WO2020258801A1 - 基于光波导的全息光栅偏色补偿系统及头戴显示设备 - Google Patents

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coupling
angle
optical waveguide
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赵恩
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歌尔股份有限公司
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Definitions

  • the device can effectively reduce the problem of color cast in the edge area of the field of view of the display image when the grating is used as a display element.
  • the incidental color cast compensation structure has a first compensation center field angle, and the angle range of the first compensation center field angle includes the angle range of the incidental color cast field angle, which is in the first compensation center field of view.
  • the diffracted light in the field angle range does not have color cast, and the incident color compensation structure is arranged on the lower surface of the incident holographic grating, then the first compensation center field angle and the incident color field of view Angular coincidence
  • the even-out holographic grating includes a first even-out grating arranged between the first optical waveguide and the second optical waveguide, and a first even-out grating arranged between the second optical waveguide and the third optical waveguide.
  • Two even-out gratings and a third even-out grating arranged on the lower surface of the third optical waveguide, and the even-out polarization compensation structure includes an even-out grating arranged between the first even-out grating and the second optical waveguide
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the even-place compensation grating principle of the optical waveguide-based holographic grating compensation system in FIG. 2 of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the optical path of the holographic grating compensation system based on the optical waveguide in FIG. 5 after the color shift compensation structure is installed;
  • Fig. 10 is a schematic structural diagram of a fourth embodiment of a holographic grating color polarization compensation system based on an optical waveguide according to the present invention.
  • the fifth even-in compensation grating 150 Third optical waveguide 500 Occasional color cast compensation structure 200 Holographic grating 510 Angle of view of the second compensation center 201 First normal 511 Third compensation field of view 210 First center angle of view 512 Fourth compensation field of view 221 First color cast angle of view 520 First even out compensation grating 222 Second color cast angle of view 530 Second even out compensation grating 230 First even-in grating 540 Third even out compensation grating 240 Second incident grating 550 The fourth even out compensation grating 250 Third incident grating 560 The fifth even out compensation grating 300 Holographic grating 600 monitor 301 Second normal 610 Normal light 310 Second center field of view 611 Uncast light 321 The third color cast angle of view 620 First incident light 322 The fourth color cast angle of view 621 First cast light 330 First even out grating 622 First diffracted light 340 Second even out grating 623 First incident light 350 Third even out grating 630 Second incident light 400 Even into
  • the present invention proposes a holographic grating polarization compensation system based on an optical waveguide.
  • the optical waveguide 100 has a coupling-in end 110 for receiving light and a coupling-out end 120 for emitting light, based on the optical waveguide
  • the holographic grating color cast compensation system includes: a coupled-in holographic grating 200, a coupled-out holographic grating 300, a coupled-in color cast compensation structure 400, and an even-out color cast compensation structure 500.
  • the coupling-in holographic grating 200 is arranged on the upper surface 110 or the lower surface of the coupling end of the optical waveguide 100.
  • the coupling-in holographic grating 200 has a first central field angle 210 where the diffracted light is not color-shifted, and the diffracted light is color-shifted. Enter the color cast field of view (not marked), the color cast field of view is generally located in the edge field of view, but not limited to the edge field of view;
  • the incidental color cast compensation structure 400 has a first compensation center field angle 410.
  • the angle range of the first compensation center field angle 410 includes the angle range of the incidental color cast field angle, which is in the first compensation
  • the diffracted light within the central field of view 410 has no color cast. It can be understood that the diffraction efficiency of the light is complementary to the diffraction efficiency of the incident holographic grating 200 in the visible light band.
  • the incident color compensation structure 400 is set in the incident On the lower surface of the holographic grating 200, the first compensation center field angle 410 coincides with the incident color field angle;
  • the incidental color cast compensation structure 500 has a second compensation central field of view 510, and the angular range of the second compensation central field of view 510 includes the angular range of the incidental color cast, which is in the second compensation
  • the diffracted light within the central field angle of 510 has no color cast. It can be understood that the diffraction efficiency of light and the diffraction efficiency of the incident holographic grating are complementary in the visible light band.
  • the incident color compensation structure 500 is set in the incident hologram. On the lower surface of the grating 300, the second compensation center field angle 510 coincides with the occasional color cast field angle.
  • the optical waveguide-based holographic grating color cast compensation system includes a display 600.
  • the display 600 is arranged above the coupling end 110 of the optical waveguide 100.
  • the display 600 is used for The light is emitted, and the light is transmitted inside the optical waveguide 100 and emitted to the upper surface of the coupling end 120 of the optical waveguide 100.
  • first central field of view 210 is perpendicular to the first normal line 201 coupled to the upper surface of the holographic grating 200 as the center
  • the angle formed by the second central field of view 310 is the angle formed by the second normal line 301 perpendicular to the upper surface of the even-out holographic grating 300 as the center, and is defined as the angle formed on the right side of the first normal line 201 or the second normal line 301
  • the included angle is a positive value
  • the included angle formed by the left side of the first normal 201 or the second normal 301 is a negative value
  • the angle range of the first central field of view 210 is between -30° and 30°
  • the angle range of the second central viewing angle 310 is between -30° and 30°.
  • the coupled-in holographic grating 200 has a first central field angle 210 where the diffracted light is not color-shifted, and the coupled-in color field angle where the diffracted light is color-shifted, that is, in the first The diffracted light within the central viewing angle of 210 will not show color cast, and the diffraction efficiency of light is normal. In the range of the incident color field angle, the diffraction efficiency of some wavelengths is reduced, and the color cast is prone to color cast. Even in the color cast compensation The structure 400 has a first compensation center field angle 410 that includes an angle range of the angle of the first compensation center field angle 410.
  • the even-out color cast compensation structure 500 is arranged on the upper or lower surface of the even-out holographic grating 300, and the second compensation center field angle 510 of the occasional color cast compensation structure 500 includes the even-out color cast field angle
  • the angle range of the angle range that is, the light diffraction efficiency of the color cast field is improved in the incidental color cast field of view. It can be seen that the incident color cast compensation structure 400 and the incidental color cast compensation structure 500 can effectively reduce the edge area Color cast phenomenon improves the display effect.
