[實用新型]一種基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統

有效

• 申請號: 201721270514.4
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN207281384U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 方瑞芳
• 申請（專利權）人: 塔普翊海（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/00;G02B27/10;G02B27/22
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

1.一種基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于由準直光源(1)、空間光調制器(2)、分光棱鏡(3)、成像系統(4)、分光鏡(5)、自由曲面半透半反鏡(6)和孔徑光闌(7)組成，位置關系為：

以空間光調制器(2)的表面為物面，沿所述的空間光調制器(2)輸出的光束傳播方向，依次為所述的分光棱鏡(3)、成像系統(4)和分光鏡(5)；在所述的分光棱鏡(3)反射光方向上放置所述的準直光源(1)；在分光鏡(5)反射光方向上放置所述的自由曲面半透半反鏡(6)，在自由曲面半透半反鏡(6)反射方向上并距離所述的分光鏡(5)的左邊一定距離處放置所述的孔徑光闌(7)；所述的孔徑光闌(7)和所述的自由曲面半透半反鏡(6)關于光軸呈軸對稱放置，所述的孔徑光闌(7)的位置與人眼瞳孔的位置重合，所述的分光鏡(5)的法線與光軸所成的角度范圍為35°～45°。

2.根據權利要求1所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的準直光源(1)為激光器和準直透鏡組的組合體，所述的激光器為半導體激光器或氣體激光器，準直透鏡組由一系列透鏡組成，實現出射光束為平行光束。

3.根據權利要求1所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的空間光調制器(2)基于反射式液晶微顯示屏，為反射型空間光調制器，分辨率為720像素或1080像素，尺寸范圍為0.22英寸～0.7英寸。

4.根據權利要求1所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的分光棱鏡(3)為晶體棱鏡或立方棱鏡。

5.根據權利要求1所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的成像系統(4)由一系列透鏡組構成，為球面透鏡、非球面透鏡或菲涅爾透鏡，透鏡材料為玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。

6.根據權利要求5所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的成像系統(4)的透鏡前后表面均鍍有抗反膜。

7.根據權利要求1所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的分光鏡(5)為鍍分光薄膜的平面分光鏡或立方棱鏡。

8.根據權利要求1所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的自由曲面半透半反鏡(6)的面形為自由曲面，其面形矢高由以下公式給出：

其中，c₁＝1/r₁，r₁為基準面曲率半徑，r為光線徑向坐標，k為二次曲面系數，a_i為高階系數，Z_i(ρ，φ)為澤尼克多項式，N為澤尼克多項式的總數，A_i為第i項澤尼克多項式的系數，ρ為歸一化的半徑坐標，φ為歸一化的角度坐標。

9.根據權利要求1至8任一項所述的基于三維激光全息投影技術的頭戴顯示系統，其特征在于所述的自由曲面半透半反鏡(6)的材料為聚甲基丙烯酸甲酯，其前表面鍍有反射膜。