CN112764222B - 一种结构紧凑的全息波导显示系统 - Google Patents

一种结构紧凑的全息波导显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结构紧凑的全息波导显示系统，该显示系统包括光源(2)、光波导(1)、入耦合光学元件(3)、反射型空间光调制器(4)、出耦合光学元件(5)；所述光源发出的光线经过入耦合光学元件发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器调制并发生反射，进入光波导，在光波导内部发生全内反射传播，光线经过出耦合光学元件调制后导出光波导进入人眼。所述光源发出的光线经过入耦合光学元件发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器调制并发生反射，进入光波导，在光波导内部发生全内反射传播，光线经过出耦合光学元件调制后导出光波导进入人眼。该系统极大地减小波导显示系统的尺寸，减小像差，提供更大的系统可调控的空间。

Description

一种结构紧凑的全息波导显示系统
技术领域
本发明涉及波导显示技术领域，特别涉及一种结构紧凑的全息波导显示系统。
背景技术
头戴式显示器作为一种头戴式的显示设备，通过不同的显示元件和光学设计，向使用者的眼睛发送光学信号，可以实现虚拟现实(VirtualReality,VR)、增强现实(Augmented Reality,AR)等不同的近眼显示的效果。具有AR功能的头戴式显示器的主要结构包括微像源成像系统和光学耦合器。由于微像源成像系统目前的研究成果较好，所以对于光学耦合器的选择和研究尤为重要。现有的几种光学耦合器主要有：分束棱镜、自由曲面、光波导等。作为一种长时间佩戴的头戴设备，体积小、重量轻是一个非常重要的竞争优势，所以必须要在保证显示质量的前提下，实现小型轻巧的产品。基于波导的设计，可以实现轻便实用的优势，更具有应用潜力。在现有的基于全息波导的AR显示系统中，都是将全息波导外接在空间光调制器或者其他微显示器投影系统之后，导致最终光学系统总体积始终较大，无法实现结构紧凑的显示系统。
透射型入耦合光学元件，如透射型体全息光栅，透射型偏振体全息光栅等，在衍射特性上能够体现出布拉格体效应，衍射光可以集中于特定衍射级次，减少杂散光现象。当入射光满足其布拉格衍射条件时则会发生高效率的衍射，不满足时由于其透射性则会直接透过入耦合光学元件。现有技术中大多采用反射型入耦合光学元件，进入波导中的光线要被反射型空间光调制器调制就只能倾斜入射到调制器表面，导致x、y方向像素大小不一致，引起图像像差的问题。
因此提供一种结构紧凑、减少图像像差问题的全息波导显示系统技术方案，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
技术问题：本发明目的在于提供一种结构紧凑的全息波导显示系统，可以极大地减小波导显示系统的尺寸，减小图像像差，提升系统可调控的空间。
技术方案：为实现上述目的，本发明提出一种结构紧凑的全息波导显示系统，该显示系统包括：光源、光波导、入耦合光学元件、反射型空间光调制器、出耦合光学元件；所述光源发出的光线经过入耦合光学元件发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器调制并发生反射，进入光波导，在光波导内部发生全内反射传播，光线经过出耦合光学元件调制后导出光波导进入人眼。
所述光源是准直光源、普通光源、左旋圆偏振光源或者是右旋圆偏振光源。
所述光源是准直光源时，选择准直激光光源、LED阵列光源或OLED阵列光源中的一种。
所述光波导是平板结构或者弯曲结构。
所述入耦合光学元件为具有大角度衍射特性的透射式入耦合光学元件，是透射式体全息光栅、对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅、对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅、左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅、右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅和四分之一波片的组合、微纳结构衍射元件；所述入耦合光学元件一侧与光波导表面紧密贴合，另一侧与反射型空间光调制器表面或者光源表面紧密贴合；所述入耦合光学元件具有透镜功能或者其他复杂的相位矫正功能。
所述反射型空间光调制器是反射式相位型空间光调制器或反射式振幅型空间光调制器。
所述出耦合光学元件为贴合于光波导表面的全息光学元件，在波导中传播的光经过出耦合光学元件直接被导出光波导或者经过出耦合光学元件后同时会聚和导出光波导。
所述出耦合光学元件为反射式全息光学元件或者透射式全息光学元件，出耦合光学元件和入耦合光学元件位于光波导的同侧或异侧。
所述入耦合光学元件一侧与反射型空间光调制器表面紧密贴合时，光源发出的光线准直入射到入耦合光学元件上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器调制后发生反射，入耦合光学元件具有角度选择性，倾斜入射的光线直接透过入耦合光学元件进入光波导中，此时光线入射角度需大于光线在光波导中发生全内反射传播所需的最小角度值。
