射光信号的方式可使用上述各实施例中任一种方式，不再赘述。在本实施中，由第一光信号是红色光、绿色光和蓝色光，而第二光信号和第三光信号是白色光，因此需要通过两个独立的投影光机通过不同的光路分别投射不同表示方式的光，第一投影光机只需负责红色光、绿色光和蓝色光的第一光信号，第二投影光机负责所有白色光，以减少对投影光机显示性能的需求。可选地，第二投影光机可以采用单一的白色光源生成N个白色光波导镜片的N个光信号，或者分别设置N个白色光源，每个白色光源负责生成1个白色光波导镜片的1个光信号。同样地，如图9所示的示例仅示出了N为2时的示例，如果增加新的白色光波导镜片23、24……，则所有N个白色光波导镜片的N个光信号均由第二投影光机通过不同的N条光路分别入射到对应的N个白色光波导镜片中，具体实现方式与前述实施例相同，不再赘述。

图10为非光场型光波导镜片的结构示意图。现有的显示模组中所使用的光波导镜片通常采用的非光场型光波导镜片的结构如图10所示，光波导镜片70具体包括耦入光栅701、扩瞳光栅703和耦出光栅703。其中，图10中下方为人眼5，人眼5上方为光波导镜片，如图3所示的示意图可以理解为人眼5前方所设置的光波导镜片。至少一个投影光机3从人眼5视线相同的方向将光通过耦入光栅701入射到光波导镜片70中，光依次经过扩瞳光栅702和耦出光栅703后，通过耦出光栅将经过衍射的光出射到人眼5。扩瞳光栅702用于将光边传播边***，以扩展光的视场(Eye Box)，即图中所示的一路光送入扩瞳光栅702后，将三路(或者更多路未示出)相同的光送入耦出光栅703。耦出光栅703将光合并作为出射光投影到人眼中，向人眼5呈现光对应的图像。由于耦出光栅703为直线型光栅，则光经过耦出光栅703后的出射光为平行光，而平行光的焦点在无穷远处。即使用直线型光栅的耦出光栅703的光波导镜片70不具备焦点，是非光场型光波导镜片。由于人眼5对于平行光的感知为平面图像，因此在如图1和图2所示的红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13以及白色光波导镜片21如果采用如图10所示的这种结构，还需要增凸透镜以将光波导镜片无穷远的焦点拉近到人眼较为舒适的观看距离，会造成显示模组的结构较为复杂。

因此，本申请一实施例中提供一种具备光焦度的光场型光波导镜片，以使得如图1和图2中所示的红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13以及白色光波导镜片21均可采用如本实施例提供的光波导镜片实现具有焦点而不需要在显示模组中再额外设置凸透镜。具体地，图11为本申请显示模组中光场型光波导镜片的结构示意图，其视角、耦入光栅701和扩瞳光栅702均与图10所示的结构相同，所不同之处在于耦出光栅703为弯折的弧形。具体地，在图11所示的实施例中，需要将图10所示的直线型光栅进行弯折，弯折方向可以是朝向图中所示方向的上方或者下方，图11中以向下弯折为例。使得耦入光栅703由直线型光栅弯折为为曲线型光栅，弯折后的耦出光栅703的出射光是非平行光且具备焦点，并且耦出光栅703的弯折程度越大，出射光的焦点距离光波导镜片70越近。因此在如图1和图2所示的红色光波导镜片11、绿色光波导镜片12、蓝色光波导镜片13以及白色光波导镜片21如果采用如图11所示的这种结构，耦出光栅均为弧形，以实现从光波导镜片耦出光栅出射的光所成的图像具有虚焦点。可选地，本实施例中的耦出光栅703可采用表面起伏型光栅，以根据表面起伏性光栅视场角(Field of view，FoV)较大的特性，使得光波导镜片出射光所呈现的图像具有较大的FoV，从而进一步地提高人眼的对于图像的感知效果。

具体地，对于如图10所示的光波导镜片中使用的直线型光栅作为耦出光栅，直线型光栅的波矢为一常数

则根据光栅方程

可知，对于平行的入射光

经过直线型光栅的出射光

也是平行光。而在如图11所示的光波导镜片中的耦出光栅为曲线型光栅，例如基于表面起伏光栅的衍射型透镜，曲线型光栅的波矢沿光波导平面内每一点的坐标(x,y)变化，则根据光栅方程

