本技術(shù)涉及光波導(dǎo)，尤其涉及一種光波導(dǎo)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法、顯示設(shè)備以及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在光波導(dǎo)技術(shù)中，尤其是應(yīng)用于ar(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，augmented?reality)設(shè)備和vr(虛擬現(xiàn)實(shí)，virtual?reality)設(shè)備的衍射光波導(dǎo)領(lǐng)域，eyebox(眼盒)是確保用戶(hù)在不同頭部姿態(tài)和眼球移動(dòng)情況下仍能清晰看到完整fov(field?of?view，視野)的關(guān)鍵參數(shù)。

2、考慮到人類(lèi)瞳間距具有廣泛的變異性以及眼球的自然運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，現(xiàn)有的衍射光波導(dǎo)通常采用較大尺寸的eyebox設(shè)計(jì)，例如常見(jiàn)的12x8mm規(guī)格，以此來(lái)滿(mǎn)足不同用戶(hù)的視覺(jué)需求。然而，這種大尺寸eyebox的設(shè)計(jì)方式要求光波導(dǎo)中的光柵結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行高度定制化的優(yōu)化，以便在不同eyebox位置達(dá)成一致且出色的光學(xué)性能，不僅極大地增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和成本投入，而且較大的eyebox面積會(huì)致使光線在傳播過(guò)程中出現(xiàn)擴(kuò)散和衰減，從而降低了進(jìn)入人眼的有效光線能量，嚴(yán)重影響了光波導(dǎo)的光學(xué)效率。

3、因此，如何提高光波導(dǎo)的光學(xué)效率是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種光波導(dǎo)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法、顯示設(shè)備以及存儲(chǔ)介質(zhì)，旨在提高光波導(dǎo)的光學(xué)效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供了一種光波導(dǎo)系統(tǒng)，所述光波導(dǎo)系統(tǒng)包括波導(dǎo)感應(yīng)模塊以及薄膜轉(zhuǎn)向?qū)樱?/p>

3、所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)淤N附于所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊的入眼側(cè)，所述入眼側(cè)為所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊與人眼相鄰的一側(cè)表面的上層表面；

4、所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊被配置為，獲取光學(xué)圖像的圖像光軸以及所述人眼的眼睛光軸，并在確定所述眼睛光軸偏離所述圖像光軸的光軸間距后，向所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)邮┘优c所述光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓；

5、所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)颖慌渲脼椋诮尤胨霾▽?dǎo)感應(yīng)模塊施加的所述擴(kuò)瞳電壓后，并在所述擴(kuò)瞳電壓的驅(qū)動(dòng)下偏轉(zhuǎn)指向矢形成薄膜光柵結(jié)構(gòu)，以供所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊耦出的所述光學(xué)圖像經(jīng)由所述薄膜光柵結(jié)構(gòu)的衍射后入射至所述人眼的視野區(qū)域。

6、在一實(shí)施方式中，所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)訛殡娍剞D(zhuǎn)向?qū)?，所述電控轉(zhuǎn)向?qū)影ㄒ壕П∧雍碗娍剞D(zhuǎn)向組件；

7、所述電控轉(zhuǎn)向組件包括相對(duì)設(shè)置的像素電極層和公共電極層，所述液晶薄膜層設(shè)置于所述像素電極層與所述公共電極層之間；

8、所述電控轉(zhuǎn)向組件被配置為，向所述像素電極層與所述公共電極層施加所述擴(kuò)瞳電壓后，確定所述像素電極層與所述公共電極層之間形成的特定電場(chǎng)，并驅(qū)動(dòng)所述液晶薄膜層的指向矢偏轉(zhuǎn)為與所述特定電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)作用力方向一致形成所述薄膜光柵結(jié)構(gòu)。

9、在一實(shí)施方式中，所述電控轉(zhuǎn)向?qū)舆€包括玻璃基板和保護(hù)層，所述液晶薄膜層包括液晶層以及兩個(gè)定向調(diào)控膜層；

10、所述玻璃基板與所述保護(hù)層間隔相對(duì)設(shè)置，所述液晶層設(shè)置于所述玻璃基板與所述保護(hù)層之間，所述玻璃基板遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置于所述入眼側(cè)，所述液晶層設(shè)置有多個(gè)陣列排布的液晶分子；

11、兩個(gè)所述定向調(diào)控膜層分別設(shè)置于所述液晶層的兩側(cè)，用于給定每一所述液晶分子的初始指向矢；

12、所述像素電極層設(shè)置于一個(gè)所述定向調(diào)控膜層靠近所述保護(hù)層的一側(cè)，所述公共電極層設(shè)置于另一個(gè)所述定向調(diào)控膜層靠近所述玻璃基板的一側(cè)。

13、在一實(shí)施方式中，所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)訛殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)層，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)層包括微型電機(jī)、薄膜反射面和所述薄膜反射面的支撐結(jié)構(gòu)；

14、所述薄膜反射面貼附于所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊的入眼側(cè)，所述支撐結(jié)構(gòu)固定設(shè)置于所述微型電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上；

15、所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)層被配置為，在接入所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊施加的擴(kuò)瞳電壓后，驅(qū)動(dòng)所述微型電機(jī)帶動(dòng)所述薄膜反射面偏轉(zhuǎn)指向矢，直至入射至所述薄膜反射面的所述光學(xué)圖像在水平面上的光線傳播路徑為所述光軸間距時(shí)，構(gòu)建薄膜光柵結(jié)構(gòu)。

16、在一實(shí)施方式中，所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊包括左眼波導(dǎo)模塊、右眼波導(dǎo)模塊、左眼鏡框、右眼鏡框、鼻托以及兩條鏡腿；