所述入耦合光学元件一侧与光源表面紧密贴合时，光源发出的光线准直入射到入耦合光学元件上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器调制后发生反射，进入光波导中，此时光线入射角度需大于光线在光波导中发生全内反射传播所需的最小角度值。
有益效果：相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1.本发明提出的一种结构紧凑的全息波导显示系统，将反射型空间光调制器紧密贴合在入耦合光学元件或者光波导的一侧，极大地减小了波导显示系统的体积，为头戴式显示器提供了小型体积化、轻量化的技术支持。
2.本发明提出的一种结构紧凑的全息波导显示系统，当入耦合光学元件与反射型空间光调制器紧密贴合时，准直光源从入耦合光学元件到反射型空间光调制器的过程可近似看做是光源准直入射到反射型空进光调制器表面，相比倾斜入射到调制器表面，减少了图像像差的问题。
3.本发明提出的一种结构紧凑的全息波导显示系统，结构简单，可在入耦合光学元件和出耦合光学元件上添加更多需要的功能，提供更大的系统可调控的空间。
附图说明
图1为本发明实例提供的一种结构紧凑的全息波导显示系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种结构紧凑的全息波导显示系统光路示意图；
图3为本发明实施例1提供的入耦合光学元件的原理示意图；
图4为本发明实施例1提供的局部光路示意图；
图5为本发明实施例2提供的入耦合光学元件的原理示意图；
图6为本发明实施例2提供的局部光路示意图。
图7为本发明实施例3提供的入耦合光学元件的原理示意图；
图8为本发明实施例3提供的局部光路示意图。
图9为本发明实施例4提供的一种结构紧凑的全息波导显示系统光路示意图；
图中有：光波导1、光源2、入耦合光学元件3、反射型空间光调制器4、出耦合光学元件5、人眼6、透射式体全息光栅7、对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8、对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅9、左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10、右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅11、四分之一波片12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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做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。
实施例1
如图1、2所示，本发明提供一种结构紧凑的全息波导显示系统，包括：光源2、光波导1、入耦合光学元件3、反射型空间光调制器4、出耦合光学元件5；所述入耦合光学元件3、反射型空间光调制器4位于光波导1的一侧，光源2位于光波导1的另一侧。所述光源2发出的光线经过入耦合光学元件3发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器4调制并发生反射，再直接透过入耦合光学元件3进入光波导1，在光波导1内部发生全内反射传播，光线经过出耦合光学元件5调制后导出光波导1进入人眼6。
具体地，所述光源2是准直光源，可以是准直激光光源、LED阵列光源、OLED阵列光源等，在本实施例1中使用准直激光光源。
具体地，所述光源2可以是普通光源、左旋圆偏振光源或者是右旋圆偏振光源，在本实施例1中使用普通光源。
具体地，所述光波导1可以是平板结构或者弯曲结构等，在本实施例中使用平板结构。
具体地，所述入耦合光学元件3为具有大角度衍射特性的透射型入耦合光学元件，可以是透射式体全息光栅、透射式偏振体全息光栅、透射式PB光栅和四分之一波片的组合、微纳结构衍射元件等，在本实施例1中使用透射式体全息光栅7，原理如图3所示。
所述透射式体全息光栅7具有布拉格衍射体效应，衍射光可以集中于特定衍射级次。当满足其布拉格衍射条件(光源2准直入射)时则会发生高效率的衍射，不满足(光源2从其他角度入射)时则会直接透过透射式体全息光栅7。
具体地，所述入耦合光学元件3一侧与光波导1表面紧密贴合，另一侧与反射型空间光调制器4紧密贴合。
具体地，所述反射型空间光调制器4可以是反射式相位型空间光调制器、反射式振幅型空间光调制器等，在本实施例1中，使用反射式相位型空间光调制器。
具体地，所述出耦合光学元件5为贴合于光波导1表面的全息光学元件，在波导中传播的光经过出耦合光学元件5直接被导出光波导1或者经过出耦合光学元件5后同时会聚和导出光波导1。
进一步地，所述出耦合光学元件5可以是单一功能的全息光学元件，其作用是将在波导1中传播的光线直接导出光波导1，到达人眼6；所述出耦合光学元件5也可以是具有复杂功能的全息光学元件，其作用是将光线导出光波导1的同时，将光线会聚后到达人眼6。
具体地，所述出耦合光学元件5为反射式全息光学元件或者透射式全息光学元件，出耦合光学元件5和入耦合光学元件3位于光波导1的同侧或异侧，在本实施例中使用反射式全息光学元件，出耦合光学元件5和入耦合光学元件3位于光波导1的同侧。