  • the first compensation field angle 411 and the first color cast field angle 221 have the same angular range
  • the second compensation field angle 412 and second color cast field of view The angle range of the angle 222 is the same, where the angle ranges of the first compensation field angle 411 and the first color cast field angle 221 are both between -90° and -30°, and the second compensation field angle 412 and the second bias field
  • the angle range of the color viewing angle 222 is between 30° and 90°.
  • the even-out holographic grating 300 has a second normal line 301 perpendicular to the center of the upper surface.
  • the second central field angle 310 is symmetrically arranged around the second normal line 301.
  • the incident-out color cast field angle includes the second central field angle 310.
  • the second compensated central field of view 510 includes the third compensated field of view 511 and
  • the fourth compensation field angle 512, the even-out color cast compensation structure 500 is disposed on the lower surface of the even-out holographic grating 300, and the third compensation field angle 511 includes the third angle field of the third color cast field 321.
  • the angular range of the four-compensated viewing angle 512 includes the angular range of the fourth color cast viewing angle 322, thereby improving the light diffraction efficiency in the range of the third color cast viewing angle 321 and the fourth color cast viewing angle 322
  • the angle range of the third compensation field angle 511 and the third color cast field angle 311 are the same, and the fourth compensation field angle 512 and the second color cast field angle 322
  • the angle range is the same, and the angle ranges of the third compensation field angle 511 and the third color cast field angle 311 are both -90° ⁇ -30°, and the fourth compensation field angle 512 and the second color cast field
  • the angle range of the field angle 322 is between 30° and 90°.
  • the coupled-in holographic grating 200 is arranged on the upper surface of the coupling end 110 of the optical waveguide 100, the coupled-in holographic grating 200 is a transmission type holographic grating, and the coupled-in color polarization compensation structure 400 is a transmission type color polarization compensation structure.
  • the holographic grating 300 is arranged on the upper surface of the coupling end 120 of the optical waveguide 100, the coupling-out holographic grating 300 is a transmission type holographic grating, and the coupling-out color polarization compensation structure 500 is a transmission type color polarization compensation structure.
  • the coupling-in holographic grating 200 and the coupling-out holographic grating 300 are arranged on the upper surface of the optical waveguide 100, which can save the space on the lower surface of the optical waveguide 100.
  • the coupled-in holographic grating 200 is arranged on the lower surface of the coupling end 110 of the optical waveguide 100, the coupled-in holographic grating 200 is a reflection type holographic grating, and the coupled-in color polarization compensation structure 400 is a reflection type color polarization compensation structure.
  • the holographic grating 300 is arranged on the lower surface of the coupling end 120 of the optical waveguide 100, the coupling-out holographic grating 300 is a reflective holographic grating, and the coupling-out color polarization compensation structure 400 is a reflection-type color polarization compensation structure.
  • the holographic grating 300 is arranged on the lower surface of the optical waveguide 100, which can save the space on the lower surface of the optical waveguide 100.
  • the coupled holographic grating 200 is arranged on the upper surface of the coupling end 110 of the optical waveguide 100, the coupled holographic grating 200 is a transmission type holographic grating, and the coupled color polarization compensation structure 400 is a transmission type polarization compensation structure.
  • the even-out holographic grating 300 is arranged on the lower surface of the even-out end 120 of the optical waveguide 100, then the even-out holographic grating 300 is a reflective holographic grating, and the even-out color polarization compensation structure 400 is a reflective color-shift compensation structure, or the even-in holographic
  • the grating 200 is arranged on the lower surface of the coupling end 110 of the optical waveguide 100, the coupled holographic grating 200 is a reflection type holographic grating, the coupled color polarization compensation structure 400 is a reflection type polarization compensation structure, and the coupling output holographic grating 300 is placed on the light
  • the coupling holographic grating 300 is a transmission type holographic grating, and the coupling output color polarization compensation structure 500 is a transmission type color polarization compensation structure.
  • the coupling holographic grating can be designed according to the space condition of the optical path
  • the coupling-in color cast compensation structure 400 includes a first coupling-in compensation grating 420 and a second coupling-in compensation grating 430.
  • the central viewing angle of the first coupling-in compensation grating 420 is the first compensation field angle 411
  • the second coupling-in compensation grating 430 The central viewing angle of the compensation grating 430 is the second compensation viewing angle 412
  • the first coupling-in compensation grating 420 is arranged on the lower surface of the coupling-in holographic grating 200
  • the angle range of the first compensation viewing angle 411 includes the first color-shifting view
  • the angle range of the field angle 221, the second coupling-in compensation grating 430 is arranged on the lower surface of the first coupling-in compensation grating 420
  • the angle range of the second compensation field angle 412 includes the angle range of the second color cast field angle 222
  • the even-out color cast compensation structure 500 includes a first even-out compensation grating 520 and a second even-
  • the center angle of the first even-out compensation grating 520 is the third compensation field angle 511, and the second even-out compensation grating 530
  • the central viewing angle of is the fourth compensation field angle 512
  • the first even-out compensation grating 520 is disposed on the lower surface of the even-out holographic grating 300
  • the third compensation field angle 511 includes the angle of the third color cast field angle 321
  • the second even-out compensation grating 530 is arranged on the lower surface of the first even-out compensation grating 520
  • the angle range of the fourth compensation field angle 512 includes the angle range of the fourth color cast field angle 322, and the first incident compensation grating
  • the grating 420 is used to improve the light diffraction efficiency in the angular range of the first color-shifted viewing angle 221
  • the second coupling-in compensation grating 430 is used to improve the light diffraction efficiency in the angular range of the second color-shifting viewing angle 222.
  • An even output compensation grating 520 is used to improve the light diffraction efficiency within the angle range of the third color cast angle of view 321 to prevent light from appearing color cast within the angle range of the third color cast angle of view 321.
  • the second even output compensation The grating 530 is used to improve the light diffraction efficiency in the angle range of the fourth color shift viewing angle 322, and to avoid light color shifting in the angle range of the fourth color shift viewing angle 322, for example, the holographic grating 200 is coupled to short wavelengths.
  • the diffraction efficiency is low. Observing at the incident end of the optical waveguide 100, the left field of view will be reddish.
  • the first incident compensation grating 410 improves the diffraction efficiency of the short wavelength and corrects the color display.
  • the design further saves installation space and makes the structure lighter and more compact.
