[发明专利]基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统

权利要求书

1.一种基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，包括微显示器(1)，输入端衍射光学元件(2)、波导(3)、输出端衍射光学元件(4)；

所述微显示器(1)用于加载二维基元图像，所述二维基元图像通过输入端衍射光学元件(2)进入波导(3)中；在波导(3)中经过全反射传播后，进入输出端衍射光学元件(4)耦合输出后进入人眼；

其中，所述输入端衍射光学元件(2)包括全息微透镜阵列与全息透镜；所述全息微透镜阵列起到产生视差图像的作用，所述全息透镜产生光焦度并校正除色差外的其他像差，起到耦合图像的作用以及提供目视成像功能；

所述输出端衍射光学元件(4)包括全息透镜；

所述微显示器(1)放置于波导(3)输入端表面的全息微透镜阵列的焦距处；

所述输入端衍射光学元件(2)位于波导(3)的输入端表面；

所述输出端衍射光学元件(4)位于波导(3)的输出端表面。

2.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，所述输入端衍射光学元件(2)中的全息微透镜阵列为反射型全息微透镜阵列或透射型全息微透镜阵列，全息透镜为反射型全息透镜或透射型全息透镜；

所述输出端衍射光学元件为反射型全息透镜或透射型全息透镜。

3.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，所述输入端衍射光学元件(2)中，全息微透镜阵列和全息透镜分别设于波导(3)的输入端的上表面或下表面；

所述输出端衍射光学元件(4)中，全息透镜位于波导(3)的输出端的上表面或下表面；

二维基元图像经过微透镜阵列生成包含深度与视差信息的图像后，被全息透镜耦合后进入波导(3)；在波导(3)中经过全反射传播后，进入全息透镜耦合输出后进入人眼。

4.根据权利要求1所述的基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，所述输入端衍射光学元件(2)中，全息微透镜阵列和全息透镜组合在一起，位于波导(3)的输入端的上表面或下表面；

所述输出端衍射光学元件(4)中，全息透镜位于波导(3)的输出端的上表面或下表面；

二维基元图像经过微透镜阵列生成包含深度与视差信息的图像后，被全息透镜耦合后进入波导(3)；在波导(3)中经过全反射传播后，进入全息透镜耦合输出后进入人眼。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，所述波导(3)为平板波导。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，所述波导(3)厚度为1mm-10mm，材料为透明的光学玻璃或光学塑料。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，所述输入端衍射光学元件(2)、输出端衍射光学元件(4)的厚度为1μm-100μm，材料为卤化银、重铬酸盐明胶、光致聚合物、光致抗蚀剂、光导热塑或光折变晶体，光透过率大于50％。