可知，即使对于平行的入射光

经过曲线型光栅的出射光

根据光栅方程传播并形成虚焦点，并且在光栅偏离直线型的弯折程度越大，虚焦距距离波导镜片的距离越短。

例如：可以在光学仿真软件Zemax或者Fred中，通过二元光栅面形来仿真描述上述具备弯折的表面起伏光栅的光导镜片。其中，二元光栅面型通过相位公式多项式

计算光栅表面连续的相位变化。其中，Φ为二元光栅面的相位，M为计算相位的多项式系数，每个A_iρ²ⁱ为第i个单项式，每个多项式中的A为光栅系数，ρ为特定方向和范围的坐标，光栅系数的下标越大代表多项式的级数更高，N个单项式相加能够得到相位公式，以表示光栅表面的起伏。具体地，可以通过调整上述多项式中每一项的光栅系数以调整模拟不同弯折程度的光导镜片的焦距。例如：当虚拟焦距为无穷远时，光栅系数只有对应垂直于波导镜片方向出射光的光栅系数A1-A15中只有A2不为0，因此其出射光为平行光，波导镜片的焦距为无穷远；如果调整不同方向出射光的光栅系数例如间隔地调整A4、A6、A11、A13和A15能够使得光栅的表面起伏从而达到光栅弯折的效果，当上述光栅系数分别取如下表中的数值时，实现波导镜片的焦距为100mm和2000mm。需要说明的是，上述光栅系数的数值仅为示例，对于不同参数的调整可得到不同的焦距均在本实施例的范围之中。对于仿真软件的使用以及其他相关参数的设置中的未示出之处可参照现有技术中软件的以及设置方法，本实施例对此不做限定。

图12为本申请显示模组中白色光波导镜片出光结构示意图，进一步地示出了在上述各实施例中的白色光波导镜片一种可能的出光结构。

具体地，现有技术中用于衍射白色光的光波导镜片的出瞳光栅均采用全息光栅，造成了光波导镜片的FoV较窄且具备一定的波长选择性。而本申请各实施例中，白色光波导镜片的出瞳光栅使用表面起伏光栅，使得白色光波导镜片提高了FoV并且不具备波长选择性。如图8所示，当白色光波导镜片由折射率为2.0的玻璃实现时，对于入射白色光波导镜片的红色光(波长633nm)、绿色光(波长532nm)和蓝色光(455nm)在白色光波导镜片中衍射后的出射光的横向FoV约有60度，并且每种单色光的出射光横向均不完全重合。而白色光波导镜片对于红色光、绿色光和蓝色光衍射出后的出射光重合部分进行组合后横向FoV就只有25度。

因此，采用本实施例中的表面起伏光栅的白色光波导镜片应用于如图1和图2的实施例中时，能够在红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片负责显示第一焦平面内大FoV远景的图像时，能够显示第二焦平面内小FoV的近景的图像，即第一焦平面的焦距大于白色光波导镜片的第二焦平面的焦距。例如，当显示模组需要显示的内容是一个人从远处走到近处，当人在远处时，则投影光机生成的人在远处的图像由红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片向人眼呈现，当人走到近处时，则投影光机生成人在近处的图像由白色光波导镜片向人眼呈现，这里的远近均为相对概念，可根据实际需要设置不同的焦平面。由于人眼对中心视场的视觉体验更敏感，通过较小FoV的图像显示近景能够加强人眼中心视场的深度信息以及解析度，从而能够进一步地提高人眼的视觉效果。并且采用本实施例显示方式的显示模组，通过包含三个镜片的红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片显示大FoV图像，单个镜片的白色光波导镜片单独显示小FoV的图像，二者相结合的方式不仅使显示模组在保证FoV最大化的前提下，兼顾大FoV的显示、显示内容的高解析度以及较为简化轻薄的显示模组的结构。

图13为本申请AR/VR显示装置一实施例的结构示意图。如图13所示的AR/VR显示装置中，包括如图1-图12中任一实施例中的显示模组。具体地，如图13所示，AR/VR显示装置包括前述两个显示模组，分别用于向用户的左眼和右眼显示AR/VR内容。AR/VR内容可以是上述实施例中所述的第一图像、第二图像以及第三图像。并且，AR/VR显示装置还包括：传感器、处理器、存储器和电源。其中，处理器能够通过网络通信模块连接通信网络，并通过通信网络从位于用户侧或者网络侧的服务器中获取需要显示的图像，将获取的图像发送至显示模组中的投影光机以进行显示。或者，当AR/VR显示装置的存储器中存储有需要显示的图像时，处理器也可以直接将存储器中的图像发送至显示模组中的投影光机进行显示。图14为本申请AR/VR显示装置一实施例的结构示意图。如图14示出了一种图13所示的AR/VR显示装置的***电路结构图。其中，处理单元为上述实施例中的处理器，存储器可用于存储需要显示的图像，网络通信模块用于连接通信网络，电源用于为整个AR/VR显示装置中的模块供电。微显示器电路***用于在投影光机的微显示器中显示需要显示的图像，显示器照明驱动器用于驱动投影光机的照明单元发出的光经过微显示器后，得到用于表示图像的光信号。传感器单元用于处理AR/VR显示装置所获取的用户的动态信息、位置信息以根据用户的姿态调整所显示的图像内容。本实施例示出的仅为一种AR/VR显示装置的实现方式，重点在于其包括显示模组。对于AR/VR显示装置中其他模块未示出或未完全示出之处可参照AR/VR应用技术领域的公知常识，本申请并不限定。