  • the first coupling-in compensation grating 420 and the second coupling-in compensation grating 430 are arranged, and before the first even-out compensation grating 520 and the second even-out compensation grating 530, the display
  • the light emitted by 600 passes through the holographic grating 200 and forms the normal light 610 within the first central field angle 210, and the first incident light 620 within the first color field angle 221 is in the second deviation
  • the second incident light 630 within the range of the color field angle 222 is transmitted through the optical waveguide 100 and then emitted at the incident end 120.
  • the coupled-in holographic grating 200, the first coupled-in compensation grating 420, and the second coupled-in compensation grating 430 are arranged in the same optical element, and the coupled-in holographic grating 300 and the first even-out compensation grating 520 are arranged in the same optical element.
  • the optical waveguide 100 includes a first optical waveguide 130, a second optical waveguide 140, and a third optical waveguide 150 arranged in parallel from top to bottom.
  • the coupled holographic grating 200 includes a first optical waveguide.
  • the even-out holographic grating 300 includes a first even-out grating 330 disposed between the first optical waveguide 130 and the second optical waveguide 140, and a second even-out grating disposed between the second optical waveguide 140 and the third optical waveguide 150 340 and a third even-out grating 350 arranged on the lower surface of the third optical waveguide 150, and the even-out polarization compensation structure 500 includes a third even-out compensation grating arranged between the first even-out grating 330 and the second optical waveguide 140 540.
  • the present invention also provides a head-mounted display device, comprising: a housing and a holographic grating color polarization compensation system based on an optical waveguide, the optical waveguide-based holographic grating color polarization compensation system is arranged in the housing, and the optical waveguide-based holographic grating color polarization compensation system
  • the system includes: an even-in holographic grating 200, an even-out holographic grating 300, an even-in color cast compensation structure 400, and an even-out color cast compensation structure 500.
  • the coupled-in holographic grating 200 has a first central field angle 210 where the diffracted light is not color-shifted, and the coupled-in color field angle where the diffracted light is color-shifted, that is, in the first
  • the diffracted light within the central field of view of 210 will not have color cast, and the diffraction efficiency of light is normal. In the range of the incident color field angle, the diffraction efficiency of light will be reduced, and the color cast is prone to appear.

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Abstract

一种基于光波导的全息光栅偏色补偿系统及头戴显示设备，基于光波导的全息光栅偏色补偿系统包括：设置于光波导(100)的耦入端（110）上表面或下表面的耦入全息光栅(200)，耦入全息光栅（200）具有衍射光发生偏色的耦入偏色视场角，该视场一般位于边缘视场，但不限于边缘视场；耦入偏色补偿结构（400）具有第一补偿中心视场角（410）；设置于光波导（100）的耦出端（120）上表面或下表面的耦出全息光栅（300），耦出全息光栅（300）具有衍射光发生偏色的耦出偏色视场角；耦出偏色补偿结构（500）第二补偿中心视场角（510），第一补偿中心视场角（410）的角度范围包括耦入偏色视场角，第二补偿中心视场角（510）的角度范围包括耦出偏色视场角。基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，能够有效提高偏色视场的光衍射效率，减少偏色情况。

