[发明专利]一种近眼显示系统及头戴显示设备

说明书

本发明公开了一种近眼显示系统，包括光源系统、导光系统和图像显示系统；所述图像显示系统用于显示全息图；所述光源系统用于向导光系统输入照明光束；所述导光系统用于将所述照明光束进行传输扩展后，照射到图像显示系统所显示的全息图上，以透射方式激活全息图，相应的，本发明还公开了一种头戴显示设备，本发明充分融合波导导光技术和计算全息技术，使得该近眼显示系统轻巧，并且可实现大视场显示以及通过计算全息实现景深调节。

技术领域

本发明涉及近眼显示领域，尤其涉及一种近眼显示系统及头戴显示设备。

背景技术

随着科技的进步，增强现实智能眼镜逐渐出现在大众视野，例如谷歌的GoogleGlass和微软的Hololens。Google Glass通过一个投影光学系统将LCOS微显示器上的图像投影，经过一个棱镜和反射镜，通过内置在棱镜中的分光镜将投影的图像反射到用户眼睛。Hololens是将LCOS或者DLP微显示器上的图像通过全息光栅耦合进入波导，并通过波导传输，最后在人眼正前方通过相应的全息光栅耦合输出，投影进入人眼。这两者的近眼显示技术均存在视场较小的问题，前者的视场在14°左右，后者的视场在30°左右，无法满足目前消费类产品的需求。增强现实智能眼镜要想满足消费类产品的需求，大视场成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现大视场、景深可调的近眼显示系统及头戴显示设备。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种近眼显示系统，包括光源系统、导光系统和图像显示系统；所述图像显示系统用于显示全息图；所述光源系统用于向导光系统输入照明光束；所述导光系统用于将所述照明光束进行传输扩展后，照射到图像显示系统所显示的全息图上，以透射方式激活全息图。

优选的，所述光源系统中的光源为RGB三色激光光源或RGB三色LED光源，三色光以高频方式轮流照射图像显示系统上对应颜色的全息图。

优选的，所述导光系统包括水平导光系统。

优选的，所述导光系统还包括垂直导光系统，光源系统输出的照明光束先经过垂直导光系统，再耦入水平导光系统。

优选的，所述导光系统中的垂直波导系统采用阵列光波导或平板光波导，水平波导系统采用阵列平板光波导、全息光波导和平板波导中的一种。

优选的，在所述水平导光系统的入光区域覆有抗反膜。

优选的，所述图像显示系统的显示元件为数字全息显示元件。

优选的，所述图像显示系统的显示元件为透明数字全息显示元件。

优选的，所述光源系统包括：RGB三色激光光源、耦合结构、光纤和光纤准直镜，RGB三色激光先通过耦合结构耦合进入光纤，再经光纤出射端所耦合的光纤准直镜耦合进入导光系统。

优选的，所述光源系统包括：RGB三色激光光源和合光系统，合光系统用于将RGB三色激光光束进行合光。

优选的，所述合光系统为合色X立方体棱镜或二向色镜。

优选的，所述光源系统为多个光源组合成的阵列光源。

相应的，本发明还提出一种头戴显示设备，包括微处理器和近眼显示系统，所述近眼显示系统为上述的近眼显示系统，所述微处理器与近眼显示系统中的光源系统和图像显示系统相连。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明近眼显示系统是基于计算全息显示技术设计，利用衍射的成像原理，可以将近眼显示的视场做得很大(衍射角可以做得很大)，可突破传统的近眼显示光学系统对视场的限制；

2.本发明采用导光系统进行照明光束传输扩展，为本发明近眼显示系统实现大视场提供保障；