[發明專利]基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統

有效

• 申請號: 201410330611.2
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104090372B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 劉娟;韓劍;王涌天
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02B27/42;G02B6/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 郝瑞剛

1.一種基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，包括微顯示器(1)，輸入端衍射光學元件(2)、波導(3)、輸出端衍射光學元件(4)；

所述微顯示器(1)用于加載二維基元圖像，所述二維基元圖像通過輸入端衍射光學元件(2)進入波導(3)中；在波導(3)中經過全反射傳播后，進入輸出端衍射光學元件(4)耦合輸出后進入人眼；

其中，所述輸入端衍射光學元件(2)包括全息微透鏡陣列與全息透鏡；所述全息微透鏡陣列起到產生視差圖像的作用，所述全息透鏡產生光焦度并校正除色差外的其他像差，起到耦合圖像的作用以及提供目視成像功能；

所述輸出端衍射光學元件(4)包括全息透鏡；

所述微顯示器(1)放置于波導(3)輸入端表面的全息微透鏡陣列的焦距處；

所述輸入端衍射光學元件(2)位于波導(3)的輸入端表面；

所述輸出端衍射光學元件(4)位于波導(3)的輸出端表面。

2.根據權利要求1所述的基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，所述輸入端衍射光學元件(2)中的全息微透鏡陣列為反射型全息微透鏡陣列或透射型全息微透鏡陣列，全息透鏡為反射型全息透鏡或透射型全息透鏡；

所述輸出端衍射光學元件為反射型全息透鏡或透射型全息透鏡。

3.根據權利要求1所述的基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，所述輸入端衍射光學元件(2)中，全息微透鏡陣列和全息透鏡分別設于波導(3)的輸入端的上表面或下表面；

所述輸出端衍射光學元件(4)中，全息透鏡位于波導(3)的輸出端的上表面或下表面；

二維基元圖像經過微透鏡陣列生成包含深度與視差信息的圖像后，被全息透鏡耦合后進入波導(3)；在波導(3)中經過全反射傳播后，進入全息透鏡耦合輸出后進入人眼。

4.根據權利要求1所述的基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，所述輸入端衍射光學元件(2)中，全息微透鏡陣列和全息透鏡組合在一起，位于波導(3)的輸入端的上表面或下表面；

所述輸出端衍射光學元件(4)中，全息透鏡位于波導(3)的輸出端的上表面或下表面；

二維基元圖像經過微透鏡陣列生成包含深度與視差信息的圖像后，被全息透鏡耦合后進入波導(3)；在波導(3)中經過全反射傳播后，進入全息透鏡耦合輸出后進入人眼。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，所述波導(3)為平板波導。

6.根據權利要求1至4中任意一項所述的基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，所述波導(3)厚度為1mm-10mm，材料為透明的光學玻璃或光學塑料。

7.根據權利要求1至4中任意一項所述的基于衍射光學元件的波導式集成成像三維顯示系統，其特征在于，所述輸入端衍射光學元件(2)、輸出端衍射光學元件(4)的厚度為1μm-100μm，材料為鹵化銀、重鉻酸鹽明膠、光致聚合物、光致抗蝕劑、光導熱塑或光折變晶體，光透過率大于50％。