Description

基于光波导的全息光栅偏色补偿系统及头戴显示设备 技术领域
本发明涉及全息波导显示技术领域，尤其涉及一种基于光波导的全息光栅偏色补偿系统及头戴显示设备。
背景技术
光栅作为一种衍射光学元件，由于自身的特点，对于不同波长不同入射角的光线衍射效率不同，在使用光栅作为显示元件时，由于光衍射效率不同，在显示成像的视场边缘区域出现偏色的现象，由此导致整体显示效果变差。
发明内容
基于此，针对传统上光栅作为显示元件时，边缘视场区域出现偏色的现象，导致整体显示效果变差的问题，有必要提供一种基于光波导的全息光栅偏色补偿系统及头戴显示设备，能够有效减少光栅作为显示元件，在显示成像的视场边缘区域出现偏色的现象的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，所述光波导具有接收光线的偶入端和出射光线的偶出端，所述基于光波导的全息光栅偏色补偿系统包括：
偶入全息光栅，设置于所述光波导的偶入端上表面或者下表面，所述偶入全息光栅具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角；
偶入偏色补偿结构，具有第一补偿中心视场角，所述第一补偿中心视场角的角度范围包括所述偶入偏色视场角的角度范围，处于所述第一补偿中心视场角范围内的衍射光未发生偏色，所述偶入偏色补偿结构设置于所述偶入全息光栅下表面，则所述第一补偿中心视场角和所述偶入偏色视场角重合；
偶出全息光栅，设置于所述光波导的偶出端上表面或者下表面，所述偶出全息光栅具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角，以及衍射光发生偏色 的偶出偏色视场角；
偶出偏色补偿结构，具有第二补偿中心视场角，所述第二补偿中心视场角的角度范围包括所述偶出偏色视场角的角度范围，处于所述第二补偿中心视场角范围内的衍射光未发生偏色，所述偶出偏色补偿结构设置于所述偶出全息光栅下表面，则所述第二补偿中心视场角和所述偶出偏色视场角重合。
可选地，所述偶入全息光栅具有垂直于其上表面中心的第一法线，所述第一中心视场角围绕所述第一法线对称设置，所述偶入偏色视场角包括处于所述第一中心视场角左侧的第一偏色视场角，以及处于所述第一中心视场角右侧的第二偏色视场角，所述第一补偿中心视场角包括第一补偿视场角和第二补偿视场角，所述偶入偏色补偿结构设置于所述偶入全息光栅下表面，所述第一补偿视场角的角度范围包括所述第一偏色视场角的角度范围，所述第二补偿视场角的角度范围包括所述第二偏色视场角的角度范围；
所述偶出全息光栅具有垂直于上表面中心的第二法线，所述第二中心视场角围绕所述第二法线对称设置，所述偶出偏色视场角包括处于所述第二中心视场角左侧的第三偏色视场角，以及处于所述第二中心视场角右侧的第四偏色视场角，所述第二补偿中心视场角包括第三补偿视场角和第四补偿视场角，所述偶出偏色补偿结构设置于所述偶出全息光栅下表面，所述第三补偿视场角的角度范围包括所述第三偏色视场角的角度范围，所述第四补偿视场角的角度范围包括所述第四偏色视场角的角度范围。
可选地，所述偶入全息光栅设置于所述光波导的偶入端上表面，则所述偶入全息光栅为透射型全息光栅，所述偶入偏色补偿结构为透射型偏色补偿结构，所述偶出全息光栅设置于所述光波导的偶出端上表面，则所述偶出全息光栅为透射型全息光栅，所述偶出偏色补偿结构为透射型偏色补偿结构。
可选地，所述偶入全息光栅设置于所述光波导的偶入端下表面，则所述偶入全息光栅为反射型全息光栅，所述偶入偏色补偿结构为反射型偏色补偿结构，所述偶出全息光栅设置于所述光波导的偶出端下表面，则所述偶出全息光栅为反射型全息光栅，所述偶出偏色补偿结构为反射型偏色补偿结构。
可选地，所述偶入偏色补偿结构包括第一偶入补偿光栅和第二偶入补偿光栅，所述第一偶入补偿光栅的中心视角为所述第一补偿视场角，所述第二偶入补偿光栅的中心视角为所述第二补偿视场角，所述第一偶入补偿光栅设 置于所述偶入全息光栅下表面，则所述第一补偿视场角的角度范围包括所述第一偏色视场角的角度范围，所述第二偶入补偿光栅设置于所述第一偶入补偿光栅的下表面，则所述第二补偿视场角的角度范围包括所述第二偏色视场角的角度范围，所述偶出偏色补偿结构包括第一偶出补偿光栅和第二偶出补偿光栅，所述第一偶出补偿光栅的中心视角为所述第三补偿视场角，所述第二偶出补偿光栅的中心视角为所述第四补偿视场角，所述第一偶出补偿光栅设置于所述偶出全息光栅下表面，则所述第三补偿视场角的角度范围包括所述第三偏色视场角的角度范围，所述第二偶出补偿光栅设置于所述第一偶出补偿光栅的下表面，则所述第四补偿视场角的角度范围包括所述第四偏色视场角的角度范围包括。
可选地，所述第一偶入补偿光栅和所述第二偶入补偿光栅设置于同一光学元件内，所述第一偶出补偿光栅和所述第二偶出补偿光栅设置于同一光学元件内。
可选地，所述偶入全息光栅、所述第一偶入补偿光栅和所述第二偶入补偿光栅设置于同一光学元件内，所述偶出全息光栅、所述第一偶出补偿光栅和所述第二偶出补偿光栅设置于同一光学元件内。
可选地，所述光波导包括从上到下依次平行设置的第一光波导、第二光波导和第三光波导，所述偶入全息光栅包括设置于所述第一光波导和所述第二光波导之间的第一偶入光栅、设置于所述第二光波导和所述第三光波导之间的第二偶入光栅和设置于所述第三光波导下表面的第三偶入光栅，所述偶入偏色补偿结构包括设置于所述第一偶入光栅和所述第二光波导之间的第三偶入补偿光栅、设置于所述第二偶入光栅和所述第三光波导之间的第五偶入补偿光栅和设置于所述第三偶入光栅下表面的第五偶入补偿光栅；
所述偶出全息光栅包括设置于所述第一光波导和所述第二光波导之间的第一偶出光栅、设置于所述第二光波导和所述第三光波导之间的第二偶出光栅和设置于所述第三光波导下表面的第三偶出光栅，所述偶出偏色补偿结构包括设置于所述第一偶出光栅和所述第二光波导之间的第三偶出补偿光栅、设置于所述第二偶出光栅和所述第三光波导之间的第四偶出补偿光栅和设置于所述第三偶出光栅下表面的第五偶出补偿光栅。
可选地，所述偶入全息光栅和所述偶出全息光栅为全色光栅或单色光栅 其中一种，所述偶入偏色补偿结构和所述偶出偏色补偿结构为全色光栅或单色光栅其中一种。
此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种头戴显示设备，包括：外壳和如上文所述基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，所述基于光波导的全息光栅偏色补偿系统设置于所述外壳内。
本发明提出的技术方案中，偶入全息光栅具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角，也就是说在第一中心视场角范围内衍射光线不会出现偏色，光线的衍射效率正常，在偶入偏色视场角范围内光线衍射效率降低，易出现偏色现象，偶入偏色补偿结构具有包括所述偶入偏色视场角的角度范围的第一补偿中心视场角，处于所述第一补偿中心视场角的角度范围内的衍射光未发生偏色，将偶入偏色补偿结构设置于偶入全息光栅上表面或下表面，偶入偏色补偿结构的所述第一补偿中心视场角的角度范围包括所述偶入偏色视场角的角度范围，即在偶入偏色视场角的角度范围内提高偏色视场的光线衍射效率，偶出全息光栅具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角，以及衍射光发生偏色的偶出偏色视场角，也就是说在第二中心视场角范围内衍射光线不会出现偏色，光线的衍射效率正常，在偶出偏色视场角范围内光线衍射效率降低，易出现偏色现象，偶出偏色补偿结构具有包括所述偶出偏色视场角的角度范围的第二补偿中心视场角，处于所述第二补偿中心视场角的角度范围内的衍射光未发生偏色，将偶出偏色补偿结构设置于偶出全息光栅上表面或下表面，偶出偏色补偿结构的所述第二补偿中心视场角的角度范围包括所述偶出偏色视场角的角度范围，即在偶出偏色视场角范围内提高偏色视场的光线衍射效率，由此可知通过偶入偏色补偿结构和偶出偏色补偿结构能够有效减少视场边缘区域的偏色现象，提高显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的 附图。
