[发明专利]全息近眼显示系统

说明书

本发明的全息近眼显示系统，包括：眼镜式壳体，供佩戴于人体头部，其包括镜片；设于所述外壳的光学成像系统，包括：激光发射器、相位空间光调制器、及设于镜片内侧的体全息表面；所述体全息表面是由设置于所述镜片内侧的体全息光栅所形成的；其中，相位空间光调制器、及体全息表面依次设置，形成供所述激光发射器发射的参考光传送的光路；其中，所述相位空间光调制器调制所接收的光波并出射，所述体全息表面将接收到的经调制的光波衍射向人眼，以形成待显示内容的像；本发明实现利用体全息面的近眼显示系统，结构紧凑，体积小，视场大。

技术领域

本发明涉及光学系统和器件设计技术领域，特别是涉及全息近眼显示系统。

背景技术

目前近眼显示设备，例如3D眼镜等，基本都是利用双眼观察视差图，产生立体感觉；这种属于伪3D技术；虽然，目前已有一些近眼显示设备出现，例如VR眼镜，但大部分均体积较大，用户体验不佳。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供全息近眼显示系统，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全息近眼显示系统，包括：眼镜式壳体，供佩戴于人体头部，其包括镜片；设于所述外壳的光学成像系统，包括：激光发射器、相位空间光调制器、及设于镜片内侧的体全息表面；所述体全息表面是由设置于所述镜片内侧的体全息光栅所形成的；其中，相位空间光调制器、及体全息表面依次设置，形成供所述激光发射器发射的参考光传送的光路；其中，所述相位空间光调制器调制所接收的光波并出射，所述体全息表面将接收到的经调制的光波衍射向人眼，以形成待显示内容的像。

于本发明的一实施例中，所述全息近眼显示系统，包括：图像处理器，用于实现以下功能：根据待显示内容构建虚拟模型；根据所述虚拟模型，计算所述相位空间光调制器位置的复振幅；根据所述计算得到的复振幅生成第一相位图；根据系统像差来综合校正所述第一相位图并计算叠加参考光干涉而得到第二相位图；控制模块，电性连接所述图像处理器及相位空间调制器，用于获取所述第二相位图并传输至所述相位空间光调制器，以供所述相位空间光调制器据以对参考光波进行相位调制。

于本发明的一实施例中，所述第一相位图生成所采用的相位图编码方式包括：双位相编码方式或误差扩散编码方式。

于本发明的一实施例中，相位空间光调制器为纯相位型。所述编码方式使用双位相编码方式，其包括：假设相位空间光调制器上某点复振幅为：c＝ae^ip，编码后的复振幅为：c₂；其中，a表示为该点的振幅；p表示该点的相位；

p_a＝p-cos^-1a；

p_b＝p+cos^-1a；

c_a＝0.5e^ipa；

c_b＝0.5e^ipb；

c₂＝c_a×Mask₁+c_b×Mask₂。

其中，Mask₁，Mask₂为覆盖相位空间光调制器的互补的两个掩膜的表示变量，所述两个掩膜的图案为互补的周期性分布的棋盘格式。

于本发明的一实施例中，所述根据系统像差来综合校正所述第一相位图而得到第二相位图，包括：对所述光路中元件产生的像差通过泽尼克多项式中至少第3项至第7项进行校正及补偿，所述光路中元件产生的像差包括镜片上衍射元件及人眼的像差等。