CN112130321B - 一种波导模组及基于波导的近眼显示模组及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种波导模组及基于波导的近眼显示模组及设备，用于提高显示设备在投影显示过程中的反馈能力。波导模组包括波导和设置在所述波导中一一对应设置的耦入单元、中继单元、耦出单元和反馈出光单元；其中，所述耦入单元用于将图像源产生的全视场图像光耦入所述波导，所述中继单元用于对所述全视场图像光进行扩瞳及传输，且传输至所述耦出单元的全视场图像光由耦出单元耦出以形成显示图像；所述反馈出光单元设置于所述耦出单元上或在所述中继单元的扩瞳方向上与所述中继单元相邻设置，所述反馈出光单元用于将全视场图像光的一部分能量耦出形成反馈图像。

Description

一种波导模组及基于波导的近眼显示模组及设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种波导模组及基于波导的近眼显示模组及设备。

背景技术

现有的基于波导的AR显示设备，通常包括图像源、波导、耦入部件、中继部件和耦出部件。假设图像源内置有准直透镜，则图像源发出的图像光为准直光。图像光经耦入部件以一定的衍射角度耦入到波导中进行全反射传播，接着与中继部件相互作用以在第一方向扩瞳。最后，被中继部件扩瞳后的图像光再沿波导传播直至与耦出部件相互作用，耦出部件对与其作用的图像光在第二方向上扩瞳并将图像光耦出波导，被耦出的图像光进入人眼从而显示图像。

目前，图像源采用光纤扫描器或MEMS扫描器这类激光扫描器作为发出图像光的器件，在这种激光扫描器结合波导的显示技术中，作为图像源的光纤扫描器或MEMS扫描器的精度要求高，并且容易出现扫描图像不稳、漂移等问题，尤其在多个图像源拼接的结构中，容易出现拼接图像时出现子图像拼接错位的问题，目前还没有较好的解决方案。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种波导模组及基于波导的近眼显示模组及设备，用于提高显示设备在投影显示过程中的反馈效果。

本发明实施例中提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种波导模组，包括波导和设置在所述波导中一一对应设置的耦入单元、中继单元、耦出单元和反馈出光单元；其中，所述耦入单元用于将图像源产生的全视场图像光耦入所述波导，所述中继单元用于对所述全视场图像光进行扩瞳及传输，且传输至所述耦出单元的全视场图像光由耦出单元耦出以形成显示图像；所述反馈出光单元设置于所述耦出单元上或在所述中继单元的扩瞳方向上与所述中继单元相邻设置，所述反馈出光单元用于将全视场图像光的一部分能量耦出形成反馈图像。

可选的，所述反馈出光单元设置于所述中继单元中在扩瞳方向上远离所述耦入单元的传输末端，或者，所述反馈出光单元位于所述耦出单元的边缘区域。

可选的，所述耦入单元、所述中继单元、反馈出光单元及所述耦出单元均为光栅结构。

可选的，所述反馈出光单元的光栅结构与所述耦入单元的光栅结构的光栅方向垂直；或者，所述反馈出光单元的光栅结构与所述耦出单元的光栅结构相同。

可选的，所述反馈出光单元的耦出方向与所述耦出单元的耦出方向相同或相反。

可选的，当所述反馈出光单元的耦出方向与所述耦出单元的耦出方向相同时，若所述反馈出光单元的光栅结构与所述耦出单元的光栅结构相同，且所述所述反馈出光单元设置于所述耦出单元上，则所述反馈出光单元为所述耦出单元中的部分光栅结构。

可选的，当所述反馈出光单元的耦出方向与所述耦出单元的耦出方向相反时，所述反馈出光单元设置于所述中继单元或所述耦出单元中与所述耦出单元的耦出面相对的面上。

第二方面，本发明实施例提供一种基于波导的近眼显示模组，包括：

至少一个图像源，用于出射形成待显示图像的光，每个图像源包括输入光源和对应的激光扫描器，所述输入光源用于出射待显示图像的图像光，所述激光扫描器用于将所述图像光扫描出射；各图像源所发射的图像为构成一个具有相应大视场角的完整图像的不同部分，每个图像源发射的光所形成的图像具有相应的子视场角；