具体地，如图4所示，为详细描述光线过程，将透射式体全息光栅7和反射型空间光调制器4相离一定的距离，所述光源2发出的光线准直入射到入耦合光学元件3上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器4调制后发生反射，透射式体全息光栅7具有角度选择性，倾斜入射的光线不满足布拉格衍射条件，直接透过入耦合光学元件进入光波导1中，此时光线入射角度需大于光线在光波导1中发生全内反射传播所需的最小角度值。
实施例2
与上述实施例1的区别在于，本实施例2中，所述入耦合光学元件3使用的是透射式偏振体全息光栅8。
具体地，所述光源2是准直光源，可以是准直激光光源、LED阵列光源、OLED阵列光源等，在本实施例2中使用准直激光光源。
具体地，所述光源2可以是普通光源、左旋圆偏振光源或者是右旋圆偏振光源，在本实施例2中使用左旋圆偏振光源。
具体地，所述光波导1可以是平板结构或者弯曲结构等，在本实施例中使用平板结构。
具体地，所述入耦合光学元件3为具有大角度单级衍射特性的透射型入耦合光学元件，可以是透射式体全息光栅、透射式偏振体全息光栅、透射式PB光栅等，在本实施例2中使用透射式偏振体全息光栅8，原理如图5所示。
与透射式体全息光栅7不同的是，透射式偏振体全息光栅8对入射光源的旋向有选择性，当入射光束为圆偏振光且旋向与透射式偏振体全息光栅8内部的液晶分子扭曲螺旋方向一致时(图5中为左旋圆偏振光源(LCP))，将发生布拉格衍射且出射光束变为右旋圆偏振光源(RCP)，不满足(光源2从其他角度入射)时则会直接透过透射式偏振体全息光栅8。
具体地，所述透射式体全息光栅7一侧与光波导1表面紧密贴合，另一侧与反射型空间光调制器4紧密贴合。
具体地，所述反射型空间光调制器4可以是反射式相位型空间光调制器、反射式振幅型空间光调制器等，在本实施例2中，使用反射式相位型空间光调制器。
具体地，所述出耦合光学元件5为贴合于光波导1表面的全息光学元件，在波导中传播的光经过出耦合光学元件5直接被导出光波导1或者经过出耦合光学元件5后同时会聚和导出光波导1。
进一步地，所述出耦合光学元件5可以是单一功能的全息光学元件，其作用是将在波导1中传播的光线直接导出光波导1，到达人眼6；所述出耦合光学元件5也可以是具有复杂功能的全息光学元件，其作用是将光线导出光波导1的同时，将光线会聚后到达人眼6。
具体地，所述出耦合光学元件5为反射式全息光学元件或者透射式全息光学元件，出耦合光学元件5和入耦合光学元件3位于光波导1的同侧或异侧，在本实施例中使用反射式全息光学元件，出耦合光学元件5和入耦合光学元件3位于光波导1的同侧。
具体地，如图6所示，为详细描述光线过程，将对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8和反射型空间光调制器4相离一定的距离，所述光源2为LCP，准直入射到对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8上发生衍射变为RCP，衍射光线(RCP)经过反射型空间光调制器4调制后发生反射，光束旋向发生转变，变为LCP，对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8具有角度选择性，倾斜入射的LCP光束不满足布拉格衍射条件，直接透过对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8进入光波导1中，此时光线入射角度需大于光线在光波导1中发生全内反射传播所需的最小角度值。
进一步地，如图5、6所示，入耦合光学元件还可使用透射式偏振体全息光栅9，此时光源2需使用右旋圆偏振光源。与对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8不同的是，透射式偏振体全息光栅9对入射光源的旋向有选择性，当入射光束为圆偏振光且旋向与透射式偏振体全息光栅9内部的液晶分子扭曲螺旋方向一致时(图7中为右旋圆偏振光源(RCP))，将发生布拉格衍射且出射光束变为左旋圆偏振光源(LCP)，不满足(光源2从其他角度入射)时则会直接透过透射式偏振体全息光栅9。
如图6所示，为详细描述光线过程，将对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅9和反射型空间光调制器4相离一定的距离，所述光源2为RCP，准直入射到对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅9上发生衍射变为LCP，衍射光线(LCP)经过反射型空间光调制器4调制后发生反射，光束旋向发生转变，变为RCP，对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅9具有角度选择性，倾斜入射的RCP光束不满足布拉格衍射条件，直接透过对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅9进入光波导1中，此时光线入射角度需大于光线在光波导1中发生全内反射传播所需的最小角度值。
实施例3