图1为本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统第一实施例的结构示意图；
图2为图1中本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统的补偿原理示意图；
图3为图2中本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统的偶入补偿光栅原理示意图；
图4为图2中本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统的偶处补偿光栅原理示意图；
图5为本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统第二实施例的结构示意图；
图6为图5中本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统偶入补偿光栅中心角度示意图；
图7为图5中本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统的设置偶入偏色补偿结构之前的光路示意图；
图8为图5中本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统的设置偶入偏色补偿结构之后的光路示意图；
图为9本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统第三实施例的结构示意图；
图为10本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统第四实施例的结构示意图；
图11为本发明基于光波导的全息光栅偏色补偿系统的中偶入补偿光栅或偶出补偿光栅结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 光波导 420 第一偶入补偿光栅
110 偶入端 430 第二偶入补偿光栅
120 偶出端 440 第三偶入补偿光栅
130 第一光波导 450 第四偶入补偿光栅
140 第二光波导 460 第五偶入补偿光栅
150 第三光波导 500 偶出偏色补偿结构
200 偶入全息光栅 510 第二补偿中心视场角
201 第一法线 511 第三补偿视场角
210 第一中心视场角 512 第四补偿视场角
221 第一偏色视场角 520 第一偶出补偿光栅
222 第二偏色视场角 530 第二偶出补偿光栅
230 第一偶入光栅 540 第三偶出补偿光栅
240 第二偶入光栅 550 第四偶出补偿光栅
250 第三偶入光栅 560 第五偶出补偿光栅
300 偶出全息光栅 600 显示器
301 第二法线 610 正常光线
310 第二中心视场角 611 未偏色光线
321 第三偏色视场角 620 第一偶入光线
322 第四偏色视场角 621 第一偏色光线
330 第一偶出光栅 622 第一衍射光线
340 第二偶出光栅 623 第一偶出光线
350 第三偶出光栅 630 第二偶入光线
400 偶入偏色补偿结构 631 第二偏色光线
410 第一补偿中心视场角 632 第二衍射光线
411 第一补偿视场角 633 第二偶出光线
412 第二补偿视场角    
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1和图2所示，本发明提出的一种基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，光波导100具有接收光线的偶入端110和出射光线的偶出端120，基于光波导的全息光栅偏色补偿系统包括：偶入全息光栅200、偶出全息光栅300、偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500。
偶入全息光栅200设置于光波导100的偶入端上110表面或者下表面，偶入全息光栅200具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角210，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角(未标示)，该偏色视场角一般位于边缘视场，但不限于边缘视场；
参阅图3所示，偶入偏色补偿结构400具有第一补偿中心视场角410，第一补偿中心视场角410的角度范围包括偶入偏色视场角的角度范围，处于第一补 偿中心视场角410范围内的衍射光未发生偏色，可以理解为对光的衍射效率与偶入全息光栅200对光的衍射效率在可见光波段互补，偶入偏色补偿结构400设置于偶入全息光栅200下表面，第一补偿中心视场角410和偶入偏色视场角重合；
偶出全息光栅300设置于光波导100的偶出端120上表面或者下表面，偶出全息光栅300具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角310，以及衍射光发生偏色的偶出偏色视场角(未标示)，该偏色视场角一般位于边缘视场，但不限于边缘视场；
参阅图4所示，偶出偏色补偿结构500具有第二补偿中心视场角510，第二补偿中心视场角510的角度范围包括偶出偏色视场角的角度范围，处于第二补偿中心视场角510范围内的衍射光未发生偏色，可以理解为对光的衍射效率与偶出全息光栅对光的衍射效率在可见光波段互补，偶出偏色补偿结构500设置于偶出全息光栅300下表面，则第二补偿中心视场角510和偶出偏色视场角重合。
其中，处于中心视场角的范围内的衍射光不发生偏色，基于光波导的全息光栅偏色补偿系统包括显示器600，显示器600设置于光波导100的偶入端110上方，显示器600用于发射光线，光线在光波导100内部传递，至光波导100的偶出端120上表面射出，另外第一中心视场角210为垂直于偶入全息光栅200上表面的第一法线201为中心形成的角度，第二中心视场角310为垂直于偶出全息光栅300上表面的第二法线301为中心形成的角度，定义与第一法线201或第二法线301右侧形成的夹角为正值，与第一法线201或第二法线301左侧侧形成的夹角为负值，则第一中心视场角210的角度范围在-30°～30°之间，同样可知，第二中心视场角310的角度范围在-30°～30°之间。