如第一方面所述的波导模组，设置在所述至少一个图像源的出光光路上，所述至少一个图像源产生的待显示图像的全视场图像光耦入所述波导模组后，经所述波导模组中的耦出单元耦出拼接为待显示图像，且所述全视场图像光的一部分能量经所述反馈出光单元耦出形成反馈图像；

检测部件，设置于所述反馈出光单元的耦出光路上，用于接收所述反馈图像，并根据所述反馈图像生成对应的电信号作为反馈信号。

可选的，所述近眼显示模组还包括：

处理器，与所述检测部件和所述至少一个图像源相连，用于接收所述检测部件输出的电信号，并根据所述电信号判断所述反馈出光单元的反馈图像与所述待显示图像是否相同，及在确定不同时矫正所述至少一个图像源的出射光对应的图像。

可选的，所述图像源中包括激光扫描器和至少一路输入光源，一路输入光源用于产生待显示图像的至少一个子视场的光束，一路输入光源包括至少一组光源，每组光源至少包括R、G、B三种发光单元，且所述至少一组光源中相同色彩通道的发光单元被配置为发射不同波长的光；所述激光扫描器为光纤扫描器或MEMS扫描器，用于扫描出射所述至少一路输入光源产生的光束。

可选的，所述波导中设置有多层且一一对应的耦入单元、中继单元、耦出单元和反馈出光单元，每层对应于一个波长的光。

可选的，所述近眼显示模组还包括：

光束分离器，设置在所述至少一个图像源的出光光路上，用于将所述待显示图像混合光束中的不同波长的光束进行分离，不同波长的光分别通过相应的耦入单元耦入所述波导模组；其中，当采用多个图像源将所述待显示图像的不同图像部分同时调制射出时，所述多个图像源的光束在入射到所述光束分离器前相互拼接。

第三方面，本发明实施例提供一种近眼显示设备，包括第二方面所述的近眼显示模组。

本发明实施例中，近眼显示模组中的波导模组内设置有一一对应的耦入单元、中继单元、耦出单元和反馈出光单元，且反馈出光单元设置于所述耦出单元上或在所述中继单元的扩瞳方向上与所述中继单元相邻设置；其中，耦入单元在将图像源产生的全视场图像光耦入波导后，中继单元用于对全视场图像光进行扩瞳及传输，且传输至所述耦出单元的全视场图像光由耦出单元耦出以形成显示图像；同时，所述反馈出光单元用于将全视场图像光的一部分能量耦出形成反馈图像，故近眼显示模组通过检测部件检测获得反馈图像的电信号作为反馈信号，实现反馈作用，从而提高显示设备在投影显示过程中的投影效果。

附图说明

图1为本发明实施例中近眼显示模组的结构示意图；

图2为本发明实施例中近眼显示模组的图像源的结构示意图；

图3A-图3B为本发明实施例中波导模组的结构示意图；

图4A和图4B为本发明实施例中反馈出光单元的光线出射方向示意图；

图5为本发明实施例中近眼显示设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图详细描述本发明方案。

参见图1，为本发明实施例中基于波导的近眼显示模组的结构示意图，本发明实施例的近眼显示模组包括图像源10，波导模组20和检测部件30，图1中的波导模组20结构为俯视图；其中，图像源10包括输入光源101和激光扫描器102，所述输入光源101为激光光源，激光扫描器102优选为光纤扫描器或MEMS扫描器，图中以激光扫描器102为光纤扫描器为例；波导模组20包括波导201和在波导中一一对应设置的耦入单元202、中继单元203、耦出单元24和反馈出光单元205，图像源10用于产生待显示图像的全视场图像光，全视场图像光经耦入单元202耦入波导，再经波导模组20中的耦出单元204耦出拼接为待显示图像，同时，全视场图像光的一部分能量经反馈出光单元205耦出形成反馈图像，设置在反馈出光单元205的出射光路上的检测部件30即可检测反馈图像对应的电信号作为反馈信号，实现在投影显示过程中对投影图像的反馈。