图15为本申请AR/VR显示装置一应用实施例的结构示意图。如图15的应用场景为如图13所示的AR/VR显示装置应用于与虚拟物体近距离互动的AR/VR场景，允许图像显示在人手能够接触到的近处，可以应用在人与虚拟物体近距离互动的场景。具体地，AR/VR显示装置可以通过手势识别和定位***确定用户的手所在的位置，并从存储***中调取待显示的虚拟物体，显示装置的处理器通过图像算法将所获取的实际图像预虚拟物体相结合，得到待显示的图像中虚拟物***于用户的手中，并将待显示的图像发送至显示***进行显示，此处的显示***即为上述实施例中的显示模组。图16为本申请AR/VR显示装置一应用实施例的结构示意图。如图16的应用场景为如图13所示的AR/VR显示装置应用于虚拟游戏场景的AR/VR应用。具体地，AR/VR显示装置从存储***中调取待显示的虚拟物体，同样通过手势识别和定位***确定用户对于虚拟物体的操作，并通过图像算法将所获取的实际图像预虚拟物体相结合，得到待显示的图像中虚拟物体根据用户的操作进行移动，并将待显示的图像发送至显示***进行显示，此处的显示***即为上述实施例中的显示模组。此外，还可以通过无线网络获取网络中的待显示的图像资源并存储在存储***中以供调用。图17为本申请AR/VR显示装置一应用实施例的结构示意图。如图17的应用场景为如图13所示的AR/VR显示装置应用于3D视频会议的AR/VR场景。其中，设备用于通过麦克风和摄像头采集待显示的图像和音频，并通过无线网络发送至AR/VR显示装置的存储***中，以使AR/VR显示装置将待显示的图像经过图像算法处理后，发送至显示***进行显示，此处的显示***即为上述实施例中的显示模组，同时AR/VR显示装置还将接收到的音频与图像同步播出。需要说明的是，在如图15至图17所示的实施例中所处理的对象可以为单个图像或者视频内容，而视频内容可以理解为连续的图像，并且对于连续的图像中每个单个图像，均可采用本申请前述各实施例中显示模组处理单个图像的方式与原理。

图18为本申请成像方法一实施例的流程示意图。如图18所示的成像方法能够用于图1所示的显示模组在第一焦平面或者第二焦平面呈现图像。其中，本实施例的成像方法包括：

S101：获取用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号。

S102：通过第一光路衍射第一光信号中的红色光后出射、通过第一光路衍射第一光信号中的绿色光后出射并通过第一光路衍射第一光信号中的蓝色光后出射，以在第一焦平面呈现第一图像。

S103：通过第二光路衍射第二光信号中的白色光后出射，以在第二焦平面呈现第二图像，第二焦平面与第一焦平面处于不同的平面上。

其中，S102和S103的先后顺序并不做具体限定，本实施例也可先执行S103再执行S102，或者S102和S103同时执行。

图18所示的成像方法可在如图1所示的显示模组中执行，其具体实现方式与原理与图1实施例中所述一致，不再赘述。

可选地，在上述实施例中，第一光路包括：红色光路、绿色光路和蓝色光路。则上述实施例中的S102具体包括：通过红色光路衍射第一光信号中的红色光后出射、通过绿色光路衍射第一光信号中的绿色光后出射并通过蓝色光路衍射第一光信号中的蓝色光后出射。

可选地，在上述实施例中的S101具体包括：通过第一投影光机生成用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号。

可选地，在上述实施例中，S101具体包括：通过第一投影光机独立设置的红色光源生成红色光，通过第一投影光机独立设置的绿色光源生成绿色光，通过第一投影光机独立设置的蓝色光源生成蓝色光；表示第一图像的第一光信号包括红色光、绿色光和蓝色光；并通过第一投影光机设置的白色光源生成白色光。