与上述实施例2的区别在于，本实施例3中，所述入耦合光学元件3使用的是左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10和四分之一波片12的组合。
具体地，在本实施例3中使用准直激光光源。
具体地，在本实施例3中使用平板波导结构。
具体地，在本实施例3中使用左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10和四分之一波片12的组合，原理如图7所示。
与对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅8相同的是，左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10也可以设计成对入射光源的旋向有选择性，当入射光束为左旋圆偏振光源(LCP)，将发生衍射且出射光束变为右旋圆偏振光源(RCP)，当右旋圆偏振光(RCP)反向斜入射时将按照传统光栅衍射公式发生衍射。
具体地，所述左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10一侧与光波导1表面紧密贴合，另一侧与四分之一波片12表面紧密贴合，四分之一波片12的另一侧与反射型空间光调制器4紧密贴合。
具体地，在本实施例3中，使用反射式相位型空间光调制器。
具体地，如图8所示，为详细描述光线过程，将左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10、四分之一波片12和反射型空间光调制器4相离一定的距离，所述LCP光源发出的光线准直入射到左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10上发生-1级衍射，变为RCP，衍射光线(RCP)经过四分之一波片12变为线性偏振光，经过反射型空间光调制器4调制后发生反射，此时仍为线性偏振光，再次经过四分之一波片12变为RCP，倾斜入射到左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10的RCP光束按照传统光栅衍射公式发生衍射进入光波导1中,此时光线入射角度需大于光线在光波导1中发生全内反射传播所需的最小角度值。
进一步地，如图7、8所示，入耦合光学元件还可使用右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅11，此时光源2需使用右旋圆偏振光源。与左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅不同的是，右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅11也可以设计成对入射光源的旋向有选择性，当入射光束为右旋圆偏振光源(RCP)，将发生-1级衍射且出射光束变为左旋圆偏振光源(LCP)，当左旋圆偏振光(LCP)反向斜入射时将按照传统光栅衍射公式发生衍射。
如图8所示，为详细描述光线过程，将右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅11、四分之一波片12和反射型空间光调制器4相离一定的距离，所述RCP光源发出的光线准直入射到左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅10上发生衍射，变为LCP，所述衍射光线(LCP)经过四分之一波片12变为线性偏振光，经过反射型空间光调制器4调制后发生反射，此时仍为线性偏振光，再次经过四分之一波片12变为LCP，倾斜入射到右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅11的LCP光束按照传统光栅衍射公式发生衍射进入光波导1中,此时光线入射角度需大于光线在光波导1中发生全内反射传播所需的最小角度值。
实施例4
与上述实施例不同的是，本实施例选用的入耦合光学元件是微纳结构衍射光学元件。
具体地，在本实施例4中使用准直激光光源、普通光源。
具体地，在本实施4中使用平板波导结构。
具体地，在本实施例4中使用的微纳结构衍射光学元件具有布拉格衍射体效应，衍射光可以集中于特定衍射级次。当满足其布拉格衍射条件(光源2准直入射)时则会发生高效率的衍射，不满足(光源2从其他角度入射)时则会直接透过微纳结构衍射光学元件。
具体地，所述微纳结构衍射光学元件一侧与光波导1表面紧密贴合，另一侧与光源2紧密贴合。
具体地，在本实施例4中，使用反射式相位型空间光调制器。
具体地，所述光源2发出的光线准直入射到微纳结构衍射光学元件上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器4调制后发生反射，进入光波导1中，此时光线入射角度需大于光线在光波导1中发生全内反射传播所需的最小角度值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，该显示系统包括：光源（2）、光波导（1）、入耦合光学元件（3）、反射型空间光调制器（4）、出耦合光学元件（5）；所述入耦合光学元件（3）一侧与光波导（1）表面紧密贴合，另一侧与反射型空间光调制器（4）表面或者光源（2）表面紧密贴合，出耦合光学元件（5）与光波导（1）表面紧密贴合；所述光源（2）发出的光线经过入耦合光学元件（3）发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器（4）调制并发生反射，进入光波导（1），在光波导（1）内部发生全内反射传播，光线经过出耦合光学元件（5）调制后导出光波导进入人眼（6）；