本发明实施例中，“待显示图像”可以是一幅完整图像，也可以是一幅完整图像中的局部图像，即本发明实施例中的一种基于波导的近眼显示模组本身可以作为一个独立模组单独处理完整视场画面，也可以作为拼接模组中的一部分，只处理局部视场画面，与多个类似模组拼接后实现完整视场画面。

下面分别介绍本发明实施例中近眼显示模组的各部分。

图像源10，用于扫描出射待显示图像的图像光。除特别说明，本文所说的图像光均指待显示图像的全视场图像光。图像源10中的输入光源101可以是激光光源、发光二极管LED以及环境光源等。一路输入光源可以包括至少一组光源，每组光源至少包括R、G、B三种发光单元，一种发光单元可以包括一个或多个发光器，比如R发光单元可以是通过R’和R”两个发光器混光形成的，每一种发光单元包括多种发光器时，可提升光能量。

当待显示图像对应于多个子视场图像时(即多个子视场图像拼接形成全视场的待显示图像)，每个子视场图像可由一组光源调制。如图2所示，一路输入光源包括n组激光光源，n大于等于2，每组激光光源包括R、G、B三个单色激光器(R、G、B三个单色激光器分别指红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器)，2组激光光源中相同色彩通道的n个单色激光器被配置为发射不同波长的光；n组激光光源产生的光线输入光纤扫描器100中的一根扫描光纤111中，N为大于等于2的整数。其中，n组激光光源中产生的光线优选经合束后输入光纤扫描器中的一根扫描光纤中。合束可以是单组激光光源中的R、G、B三个单色激光器分别产生的红光、绿光和蓝光合束，也可以是n组激光光源所有光的合束，或前述两种合束同时包含，在此不做限制。

n组激光光源中相同色彩通道的n个单色激光器被配置为发射不同波长的光，以红光单色激光器为例，如图2所示的R1单色激光器、R2单色激光器……Rn单色激光器虽然都产生红光，但产生的是不同波长的红光。同样地，G1单色激光器、G2单色激光器……Gn单色激光器虽然都产生绿光，但产生的是不同波长的绿光；B1单色激光器、B2单色激光器……Bn单色激光器虽然都产生蓝光，但产生的是不同波长的蓝光；图2中，以激光扫描器102为光纤扫描器为例，标号1021代表扫描光纤。

图像源10可以为基于光纤扫描器或MEMS扫描器等的功能模组，只要发光光源能采用波分复用的方式，在发出的同一个像素光点中包含一个或多个图像的像素光信息均可作为本发明实施例中的图像源10。

具体来说，当激光扫描器102为光纤扫描器时，光纤扫描器包括至少一根扫描光纤及至少一个制动器(比如压电制动器)，制动器在驱动信号的作用下带动光纤在空间中作二维扫描。例如，XY型二维扫描器，其扫描方向包括相互垂直的x方向和y方向，在XY型扫描驱动器扫描图像时，快轴沿x方向扫描，慢轴沿与x方向垂直的y方向扫描。每个制动器可以驱动一根或多根扫描光纤，则光纤扫描器的一根扫描光纤对应一路输入光源101；若光纤扫描器包含两根以上光纤，每根扫描光纤对应的输入光源101波长配置相同。本发明实施例的光纤扫描器适用于各种扫描模式的光纤扫描器，比如删格式扫描、螺旋式扫描等。

当激光扫描器102为MEMS扫描器时，那么输入光源101的各组光源产生的光合束后，一起经MEMS扫描器的扫描镜反射扫描出射，与现有方法实现过程一致，此处不再一一介绍。

可选的，近眼显示设备中还可以设置有与至少一个图像源10一一对应设置的目镜光学器件，请见图1(图中未标号)，其可以被配置为将相应的图像源10出射的全部光束进行准直形成平行光并按照相应的角度射入波导模组20。

