[發(fā)明專利]基于空間光調(diào)制器時分復(fù)用的彩色全息近眼顯示方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011532923.3
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112596242A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫立;胡金鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 上海趣立信息科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種基于空間光調(diào)制器時分復(fù)用的彩色全息近眼顯示方法及系統(tǒng)，包括：控制模塊(101)、RGB點光源模塊(102)、第一分光鏡(103)、空間光調(diào)制器SLM(104)、第一透鏡組(105)、光闌(106)、第二透鏡組(107)、第二分光鏡(108)；本發(fā)明通過全息算法將彩色三維圖像的強(qiáng)度信息和深度信息計算到普通的二維RGB全息圖中，并加載到液晶空間光調(diào)制器上；本發(fā)明利用空間光調(diào)制器的相位調(diào)制能力，能夠投射出具備真實景深信息的RGB三維圖像，并通過人眼視覺暫留效應(yīng)形成彩色圖像；本發(fā)明能夠有效消除人眼的視覺疲勞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及AR顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于空間光調(diào)制器時分復(fù)用的彩色全息近眼顯示方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，近眼AR顯示技術(shù)主要采用OLED和LCos等屏幕，所提供的像源為二維圖像，三維圖像顯示效果需通過雙目視差技術(shù)來實現(xiàn)，不可避免的造成雙目輻輳調(diào)節(jié)與視覺屈光調(diào)節(jié)不匹配，從而產(chǎn)生視覺疲勞。

全息三維顯示技術(shù)作為一種真三維顯示技術(shù)，能夠完整地記錄和重建三維物體的光場，提供人眼視覺系統(tǒng)所需的全部信息。

專利文獻(xiàn)CN201922043259.5公開了一種AR顯示裝置，包括波導(dǎo)鏡片和用于減少反射光經(jīng)多次折返進(jìn)入光波導(dǎo)鏡片的增透膜，波導(dǎo)鏡片包括波導(dǎo)，以及設(shè)置在波導(dǎo)同一側(cè)表面的耦入?yún)^(qū)域和耦出區(qū)域，增透膜緊貼在波導(dǎo)上遠(yuǎn)離耦入?yún)^(qū)域一側(cè)的表面，且至少遮擋耦入?yún)^(qū)域，圖像光線經(jīng)增透膜進(jìn)入波導(dǎo)鏡片后全反射輸出至人眼。該專利還公開了AR顯示系統(tǒng)，包括圖像處理裝置、投影裝置和上述AR顯示裝置，圖像處理裝置輸出圖像光線至投影裝置，圖像光線經(jīng)投影裝置調(diào)節(jié)后，入射至AR顯示裝置，再經(jīng)AR顯示裝置全反射輸出至人眼。通過增透膜緊貼在波導(dǎo)上遠(yuǎn)離耦入?yún)^(qū)域一側(cè)的表面，且至少遮擋耦入?yún)^(qū)域，減少反射光經(jīng)多次折返進(jìn)入波導(dǎo)鏡片，從而避免了反射光線帶來的視覺問題，極大改善了觀看體驗。該專利在結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上仍然有待提高的空間。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于空間光調(diào)制器時分復(fù)用的彩色全息近眼顯示方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于空間光調(diào)制器時分復(fù)用的彩色全息近眼顯示方法，包括：控制模塊101、RGB點光源模塊102、第一分光鏡103、空間光調(diào)制器SLM 104、第一透鏡組105、光闌106、第二透鏡組107、第二分光鏡108；

采用控制模塊101將需要顯示的彩色三維圖像信息經(jīng)全息算法計算成二維RGB全息圖，輸出加載到空間光調(diào)制器104上進(jìn)行顯示，并同步控制RGB點光源模塊102發(fā)光；

所述RGB點光源模塊102出射的發(fā)散光由第一分光鏡103反射后向上傳播，經(jīng)第一透鏡組105準(zhǔn)直為平行光，入射到空間光調(diào)制器104上；經(jīng)空間光調(diào)制器104調(diào)制后，反射衍射出的三維成像光束經(jīng)過由第一透鏡組105、光闌106和第二透鏡組107構(gòu)成的視場角放大系統(tǒng)后，經(jīng)第二分光鏡108反射進(jìn)入人眼，從而使人眼觀察到虛擬的彩色三維圖像信息。同時外部環(huán)境的光束可透過第二分光鏡108進(jìn)入人眼；

所述RGB點光源模塊102由RGB三個點光源構(gòu)成；

所述RGB點光源模塊102包括:紅光R點光源201、第一偏振片202、綠光G點光源203、第二偏振片204、藍(lán)光B點光源205、第三偏振片206、三色合光棱鏡207。

所述紅光R點光源201、偏振片202、綠光G點光源203共光軸，經(jīng)三色合光棱鏡后重合到同一光路上，出射光束為發(fā)散球面光，經(jīng)第二分光鏡103反射后，被第一透鏡組105準(zhǔn)直為平行光，入射到空間光調(diào)制器104上；

所述紅光R點光源201、偏振片202、綠光G點光源203采用具有相干性的光源；

所述紅光R點光源201、偏振片202、綠光G點光源203采用具有相干性的激光光源也可以是具有一定相干性的LED光源；