可选地，在上述实施例中的S101具体包括：通过第一投影光机生成用于表示第一图像的第一光信号，并通过第二投影光机生成用于表示第二图像的第二光信号。

可选地，在上述实施例中的S101具体包括：通过第一投影光机独立设置的红色光源生成红色光，通过第一投影光机独立设置的绿色光源生成绿色光，通过第一投影光机独立设置的蓝色光源生成蓝色光，表示第一图像的第一光信号包括红色光、绿色光和蓝色光；并通过第二投影光机设置的白色光源生成白色光。

可选地，在上述实施例中，还包括：获取N个光信号，其中，N个光信号携带有不同图像，N为大于或等于1的整数；通过N个光路衍射N个光信号后出射，以在不同的N个焦平面呈现N个光信号对应的N个图像。

可选地，在上述实施例中，S102具体包括：通过红色光波导镜片衍射第一光信号中的红色光后从出瞳光栅出射、通过绿色光波导镜片衍射第一光信号中的绿色光后从出瞳光栅出射并通过蓝色光波导镜片衍射第一光信号中的蓝色光后从出瞳光栅出射，以在第一焦平面呈现第一图像。其中，红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片的出瞳光栅均为弧形，红色光波导镜片、绿色光波导镜片和蓝色光波导镜片的焦点均位于第一焦平面内。

可选地，在上述实施例中，S103具体包括：通过白色光波导镜片衍射第二光信号中的白色光后从出瞳光栅出射。其中，白色光波导镜片的出瞳光栅为弧形，白色光波导镜片的焦点位于第二焦平面内。

上述各实施例所示的成像方法可在前述实施例中所示的显示模组中执行，其具体实现方式与原理与前述实施例中所述一致，不再赘述。

本申请还提供一种设备，包括：处理器和存储器；所述存储器，用于存储程序；所述处理器，用于调用存储器所存储的程序，以执行如上述实施例中任一的成像方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储程序代码，当程序代码被执行时，以执行如上述实施例中任一的成像方法。

本申请还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包含的程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一的成像方法。

图19为本申请增强现实设备一实施例的结构示意图。如图19所示，本实施例提供的增强现实设备19包括：传感器1901和显示模组1902。在一些可能的实施方式中，还可以包括定位装置1903和处理器1904。其中，显示模组1902可以是本申请前述实施例中任一项所述的显示模组。传感器1901用于获取增强现实设备19所在的现实场景图；定位装置用于确定增强现实设备19的空间位置；处理器1904用于根据增强现实设备19的现实场景图和空间位置进行图像处理；处理后的图像通过显示模组1902在至少两个焦平面上成像并与现实场景图叠加呈现给用户。

图20为本申请虚拟现实设备一实施例的结构示意图。如图20所示，本实施例提供的虚拟现实设备20包括：显示模组2001和处理器2003。在一些可能的实施方式中，还可以包括定位装置2002。其中，显示模组2001可以是本申请前述实施例中任一项所述的显示模组。定位装置用于确定虚拟现实设备20的空间位置，处理器2003用于根据虚拟现实设备20的空间位置进行图像处理，以及控制显示模组中的投影光机生成表示第一图像的第一光信号和表示第二图像的第二光信号。处理后的图像通过显示模组2001在至少两个焦平面上成像，并呈现给用户。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种显示模组，其特征在于，所述显示模组应用于增强现实的显示装置或虚拟现实的显示装置中，包括：

2.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，

所述第一光路包括红色光路、绿色光路和蓝色光路；

所述至少一个投影光机具体用于，通过所述红色光路将所述红色光入射到所述红色光波导镜片、通过所述绿色光路将所述绿色光入射到所述绿色光波导镜片以及通过所述蓝色光路将所述蓝色光入射到所述蓝色光波导镜片。

3.根据权利要求1或2所述的显示模组，其特征在于，

所述至少一个投影光机包括：第一投影光机，用于将表示第一图像的第一光信号通过所述第一光路入射到所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片；以及，将表示第二图像的第二光信号通过所述第二光路入射到所述白色光波导镜片。

4.根据权利要求3所述的显示模组，其特征在于，

所述第一投影光机包括：独立设置的红色光源、绿色光源、蓝色光源和白色光源；

其中，所述红色光源用于生成所述红色光，所述绿色光源用于生成所述绿色光，所述蓝色光源用于生成所述蓝色光；所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；