波导模组20，设置在至少一个图像源10的出光光路上，波导模组20的波导201中设置有一一对应的耦入单元202、中继单元203、耦出单元204和反馈出光单元205，反馈出光单元205设置于耦出单元204上或在中继单元203的扩瞳方向上与中继单元203相邻设置。其中，耦入单元202用于将图像源10产生的图像光耦入波导201，进而中继单元203对全视场图像光进行扩瞳及传输，传输至耦出单元204的全视场图像光由耦出单元204耦出至人眼以形成显示图像，同时反馈出光单元205将全视场图像光的一部分能量耦出形成反馈图像，该反馈图像对应的光能量大于检测部件30进行图像检测所需的图像最小光能量。

本发明实施例中，波导模组20中设置的耦入单元202、中继单元203、耦出单元204和反馈出光单元205可以均采用光栅结构。为了保证全视场图像传输到反馈出光单元205的能量大于检测部件30进行图像检测的最小光能量，预先将中继单元203或耦出单元204中与反馈出光单元205相邻的光栅区域作优化设计，使得传输到反馈出光单元205的图像光的光强不会降为零，即保证反馈出光单元205总会能接收到一部分能量的全视场图像光并将之耦出。具体的，可设计反馈出光单元205的光栅结构与耦入单元202的光栅结构的光栅方向垂直，或者，设计反馈出光单元205的光栅结构与所述耦出单元204的光栅结构相同。

在实际应用中，反馈出光单元205可设置于中继单元203中在扩瞳方向上远离耦入单元202的传输末端，或者，反馈出光单元205也可以位于耦出单元204的边缘区域，以避免遮挡显示图像的光线，影响用户的观看效果。图3A和图3B为本发明实施例中波导模组20的结构的主视图示意图，其中，以中继单元203在扩瞳方向(如x轴方向)上为逐渐增大的楔形形状为例，以增强对耦入光束的扩瞳及传输效果。

图3A中以波导模组20中的反馈出光单元205与中继单元203相邻设置，且反馈出光单元205位于中继单元203的传输末端为例。在该结构中，输入光源出射的全视场图像光先经耦入单元202耦入波导201后，再由中继单元203对波导201内的全视场图像光进行传输及扩瞳，进而传输到耦出单元204的全视场光经耦出单元204耦出即可拼接形成显示图像，同时，经中继单元203传输到反馈出光单元205的分光部分的图像光(该部分也包含所有视场)经反馈出光单元205耦出波导201拼接形成反馈图像进入检测部件30。

图3B中以波导模组20位于反馈出光单元205的侧边区域为例。当然，在实际应用中，还可直接将耦出单元204的部分光栅结构处理为反馈出光单元205，或者，可将反馈出光单元205也可以位于耦出单元204的底边边缘区域。反馈出光单元205课将全视场的图像光的一部分能量耦出波导201。该结构中，所有视场的图像光先经耦入单元202耦入波导201，中继单元203会对波导201内的光按照第一方向(如X方向)传输并扩瞳，中继单元203的光栅还会将与之作用的图像光再以第二方向(如Y方向)衍射向耦出单元204，耦出单元204接收到图像光后会将与之作用的图像光耦出波导201进入人眼，同时图像光的一部分能量(也含所有视场)传输至反馈出光单元205耦出形成反馈图像。

本发明实施例中，反馈出光单元205的耦出方向与耦出单元204的耦出方向可以相同或相反。在满足前述的光栅结构的基础上，若需改变反馈出光单元205的耦出方向(即光线朝向)，仅改变反馈出光单元205的光栅结构在波导201中对应的摆放面即可。

在一种可能的实施例中，当反馈出光单元205的耦出方向与耦出单元204的耦出方向相同时，例如均朝向佩戴者的人眼方向，反馈出光单元205可以设置在中继单元203或耦出单元204中与耦出单元204的耦出面相同的表面上，使其耦出的光线朝向与耦出单元204的光线朝向相同。进一步，若反馈出光单元205的光栅结构与耦出单元204的光栅结构相同，且反馈出光单元205设置于耦出单元204上，则反馈出光单元205也可以是位于耦出单元204的边缘区域，如图3B中其位于耦出单元204的侧边边缘或底边边缘位置，避免遮挡显示图像的光线。优选的，反馈出光单元205可以是耦出单元204中的部分光栅结构，即耦出单元204与反馈出光单元205为一体的，如图4A所示，字母A代表耦出单元204的耦出面，箭头代表相应光栅结构中全视场图像光的耦出方向。