本发明提出的技术方案中，偶入全息光栅200具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角210，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角，也就是说在第一中心视场角210范围内衍射光线不会出现偏色，光线的衍射效率正常，在偶入偏色视场角范围内部分波长的光线衍射效率降低，易出现偏色现象，偶入偏色补偿结构400具有包括偶入偏色视场角的角度范围的第一补偿中心视场角410，处于第一补偿中心视场角410的角度范围内的衍射光未发生偏色，将偶入偏色补偿结构400设置于偶入全息光栅200上表面或下表面，偶入偏色补偿 结构400的第一补偿中心视场角410的角度范围包括偶入偏色视场角的角度范围，即在偶入偏色视场角的角度范围内提高光线衍射效率，偶出全息光栅300具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角310，以及衍射光发生偏色的偶出偏色视场角，也就是说在第二中心视场角310范围内衍射光线不会出现偏色，光线的衍射效率正常，在偶出偏色视场角范围内部分波长的光线衍射效率降低，易出现偏色现象，偶出偏色补偿结构500具有包括偶出偏色视场角的角度范围的第二补偿中心视场角510，处于第二补偿中心视场角510的角度范围内的衍射光未发生偏色，将偶出偏色补偿结构500设置于偶出全息光栅300上表面或下表面，偶出偏色补偿结构500的第二补偿中心视场角510的角度范围包括偶出偏色视场角的角度范围，即在偶出偏色视场角范围内提高偏色视场的光线衍射效率，由此可知通过偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500能够有效减少边缘区域的偏色现象，提高显示效果。
进一步地，偶入全息光栅200具有垂直于其上表面中心的第一法线201，第一中心视场角210围绕第一法线201对称设置，偶入偏色视场角包括处于第一中心视场角210左侧的第一偏色视场角221，以及处于第一中心视场角210右侧的第二偏色视场角222，第一补偿中心视场角410包括第一补偿视场角411和第二补偿视场角412，偶入偏色补偿结构400设置于偶入全息光栅200下表面，第一补偿视场角411的角度范围包括第一偏色视场角221的角度范围，第二补偿视场角412的角度范围包括第二偏色视场角222的角度范围，由此提高了在第一偏色视场角221和第二偏色视场角222范围内的光线衍射效率，避免出现偏色，作为一种优选方式，第一补偿视场角411和第一偏色视场角221的角度范围相同，第二补偿视场角412和第二偏色视场角222的角度范围相同，其中第一补偿视场角411和第一偏色视场角221的角度范围均在-90°～-30°之间，第二补偿视场角412和第二偏色视场角222的角度范围在均30°～90°之间。
偶出全息光栅300具有垂直于上表面中心的第二法线301，第二中心视场角310围绕第二法线301对称设置，偶出偏色视场角包括处于第二中心视场角310左侧的第三偏色视场角321，以及处于第二中心视场310角右侧的第四偏色视场角322，第二补偿中心视场角510包括第三补偿视场角511和第四补偿视场角512，偶出偏色补偿结构500设置于偶出全息光栅300下表面，则第三补偿视场角511的角度范围包括第三偏色视场角321的角度范围，第四补偿视场角512 的角度范围包括第四偏色视场角322的角度范围，由此提高了在第三偏色视场角321和第四偏色视场角322范围内的光线衍射效率，避免出现偏色，作为一种优选方式，第三补偿视场角511和第三偏色视场角311的角度范围相同，第四补偿视场角512和第二偏色视场角322的角度范围相同，其中第三补偿视场角511和第三偏色视场角311的角度范围均在-90°～-30°之间，其中第四补偿视场角512和第二偏色视场角322的角度范围均在30°～90°之间。
进一步地，偶入全息光栅200设置于光波导100的偶入端110上表面，则偶入全息光栅200为透射型全息光栅，偶入偏色补偿结构400为透射型偏色补偿结构，偶出全息光栅300设置于光波导100的偶出端120上表面，则偶出全息光栅300为透射型全息光栅，偶出偏色补偿结构500为透射型偏色补偿结构，根据光路的设计需要，通过将偶入全息光栅200和偶出全息光栅300设置于光波导100的上表面，能够节省光波导100下表面空间。
进一步地，偶入全息光栅200设置于光波导100的偶入端110下表面，则偶入全息光栅200为反射型全息光栅，偶入偏色补偿结构400为反射型偏色补偿结构，偶出全息光栅300设置于光波导100的偶出端120下表面，则偶出全息光栅300为反射型全息光栅，偶出偏色补偿结构400为反射型偏色补偿结构，通过将偶入全息光栅200和偶出全息光栅300设置于光波导100的下表面，能够节省光波导100下表面空间。
除此之外，偶入全息光栅200设置于光波导100的偶入端110上表面，则偶入全息光栅200为透射型全息光栅，偶入偏色补偿结构400为透射型偏色补偿结构，偶出全息光栅300设置于光波导100的偶出端120下表面，则偶出全息光栅300为反射型全息光栅，偶出偏色补偿结构400为反射型偏色补偿结构，或者，偶入全息光栅200设置于光波导100的偶入端110下表面，则偶入全息光栅200为反射型全息光栅，偶入偏色补偿结构400为反射型偏色补偿结构，偶出全息光栅300设置于光波导100的偶出端120上表面，则偶出全息光栅300为透射型全息光栅，偶出偏色补偿结构500为透射型偏色补偿结构，如此可以根据光路的空间情况，设计偶入全息光栅200和偶出全息光栅300的位置。
进一步地，偶入偏色补偿结构400包括第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430，第一偶入补偿光栅420的中心视角为第一补偿视场角411，第二偶入补偿光栅430的中心视角为第二补偿视场角412，第一偶入补偿光栅420设 置于偶入全息光栅200下表面，则第一补偿视场角411的角度范围包括和第一偏色视场角221的角度范围，第二偶入补偿光栅430设置于第一偶入补偿光栅420的下表面，第二补偿视场角412的角度范围包括第二偏色视场角222的角度范围，偶出偏色补偿结500包括第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530，第一偶出补偿光栅520的中心视角为第三补偿视场角511，第二偶出补偿光栅530的中心视角为第四补偿视场角512，第一偶出补偿光栅520设置于偶出全息光栅300下表面，第三补偿视场角511的角度范围包括第三偏色视场角321的角度范围，第二偶出补偿光栅530设置于第一偶出补偿光栅520的下表面，第四补偿视场角512的角度范围包括第四偏色视场角322的角度范围，第一偶入补偿光栅420用于提高第一偏色视场角221的角度范围内的光线衍射效率，第二偶入补偿光栅430用于提高第二偏色视场角222的角度范围内的光线衍射效率，第一偶出补偿光栅520用于提高第三偏色视场角321的角度范围内的光衍射效率，避免光线在第三偏色视场角321的角度范围内出现偏色，第二偶出补偿光栅530用于提高第四偏色视场角322的角度范围内的光衍射效率，避免光线在第四偏色视场角322的角度范围内出现偏色，例如偶入全息光栅200对短波长衍射效率低，在光波导100的偶出端观察，左侧视场将偏红色，通过第一偶入补偿光栅410提高短波长的衍射效率，矫正颜色显示。
进一步地，参阅图5和图8所示，第一偶入补偿光栅410和第二偶入补偿光栅420设置于同一光学元件内，第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530设置于同一光学元件内，例如，第一偶入补偿光栅410和第二偶入补偿光栅420集成在同一光学元件内，第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530集成在同一光学元件内，所述集成在同一光学元件是指，通过在同一光学元件的不同高度位置刻画出平行等距的划痕，或者采用曝光显影的方式形成平行等距的透光狭缝，由此通过集成设计进一步节省安装空间，使结构更加轻便紧凑，其中设置第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430，以及，第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530之前，显示器600发射的光线经过偶入全息光栅200后形成在第一中心视场角210范围内的正常光线610，在第一偏色视场角221范围内的第一偶入光线620，在第二偏色视场角222范围内的第二偶入光线630，光线经过光波导100传递后在偶出端120射出，由于偶入全息光栅200在边缘区域衍射效率较低，由此形成第一偏色光线621，未偏色光线611以 及第二偏色光线631；在设置第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430，以及，第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530之后，通过第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430的补偿作用，偶入端提高了衍射效率生成了第一衍射光线622和第二衍射光线632，经过光波导100传递后，再经过第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530生成了第一偶出光线623和第二偶出光线633，第一偶出光线623和第二偶出光线633由于通过补偿光栅的矫正作用，提高了衍射效率，光不发生偏色。