17、所述左眼波導(dǎo)模塊的左眼入眼側(cè)以及所述右眼波導(dǎo)模塊的右眼入眼側(cè)均貼附有所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)?，所述左眼入眼?cè)以及所述右眼入眼側(cè)構(gòu)成所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊的入眼側(cè)；

18、所述鼻托的一側(cè)固定連接所述左眼鏡框，所述鼻托的另一側(cè)固定連接所述右眼鏡框，所述左眼波導(dǎo)模塊嵌入所述左眼鏡框，所述右眼波導(dǎo)模塊嵌入所述右眼鏡框；

19、兩條所述鏡腿中的一條所述鏡腿活動(dòng)連接于所述左眼鏡框遠(yuǎn)離所述鼻托的一側(cè)，兩條所述鏡腿中的另一條所述鏡腿活動(dòng)連接于所述右眼鏡框遠(yuǎn)離所述鼻托的一側(cè)。

20、在一實(shí)施方式中，所述左眼波導(dǎo)模塊以及所述右眼波導(dǎo)模塊均為相同的波導(dǎo)片，每一所述波導(dǎo)片與人眼相鄰的一側(cè)表面均設(shè)置有瞳孔定位組件；

21、所述波導(dǎo)片包括耦入單元和耦出單元，所述耦出單元設(shè)置于靠近所述人眼的一側(cè)，所述耦入單元設(shè)置于靠近投影光源的一側(cè)。

22、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，所述光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用于上述任一項(xiàng)所述的光波導(dǎo)系統(tǒng)，所述光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法包括：

23、通過(guò)波導(dǎo)感應(yīng)模塊獲取光學(xué)圖像的圖像光軸以及所述人眼的眼睛光軸；

24、在確定所述眼睛光軸偏離所述圖像光軸的光軸間距后，向貼附于所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊的入眼側(cè)的薄膜轉(zhuǎn)向?qū)邮┘优c所述光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓，所述入眼側(cè)為所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊與人眼相鄰的一側(cè)表面的上層表面；

25、在所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)咏尤胨霾▽?dǎo)感應(yīng)模塊施加的所述擴(kuò)瞳電壓后，驅(qū)動(dòng)所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)悠D(zhuǎn)指向矢形成薄膜光柵結(jié)構(gòu)，以供所述波導(dǎo)感應(yīng)模塊耦出的所述光學(xué)圖像經(jīng)由所述薄膜光柵結(jié)構(gòu)的衍射后入射至所述人眼的視野區(qū)域。

26、在一實(shí)施方式中，所述薄膜轉(zhuǎn)向?qū)訛樗鲭娍剞D(zhuǎn)向?qū)?，所述光波?dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法還包括：獲取所述光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓；

27、所述獲取所述光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓的步驟包括：

28、以所述圖像光軸為y軸，所述圖像光軸的軸中心點(diǎn)向鏡腿水平延伸的方向?yàn)閤軸的負(fù)方向，所述圖像光軸的軸中心點(diǎn)向鼻托水平延伸的方向?yàn)閤軸的正方向，構(gòu)建光軸坐標(biāo)系；

29、依據(jù)所述光軸坐標(biāo)系檢測(cè)所述光軸間距是否大于預(yù)設(shè)的參考間距；

30、若所述光軸間距大于所述參考間距，則將從預(yù)設(shè)的周期電壓查詢(xún)表中查找到的所述光軸間距在所述x軸正方向上的周期性電壓變化值，作為所述光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓；

31、若所述光軸間距小于所述參考間距，則從所述周期電壓查詢(xún)表中查找到的所述光軸間距在所述x軸負(fù)方向上的周期性電壓變化值，作為所述光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓。

32、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備包括光波導(dǎo)系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序，所述光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的步驟。

33、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序，所述光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的光波導(dǎo)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的步驟。

34、本技術(shù)提供了一種光波導(dǎo)系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法、顯示設(shè)備以及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)該光波導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置薄膜轉(zhuǎn)向?qū)右詫?shí)現(xiàn)光學(xué)效率的顯著提升。具體的，本技術(shù)將薄膜轉(zhuǎn)向?qū)淤N附于波導(dǎo)感應(yīng)模塊的入眼側(cè)，即波導(dǎo)感應(yīng)模塊與人眼相鄰的一側(cè)表面的上層表面，從而極大地降低了光波導(dǎo)系統(tǒng)中光柵設(shè)計(jì)復(fù)雜性和成本投入。本技術(shù)設(shè)置的波導(dǎo)感應(yīng)模塊可以自動(dòng)獲取光學(xué)圖像的圖像光軸以及人眼的眼睛光軸，并可以準(zhǔn)確計(jì)算得到眼睛光軸偏離圖像光軸的光軸間距；接下來(lái)，波導(dǎo)感應(yīng)模塊向薄膜轉(zhuǎn)向?qū)邮┘优c光軸間距對(duì)應(yīng)的擴(kuò)瞳電壓，薄膜轉(zhuǎn)向?qū)釉跀U(kuò)瞳電壓的驅(qū)動(dòng)下偏轉(zhuǎn)指向矢形成動(dòng)態(tài)的薄膜光柵結(jié)構(gòu)，對(duì)波導(dǎo)感應(yīng)模塊耦出的光學(xué)圖像進(jìn)行衍射，即波導(dǎo)感應(yīng)模塊耦出的光學(xué)圖像的光線經(jīng)由薄膜光柵結(jié)構(gòu)反射后的圖像反射光軸與人眼的眼睛光軸重合，從而使得該光學(xué)圖像可以完整入射至人眼的視野區(qū)域，避免了因大尺寸eyebox導(dǎo)致的光線在傳播過(guò)程中的擴(kuò)散和衰減，提高了進(jìn)入人眼的有效光線能量，從而顯著提高了光波導(dǎo)系統(tǒng)的光學(xué)效率。