在另一种可能的实施例中，若反馈出光单元205的耦出方向与耦出单元204的耦出方向相反，则反馈出光单元205设置于中继单元203或耦出单元204中与耦出单元204的耦出面相对的面上，如图4B所示，图中字母A代表与耦出单元204的耦出面，反馈出光单元205设置在耦出单元204中与耦出面A相对的耦出面B上，例如粘贴在耦出面B上，其耦出方向与耦出单元204的耦出方向相反。

在实际应用中，波导模组20可以根据实际应用设计为不同形态，例如，波导模组20可以是包括多层堆叠设置的波导，也可以是一个或多个波导内设置多层耦入单元202、中继单元203、耦出单元204和反馈出光单元205，本发明实施例对波导模组20形态不做具体限制，后续实施例中，会选择几种具体形态进行举例。波导模组20的作用就是将图像源10产生的全视场的图像光束中的各波长/波段的光束进行分离(例如按照子图像进行分离)及传输，波导201内传输的一部分全视场图像光通过耦出单元204耦出拼接为待显示图像，同时传输到反馈出光单元205的另一部分全视场图像光被耦出单元204耦出拼接为反馈图像即可。例如，若输入光源101中一组光源包括RGB三种发光单元，且待显示图像对应于n个子图像，那么，当每个子图像由R、G、B三种发光单元调制时，则波导模组20的波导201中可共设置3*n层的耦入单元202、中继单元203、耦出单元204和反馈出光单元205。例如，波导模组20包括堆叠的3*n层波导201，每层波导201中设置有一一对应的耦入单元202、中继单元203、耦出单元204和反馈出光单元205，每层波导201对应于一个波长的光。

需要说明的是，在实际应用中，当反馈出光单元205设计在耦出单元204上时，波导模组20中的中继单元203也可根据实际需求保留或取消，不影响本发明中波导模组的光束传输及反馈效果。

检测部件30，设置在反馈出光单元205的耦出光路上，用于接收反馈出光单元205耦出的图像并根据所述反馈图像转化电信号，以确定所述反馈图像是否与所述待显示图像相同。该检测部件30可以是电荷耦合器件(Charge coupled Device，CCD)，CCD摄像机是一种能够把光学影像转化为电信号的半导体器件。那么，波导模组20中待显示图像的一部分全视场光经反馈出光单元205耦出至CCD，CCD接收反馈图像后即可将接收图像(光信号)转化为电信号，并可将电信号输出反馈给处理器。该电信号可表征反馈图像的内容、像素分布、亮度和颜色等信息。

在实际设置时，反馈出光单元205的耦出方向与耦出单元204的耦出方向相同或相反。相应的，随着反馈出光单元205耦出方向的不同，检测部件30设置的位置也不同。具体的，若反馈出光单元205的耦出方向与耦出单元204的耦出方向相同，例如均在波导201的入光侧(即人眼侧)，则检测部件30也位于波导模组20的入光侧，与人眼在同一侧，检测部件30的设置位置不会干扰投影图像，且位置选择性较大，例如可以设置在镜筒、镜框上等位置；或者，若反馈出光单元205的耦出方向与耦出单元204的耦出方向相反，则检测部件30可位于入光侧的相对侧，即波导201的背侧。

处理器，具有数据处理和控制功能，其可以是一个单独的实体部件或逻辑上的部件，可以集成在近眼显示模组、图像源10或波导模组20中，在此不做限制。处理器接收检测部件30反馈的电信号后，可根据电信号确定反馈图像是否与标定图像一致；若确定两者不一致，则表明激光扫描器102投影图像存在形变，进而处理器可对图像源10的出射图像进行矫正，以使其与标定的待显示图像相同。其中，标定图像可以是预先确定的与待显示图像对应的标准投影图像，其可以具有标准的摆幅、方正，保持正确水平/垂直位置等，在投影过程中，标定图像随待显示图像实时变化。