进一步地，参阅图9所示，偶入全息光栅200、第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430设置于同一光学元件内，偶出全息光栅300、第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530设置于同一光学元件内，例如，偶入全息光栅200、第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430集成在同一光学元件内，偶出全息光栅300、第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530集成在同一光学元件内，由此进一步节省安装空间，使结构更加轻便紧凑。
除此之外，第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430集成在同一光学元件内，偶出全息光栅300、第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530集成在同一光学元件内，或者，偶入全息光栅200、第一偶入补偿光栅420和第二偶入补偿光栅430集成在同一光学元件内，第一偶出补偿光栅520和第二偶出补偿光栅530集成在同一光学元件内，即可以根据光路的设计需求，调整集成情况。
进一步地，参阅图10所示，光波导100包括从上到下依次平行设置的第一光波导130、第二光波导140和第三光波导150，偶入全息光栅200包括设置于第一光波导130和第二光波导140之间的第一偶入光栅230、设置于第二光波导140和第三光波导150之间的第二偶入光栅240和设置于第三光波导150下表面的第三偶入光栅250，偶入偏色补偿结构400包括设置于第一偶入光栅230和第二光波导之间140的第三偶入补偿光栅440、设置于第二偶入光栅240和第三光波导150之间的第四偶入补偿光栅450和设置于第三偶入光栅250下表面的第五偶入补偿光栅460，第一偶入光栅230、第二偶入光栅240和第三偶入光栅250平行设置于光波导100的偶入端110，第三偶入补偿光栅440、第四偶入补偿光栅450和第五偶入补偿光栅460平行设置于光波导100的偶入端110。
偶出全息光栅300包括设置于第一光波导130和第二光波导140之间的第 一偶出光栅330、设置于第二光波导140和第三光波导150之间的第二偶出光栅340和设置于第三光波导150下表面的第三偶出光栅350，偶出偏色补偿结构500包括设置于第一偶出光栅330和第二光波导140之间的第三偶出补偿光栅540、设置于第二偶出光栅340和第三光波导150之间的第四偶出补偿光栅550和设置于第三偶出光栅350下表面的第五偶出补偿光栅560，第一偶出光栅330、第二偶出光栅340和第三偶出光栅350平行设置于光波导100的偶出端120，第三偶出补偿光栅540、第四偶出补偿光栅550和第五偶出补偿光栅560平行设置于光波导100的偶出端120。
进一步地，偶入全息光栅200和偶出全息光栅300为全色光栅或单色光栅其中一种，偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500为全色光栅或单色光栅其中一种，如此便于通过设置单色光栅提高对单一波长光衍射效率，或者通过设计为全色光栅，便于提高更多波长光衍射效率。
进一步地，参阅图11所示，偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500为表面浮雕光栅、体光栅或液晶体光栅其中一种，其中体光栅参阅图11c所示，液晶体光栅参阅图11d所示，另外偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500还可为二元光栅或者是闪耀光栅，二元光栅参阅图11a所示，闪耀光栅参阅图11b所示。
本发明还提供一种头戴显示设备，包括：外壳和基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，基于光波导的全息光栅偏色补偿系统设置于外壳内，基于光波导的全息光栅偏色补偿系统包括：偶入全息光栅200、偶出全息光栅300、偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500。
偶入全息光栅200设置于光波导100的偶入端上110表面或者下表面，偶入全息光栅200具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角210，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角；
偶入偏色补偿结构400具有第一补偿中心视场角410，第一补偿中心视场角410的角度范围包括偶入偏色视场角的角度范围，处于第一补偿中心视场角410范围内的衍射光未发生偏色，偶入偏色补偿结构400设置于偶入全息光栅200下表面，第一补偿中心视场角410和偶入偏色视场角重合；
偶出全息光栅300设置于光波导100的偶出端120上表面或者下表面，偶出全息光栅300具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角310，以及衍射光发生 偏色的偶出偏色视场角；
偶出偏色补偿结构500具有第二补偿中心视场角510，第二补偿中心视场角510的角度范围包括偶出偏色视场角的角度范围，处于第二补偿中心视场角510范围内的衍射光未发生偏色，偶出偏色补偿结构500设置于偶出全息光栅300下表面，则第二补偿中心视场角510和偶出偏色视场角重合。
本发明提出的技术方案中，偶入全息光栅200具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角210，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角，也就是说在第一中心视场角210范围内衍射光线不会出现偏色，光线的衍射效率正常，在偶入偏色视场角范围内光线衍射效率降低，易出现偏色现象，偶入偏色补偿结构400具有包括偶入偏色视场角的角度范围的第一补偿中心视场角410，处于第一补偿中心视场角410的角度范围内的衍射光未发生偏色，将偶入偏色补偿结构400设置于偶入全息光栅200上表面或下表面，偶入偏色补偿结构400的第一补偿中心视场角410的角度范围包括偶入偏色视场角的角度范围，即在偶入偏色视场角的角度范围内提高偏色视场的光线衍射效率，偶出全息光栅300具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角310，以及衍射光发生偏色的偶出偏色视场角，也就是说在第二中心视场角310范围内衍射光线不会出现偏色，光线的衍射效率正常，在偶出偏色视场角范围内光线衍射效率降低，易出现偏色现象，偶出偏色补偿结构500具有包括偶出偏色视场角的角度相同的第二补偿中心视场角510，处于第二补偿中心视场角510的角度范围内的衍射光未发生偏色，将偶出偏色补偿结构500设置于偶出全息光栅300上表面或下表面，偶出偏色补偿结构500的第二补偿中心视场角510的角度范围包括偶出偏色视场角的角度范围，即在偶出偏色视场角范围内提高偏色视场的光线衍射效率，由此可知通过偶入偏色补偿结构400和偶出偏色补偿结构500能够有效减少边缘区域的偏色现象，提高显示效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