所述光源（2）是准直光源、普通光源、左旋圆偏振光源或者是右旋圆偏振光源；
所述光波导（1）是平板结构或者弯曲结构；
所述入耦合光学元件（3）为具有大角度衍射特性的透射式入耦合光学元件，是透射式体全息光栅（7）、对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅（8）、对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅（9）、左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅（10）、右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅（11）和四分之一波片（12）的组合、微纳结构衍射元件；所述入耦合光学元件（3）具有透镜功能或者其他复杂的相位矫正功能；
所述反射型空间光调制器（4）是反射式相位型空间光调制器或反射式振幅型空间光调制器；
所述出耦合光学元件（5）为贴合于光波导（1）表面的全息光学元件，在波导中传播的光经过出耦合光学元件（5）直接被导出光波导（1）或者经过出耦合光学元件（5）后同时会聚和导出光波导（1）。
2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，所述光源（2）是准直光源时，选择准直激光光源、LED阵列光源或OLED阵列光源中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，所述出耦合光学元件（5）为反射式全息光学元件或者透射式全息光学元件，出耦合光学元件（5）和入耦合光学元件（3）位于光波导（1）的同侧或异侧。
4.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，所述入耦合光学元件（3）为透射式体全息光栅（7）、对左旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅（8）、对右旋圆偏振光敏感的透射式偏振体全息光栅（9）时，所述入耦合光学元件（3）一侧与反射型空间光调制器（4）表面紧密贴合，另一侧与光波导（1）表面紧密贴合，光源（2）发出的光线穿过光波导（1）准直入射到入耦合光学元件（3）上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器（4）制后发生反射，入耦合光学元件（3）具有角度选择性，倾斜入射的光线直接透过入耦合光学元件（3）进入光波导（1）中，此时光线入射角度需大于光线在光波导中发生全内反射传播所需的最小角度值。
5.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，所述入耦合光学元件（3）为左旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅（10）、四分之一波片（12）的组合时，所述入耦合光学元件（3）一侧与反射型空间光调制器（4）表面紧密贴合，另一侧与光波导（1）表面紧密贴合，光源（2）发出的光线穿过光波导（1）准直入射到入耦合光学元件（3）上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器（4）制后发生反射，入耦合光学元件（3）具有角度选择性，倾斜入射的光线直接透过入耦合光学元件（3）进入光波导（1）中，此时光线入射角度需大于光线在光波导中发生全内反射传播所需的最小角度值。
6.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，所述入耦合光学元件（3）为右旋圆偏振光正入射时会发生-1级衍射的透射式PB光栅（11）和四分之一波片（12）的组合时，所述入耦合光学元件（3）一侧与反射型空间光调制器（4）表面紧密贴合，另一侧与光波导（1）表面紧密贴合，光源（2）发出的光线穿过光波导（1）准直入射到入耦合光学元件（3）上发生衍射，衍射光线经过反射型空间光调制器（4）制后发生反射，入耦合光学元件（3）具有角度选择性，倾斜入射的光线直接透过入耦合光学元件（3）进入光波导（1）中，此时光线入射角度需大于光线在光波导中发生全内反射传播所需的最小角度值。
7.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的全息波导显示系统，其特征在于，所述入耦合光学元件（3）为微纳结构衍射元件时，所述入耦合光学元件（3）一侧与光源（2）表面紧密贴合，另一侧与光波导（1）表面紧密贴合，光源发出的光线准直入射到入耦合光学元件（3）上发生衍射，衍射光线穿过光波导（1）经过反射型空间光调制器（4）调制后发生反射，进入光波导（1）中，此时光线入射角度需大于光线在光波导中发生全内反射传播所需的最小角度值。
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