若处理器确定反馈出光单元205耦出的图像与标定图像之间出现偏差，例如摆幅大小、轮廓方正程度、垂直度、姿态等，则可调整至标定图像；或者，若拼接图像出现开裂，则调整拼接间隙至无间隙。其中，激光扫描器102出射的图像可能存在椭圆或者摆幅变化、图像倾斜等问题，当通过检测部件30检测到该问题时，可通过实时反馈矫正反馈图像至标定图像。

例如，若激光扫描器102为XY型二维光纤扫描器，则处理器可以判断反馈图像是否为具有钝角的平行四边形，若是，则可分别以两个钝角顶点为起点，向对边做垂线，得到一个新的矩形区域；进而可以将新的矩形区域作为有效显示区域进行激光调制；再将反馈图像与待显示图像的标准投影图像进行比对，得到反馈图像与标准投影图像之间水平方向的倾斜角度；进而根据倾斜角度即可计算校正有效显示区域对应的驱动信号，使有效显示区域成为水平矩形；或根据倾斜角度计算校正所述有效显示区域所对应的光路转折器偏转角度，以使光路转折器根据该偏转角度进行偏转后，使有效显示区域成为水平矩形。

因此，本发明实施例中的近眼显示模组，通过检测部件30对反馈出光单元205投射的图像光进行视觉检测反馈，可实现图像的稳定性检测和拼接融合检测，进而通过处理器实现自适应调整图像。

在另一实施例中，输入光源101可以包括外界环境光源，则耦入单元202还可将当前的环境图像光耦入波导201，部分全视图的环境图像光经过中继单元203或耦出单元204的传输和扩瞳达到反馈出光单元205后耦出。此时，处理器还可根据反馈出光单元205出射的环境图像光形成的图像的亮度调整图像源10的显示亮度，和/或，根据环境图像的内容来作出相应的反应，例如根据所拍摄到的场景图像来确定AR信息的叠加位置等。

可选的，在至少一个图像源10的出光光路上可以设置光束分离器，图中未示出，用于将待显示图像混合光束中的不同波长/波段的光束进行分离，例如分离出R、G、B光束，进而，不同波长范围的光束分别通过相应的耦入单元202即可耦入波导模组20，从而可分担光束分离工作及部分视场角调整工作，减轻波导模组20设计难度及加工难度。

在实际应用中，当采用多个图像源10将待显示图像的不同图像部分同时调制射出时，多个图像源10的光束在入射到所述光束分离器前相互拼接。其中，光束分离器可以包括多个二向色滤光器，二向色滤光器可以为带通滤光器、短通滤光器、长通滤光器中的一种或多种，该光束分离器用于将不同波长的光束进行分离，同时通过设计二向色滤光器的反射角度，可以调整每束分离光束的出射角度。当光束分离器采用多个长波通滤光器时，长波通滤光器的截止波长逐渐升高；当光束分离器采用短波通滤光器时，短波通滤光器的截止波长逐渐降低；每层耦入单元202只耦入待显示图像混合光束中一个波长的光束。在实际应用时，反射同一个图像部分的三个波长光束的滤光器反射角度相同，反射不同子图像光束的滤光器之间反射角度不同。

本发明实施例中的近眼显示模组，投射显示图像的一部分光通过波导模组20中反馈出光单元205会投射至检测部件30，形成反馈电信号，从而可以反馈耦出图像的投影效果，如是否出现畸变、子图像拼接错位等情况；同时，由于采用的光纤扫描显示脱离了物料像素的限制，光纤扫描显示的像素网格是人为划分的空间区域，通过激光按照预定的调制时间进行调制，可实现均匀、预设的图像显示，因此，在获得反馈信号的情况下，若确定图像产生变形，如类似于光学畸变、鱼眼效应等的图像变形、像素尺寸不均匀、显示区域不规则等各种变形形式，则近眼显示模组通过改变激光调制参数和/或扫描器的控制信号(如控制制动器中光纤的幅度、频率等)来调整投射图像，使其与标定图像一致或接近，实时反馈和矫正投影图像，有效提高投影效果。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种近眼显示设备，该近眼显示设备可以包括两套前述的近眼显示模组，两套近眼显示模组出射的光线分别进入用户的双眼，从而实现虚拟现实显示或者增强现实显示。