  1. 一种基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述光波导具有接收光线的偶入端和出射光线的偶出端，所述基于光波导的全息光栅偏色补偿系统包括：
    偶入全息光栅，设置于所述光波导的偶入端上表面或者下表面，所述偶入全息光栅具有衍射光未发生偏色的第一中心视场角，以及衍射光发生偏色的偶入偏色视场角；
    偶入偏色补偿结构，具有第一补偿中心视场角，所述第一补偿中心视场角的角度范围包括所述偶入偏色视场角的角度范围，处于所述第一补偿中心视场角范围内的衍射光未发生偏色，所述偶入偏色补偿结构设置于所述偶入全息光栅下表面，所述第一补偿中心视场角和所述偶入偏色视场角重合；
    偶出全息光栅，设置于所述光波导的偶出端上表面或者下表面，所述偶出全息光栅具有衍射光未发生偏色的第二中心视场角，以及衍射光发生偏色的偶出偏色视场角；
    偶出偏色补偿结构，具有第二补偿中心视场角，所述第二补偿中心视场角的角度范围包括所述偶出偏色视场角的角度范围，处于所述第二补偿中心视场角范围内的衍射光未发生偏色，所述偶出偏色补偿结构设置于所述偶出全息光栅下表面，所述第二补偿中心视场角和所述偶出偏色视场角重合。
  2. 如权利要求1所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，所述偶入全息光栅具有垂直于其上表面中心的第一法线，所述第一中心视场角围绕所述第一法线对称设置，所述偶入偏色视场角包括处于所述第一中心视场角左侧的第一偏色视场角，以及处于所述第一中心视场角右侧的第二偏色视场角，所述第一补偿中心视场角包括第一补偿视场角和第二补偿视场角，所述偶入偏色补偿结构设置于所述偶入全息光栅下表面，所述第一补偿视场角的角度范围包括所述第一偏色视场角的角度范围，所述第二补偿视场角的角度范围包括所述第二偏色视场角的角度范围；
    所述偶出全息光栅具有垂直于上表面中心的第二法线，所述第二中心视场角围绕所述第二法线对称设置，所述偶出偏色视场角包括处于所述第二中 心视场角左侧的第三偏色视场角，以及处于所述第二中心视场角右侧的第四偏色视场角，所述第二补偿中心视场角包括第三补偿视场角和第四补偿视场角，所述偶出偏色补偿结构设置于所述偶出全息光栅下表面，所述第三补偿视场角的角度范围包括所述第三偏色视场角的角度范围，所述第四补偿视场角的角度范围包括所述第四偏色视场角的角度范围。
  3. 如权利要求2所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述偶入全息光栅设置于所述光波导的偶入端上表面，则所述偶入全息光栅为透射型全息光栅，所述偶入偏色补偿结构为透射型偏色补偿结构，所述偶出全息光栅设置于所述光波导的偶出端上表面，则所述偶出全息光栅为透射型全息光栅，所述偶出偏色补偿结构为透射型偏色补偿结构。
  4. 如权利要求2所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述偶入全息光栅设置于所述光波导的偶入端下表面，则所述偶入全息光栅为反射型全息光栅，所述偶入偏色补偿结构为反射型偏色补偿结构，所述偶出全息光栅设置于所述光波导的偶出端下表面，则所述偶出全息光栅为反射型全息光栅，所述偶出偏色补偿结构为反射型偏色补偿结构。
  5. 如权利要求4所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述偶入偏色补偿结构包括第一偶入补偿光栅和第二偶入补偿光栅，所述第一偶入补偿光栅的中心视角为所述第一补偿视场角，所述第二偶入补偿光栅的中心视角为所述第二补偿视场角，所述第一偶入补偿光栅设置于所述偶入全息光栅下表面，则所述第一补偿视场角的角度范围包括所述第一偏色视场角的角度范围，所述第二偶入补偿光栅设置于所述第一偶入补偿光栅的下表面，则所述第二补偿视场角的角度范围包括所述第二偏色视场角的角度范围，所述偶出偏色补偿结构包括第一偶出补偿光栅和第二偶出补偿光栅，所述第一偶出补偿光栅的中心视角为所述第三补偿视场角，所述第二偶出补偿光栅的中心视角为所述第四补偿视场角，所述第一偶出补偿光栅设置于所述偶出全息光栅下表面，则所述第三补偿视场角的角度范围包括所述第三偏色视场角的角度范围，所述第二偶出补偿光栅设置于所述第一偶出补偿光栅 的下表面，则所述第四补偿视场角的角度范围包括所述第四偏色视场角的角度范围。
  6. 如权利要求5所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述第一偶入补偿光栅和所述第二偶入补偿光栅设置于同一光学元件内，所述第一偶出补偿光栅和所述第二偶出补偿光栅设置于同一光学元件内。
  7. 如权利要求5所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述偶入全息光栅、所述第一偶入补偿光栅和所述第二偶入补偿光栅设置于同一光学元件内，所述偶出全息光栅、所述第一偶出补偿光栅和所述第二偶出补偿光栅设置于同一光学元件内。
  8. 如权利要求4所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述光波导包括从上到下依次平行设置的第一光波导、第二光波导和第三光波导，所述偶入全息光栅包括设置于所述第一光波导和所述第二光波导之间的第一偶入光栅、设置于所述第二光波导和所述第三光波导之间的第二偶入光栅和设置于所述第三光波导下表面的第三偶入光栅，所述偶入偏色补偿结构包括设置于所述第一偶入光栅和所述第二光波导之间的第三偶入补偿光栅、设置于所述第二偶入光栅和所述第三光波导之间的第四偶入补偿光栅和设置于所述第三偶入光栅下表面的第五偶入补偿光栅；
    所述偶出全息光栅包括设置于所述第一光波导和所述第二光波导之间的第一偶出光栅、设置于所述第二光波导和所述第三光波导之间的第二偶出光栅和设置于所述第三光波导下表面的第三偶出光栅，所述偶出偏色补偿结构包括设置于所述第一偶出光栅和所述第二光波导之间的第三偶出补偿光栅、设置于所述第二偶出光栅和所述第三光波导之间的第四偶出补偿光栅和设置于所述第三偶出光栅下表面的第五偶出补偿光栅。
  9. 如权利要求1-8任一项所述的基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，其特征在于，所述偶入全息光栅和所述偶出全息光栅为全色光栅或单色光栅其中一种，所述偶入偏色补偿结构和所述偶出偏色补偿结构为全色光栅或单色 光栅其中一种。
  10. 一种头戴显示设备，其特征在于，包括：外壳和如权利要求1-9任一项所述基于光波导的全息光栅偏色补偿系统，所述基于光波导的全息光栅偏色补偿系统设置于所述外壳内。
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