所述白色光源，用于生成所述白色光，所述表示第二图像的第二光信号为所述白色光。

5.根据权利要求1或2所述的显示模组，其特征在于，

所述至少一个投影光机包括：第一投影光机和第二投影光机，所述第一投影光机用于将表示第一图像的第一光信号通过所述第一光路入射到所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片；所述第二投影光机用于将表示第二图像的第二光信号通过所述第二光路入射到所述白色光波导镜片。

6.根据权利要求5所述的显示模组，其特征在于，

所述第一投影光机包括：独立设置的红色光源、绿色光源和蓝色光源，其中，所述红色光源用于生成所述红色光，所述绿色光源用于生成所述绿色光，所述蓝色光源用于生成所述蓝色光，所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；

所述第二投影光机包括：白色光源，用于生成所述白色光，所述表示第二图像的第二光信号为所述白色光。

7.根据权利要求1-4、6任一项所述的显示模组，其特征在于，还包括：N个白色光波导镜片，N为大于或等于1的整数；

8.根据权利要求1-4、6任一项所述的显示模组，其特征在于，

所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片的出瞳光栅均为弧形，所述红色光波导镜片、所述绿色光波导镜片和所述蓝色光波导镜片的焦点均位于所述第一焦平面内。

9.根据权利要求1-4、6任一项所述的显示模组，其特征在于，

所述白色光波导镜片的出瞳光栅为弧形，所述白色光波导镜片的焦点位于所述第二焦平面内。

10.一种成像方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的显示模组，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的成像方法，其特征在于，所述第一光路包括：红色光路、绿色光路和蓝色光路；所述通过第一光路衍射所述第一光信号中的红色光后出射、通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的绿色光后出射并通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射，包括：

12.根据权利要求10或11所述的成像方法，其特征在于，所述获取用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号，包括：

通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号和所述用于表示第二图像的第二光信号。

13.根据权利要求12所述的成像方法，其特征在于，所述通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号和所述用于表示第二图像的第二光信号，包括：

通过所述第一投影光机独立设置的红色光源生成所述红色光，通过所述第一投影光机独立设置的绿色光源生成所述绿色光，通过所述第一投影光机独立设置的蓝色光源生成所述蓝色光；所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；并通过所述第一投影光机设置的白色光源生成所述白色光。

14.根据权利要求10或11所述的成像方法，其特征在于，所述获取用于表示第一图像的第一光信号和用于表示第二图像的第二光信号，包括：

通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号，并通过第二投影光机生成所述用于表示第二图像的第二光信号。

15.根据权利要求14所述的成像方法，其特征在于，所述通过第一投影光机生成所述用于表示第一图像的第一光信号，并通过第二投影光机生成所述用于表示第二图像的第二光信号，包括：

通过所述第一投影光机独立设置的红色光源生成所述红色光，通过所述第一投影光机独立设置的绿色光源生成所述绿色光，通过所述第一投影光机独立设置的蓝色光源生成所述蓝色光，所述表示第一图像的第一光信号包括所述红色光、绿色光和蓝色光；并通过所述第二投影光机设置的白色光源生成所述白色光。

16.根据权利要求10、11、13、15任一项所述的成像方法，其特征在于，还包括：

获取N个光信号，其中，所述N个光信号携带有不同图像，N为大于或等于1的整数；

17.根据权利要求10、11、13、15任一项所述的成像方法，其特征在于，所述通过第一光路衍射所述第一光信号中的红色光后出射、通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的绿色光后出射并通过所述第一光路衍射所述第一光信号中的蓝色光后出射，包括：

通过红色光波导镜片衍射所述第一光信号中的红色光后从出瞳光栅出射、通过绿色光波导镜片衍射所述第一光信号中的绿色光后从出瞳光栅出射并通过蓝色光波导镜片衍射所述第一光信号中的蓝色光后从出瞳光栅出射，以在第一焦平面呈现所述第一图像；

18.根据权利要求10、11、13、15任一项所述的成像方法，其特征在于，所述通过第二光路衍射所述第二光信号中的白色光后出射，包括：

19.一种增强现实设备，其特征在于，包括：

传感器，用于获取现实场景图像；

以及，如权利要求1至9任一项所述的显示模组，所述显示模组用于在至少两个焦平面上成像，并与所述现实场景图像叠加呈现给用户。

20.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的显示模组，所述显示模组用于在至少两个焦平面上成像，并呈现给用户；

以及，处理器，用于控制所述显示模组中的投影光机生成表示第一图像的第一光信号和表示第二图像的第二光信号。