在一种可能的实施方式中，该近眼显示设备可以是头戴显示设备，如图5所示。该近眼显示设备可以配置有上述实施例中的近眼(如AR/VR)显示模组和用于佩戴于用户头部的头戴部件(如镜腿或其它佩戴装置)，近眼显示模组可以安装在头戴部件上(如镜腿或其它位置)并被定位成将光束引导至佩戴者的眼睛。其中，前述各实施例中的近眼显示模组的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的近眼显示设备，通过前述对近眼显示模组的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中近眼显示设备的实施方式，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种波导模组，其特征在于，包括波导和设置在所述波导中一一对应设置的耦入单元、中继单元、耦出单元和反馈出光单元；其中，所述耦入单元用于将图像源产生的全视场图像光耦入所述波导，所述中继单元用于对所述全视场图像光进行扩瞳及传输，且传输至所述耦出单元的全视场图像光由耦出单元耦出以形成显示图像；所述反馈出光单元设置于所述耦出单元上或在所述中继单元的扩瞳方向上与所述中继单元相邻设置，所述反馈出光单元为光栅结构；所述反馈出光单元用于将全视场图像光的一部分能量耦出形成反馈图像。

2.如权利要求1所述的波导模组，其特征在于，所述反馈出光单元设置于所述中继单元中在扩瞳方向上远离所述耦入单元的传输末端，或者，所述反馈出光单元位于所述耦出单元的边缘区域。

3.如权利要求2所述的波导模组，其特征在于，所述耦入单元、所述中继单元及所述耦出单元均为光栅结构。

4.如权利要求3所述的波导模组，其特征在于，所述反馈出光单元的光栅结构与所述耦入单元的光栅结构的光栅方向垂直；或者，所述反馈出光单元的光栅结构与所述耦出单元的光栅结构相同。

5.如权利要求4所述的波导模组，其特征在于，所述反馈出光单元的耦出方向与所述耦出单元的耦出方向相同或相反。

6.如权利要求5所述的波导模组，其特征在于，当所述反馈出光单元的耦出方向与所述耦出单元的耦出方向相同时，若所述反馈出光单元的光栅结构与所述耦出单元的光栅结构相同，且所述所述反馈出光单元设置于所述耦出单元上，则所述反馈出光单元为所述耦出单元中的部分光栅结构。

7.如权利要求5所述的波导模组，其特征在于，当所述反馈出光单元的耦出方向与所述耦出单元的耦出方向相反时，所述反馈出光单元设置于所述中继单元或所述耦出单元中与所述耦出单元的耦出面相对的面上。

8.一种基于波导的近眼显示模组，其特征在于，包括：

至少一个图像源，用于出射形成待显示图像的光，每个图像源包括输入光源和对应的激光扫描器，所述输入光源用于出射待显示图像的图像光，所述激光扫描器用于将所述图像光扫描出射；各图像源所发射的图像为构成一个具有相应大视场角的完整图像的不同部分，每个图像源发射的光所形成的图像具有相应的子视场角；

如权利要求1-7任一权项所述的波导模组，设置在所述至少一个图像源的出光光路上，所述至少一个图像源产生的待显示图像的全视场图像光耦入所述波导模组后，经所述波导模组中的耦出单元耦出拼接为待显示图像，且所述全视场图像光的一部分能量经所述反馈出光单元耦出形成反馈图像；

检测部件，设置于所述反馈出光单元的耦出光路上，用于接收所述反馈图像，并根据所述反馈图像生成对应的电信号作为反馈信号。

9.如权利要求8所述的近眼显示模组，其特征在于，所述近眼显示模组还包括：

处理器，与所述检测部件和所述至少一个图像源相连，用于接收所述检测部件输出的电信号，并根据所述电信号判断所述反馈出光单元的反馈图像与所述待显示图像是否相同，及在确定不同时矫正所述至少一个图像源的出射光对应的图像。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的近眼显示模组。

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