[发明专利]可切换光学成像系统和相关3D/2D图像可切换装置

权利要求书

1.一种可切换光学成像系统，用于变换从显示2维图案的显示面发出的光束，并且用于在视场中投影变换后的光束，从而将所述视场划分成一个或多个可调节观察区，所述可切换光学成像系统包括：

会聚微透镜的第一矩阵，每个微透镜沿各自的光轴被光学耦合到所述显示面的一个相应区域；

光学耦合到所述第一矩阵的微透镜的会聚微透镜的第二矩阵；

同轴对齐并刚性地连结到所述第二矩阵的微透镜的会聚微透镜的第三矩阵，使所述第二矩阵和第三矩阵结合限定矩阵复合件；以及

位移机构，用于相对于彼此轴向移动所述第一矩阵或矩阵复合件，以及用于相对于彼此横向移动所述第一矩阵或矩阵复合件。

2.如权利要求1所述的可切换光学成像系统，其中，所述位移机构至少包括：

第一驱动器，被配置用来(i)相对于所述矩阵复合件轴向移动所述第一矩阵，或(ii)相对于所述第一矩阵轴向移动所述矩阵复合件；以及

第二驱动器，被配置用来(i)相对于所述矩阵复合件水平移动所述第一矩阵；或(ii)相对于所述第一矩阵水平移动所述矩阵复合件。

3.如权利要求2所述的可切换光学成像系统，其中，所述位移机构进一步包括第三驱动器，所述第三驱动器被配置用来(i)相对于所述矩阵复合件垂直移动所述第一矩阵，或(ii)相对于所述第一矩阵垂直移动所述矩阵复合件。

4.如权利要求2所述的可切换光学成像系统，其中，所述第二驱动器进一步被配置用来以往复方式执行矩阵或多个矩阵水平移动，使得在所述视场中与变换后的光束相一致地扫描多个可调节观察区。

5.如权利要求4所述的可切换光学成像系统，其中，所述第一驱动器进一步被配置用来执行矩阵或多个矩阵轴向移动以调节变换后的光束的发散度，使得在所述视场中相邻观察区是邻接的。

6.如权利要求5所述的可切换光学成像系统，其中，所述第一矩阵的微透镜具有第一焦距F₁，以及所述第二矩阵的微透镜具有第二焦距F₂，以及其中，所述第二矩阵与所述第一矩阵间隔开第一选择距离R₁，使得F₁＜R₁＜2F₁或(F₁-F₂)＜R₁＜F₁，以及其中，所述第三矩阵与所述第二矩阵间隔开第二选择距离R₂，并位于所述第二矩阵的微透镜的后聚焦区域内。

7.如权利要求5所述的可切换光学成像系统，其中，所述第一矩阵的微透镜具有第一焦距F₁，以及所述第二矩阵的微透镜具有第二焦距F₂，以及其中，所述第二矩阵与所述第一矩阵间隔开第一选择距离R₁，并位于所述第一矩阵的微透镜的后聚焦区域内，以及其中，所述第三矩阵与所述第二矩阵间隔开第二选择距离R₂，使得R₂＜F₂。

8.如权利要求2所述的可切换光学成像系统，其中，所述第二驱动器进一步被配置用来执行矩阵或多个矩阵水平移动第三选择距离Δ_x，使得所述视场中单个可调节观察区具有选定观察方向。

9.如权利要求8所述的可切换光学成像系统，其中，所述第二矩阵的微透镜与所述第一矩阵的微透镜同轴对齐。

10.如权利要求8所述的可切换光学成像系统，其中，所述第一驱动器进一步被配置用来执行矩阵或多个矩阵轴向移动以调节变换后的光束的发散度，使得所述视场中单个可调节观察区具有选定角大小。

11.如权利要求10所述的可切换光学成像系统，其中，所述第一矩阵的微透镜具有第一焦距F₁，以及所述第二矩阵的微透镜具有第二焦距F₂，以及其中，所述第二矩阵与所述第一矩阵间隔开第一选择距离R₁，使得0＜R₁＜F₁或F₁＜R₁≤2F₁。