[发明专利]基于空间光调制器拼接阵列的计算全息3D显示系统和方法

权利要求书

1.一种基于SLMs阵列拼接的全息3D显示系统，其特征在于，包括：SLMs无缝拼接阵列件、全息再现像放大子系统和柱面平行光照明子系统，其中：

SLMs无缝拼接阵列件，用以将满足3D显示要求的宽幅全息图作为写入信号，对入射在所述SLMs拼接阵列上的光进行空间调制，以进行全息3D像的重建；

全息再现像放大子系统，包括成像镜头、场镜和全息定向屏，用于对全息图再现像进行放大，并扩展视场角；

柱面平行光照明子系统，用以提供入射到SLMs拼接阵列上的写入光，其是由球面透镜和柱面透镜构成的光组，使全息再现像最大化、充分利用光能以及提高再现像的亮度；

其中，SLMs无缝拼接阵列件进一步包括：

第一显示芯片组，位于基准位置，光线直接照明该显示芯片组的有效显示面；

反射单元，包括第一反射单元和第二反射单元；

第二显示芯片组和第三显示芯片组，光线经第一反射单元反射至第二显示芯片组的有效显示面，和，光线径第二反射单元反射至第三显示芯片组的有效显示面，第二显示芯片组和第三显示芯片组的有效显示面边缘的镜像与第一显示芯片组的有效显示面的边缘无缝连接，且各个元件的边缘对入射光未有遮挡。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，SLMs阵列拼接件包括3m*3SLMs阵列拼接件，m为自然数，其进一步包括：第一显示芯片组、第二显示芯片组和第三显示芯片组均为3m-1*3SLMs阵列拼接件。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，SLMs阵列拼接件通过拼接架来按装，所述拼接架进一步包括：第一拼接板、第二拼接板、第三拼接板、第四拼接板和反射单元支架，第一拼接板和第二拼接板拼接在第三拼接板上，第一拼接板、第二拼接板和第三拼接板拼接后作为整体拼接到第四拼接板上，反射单元支架拼接在第一拼接板和第二拼接板之间，单个显示芯片分别拼接在第一拼接板、第二拼接板和第三拼接板上，第一反射单元和/或第二反射单元拼接在反射单元支架上。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，全息再现像放大子系统进一步包括放大镜头L、全息功能屏Lhfun：

放大镜头L对全息重构像Ihol进行放大成像于I’hol处；

放大镜头L对SLMs阵列显示平面进行缩小成像于Islms；

全息功能屏Lhfun放置于I’hol附近，Lhfun将Islms放大成像于I’slms处，并同时在水平方向和垂直方向对像I’slms进行扩展，以达到视角的扩展。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，全息功能屏Lhfun是通过全息照相原理制作的相位型全息定向弱散斑屏。

6.如权利要求1所述的全息3D显示系统，其特征在于，柱面平行光照明子系统进一步包括一个扩束镜Lbe、一个球面透镜、两个柱面透镜和两个平面反射镜，

扩束镜Lbe将激光器发出的准直细光束扩束为球面波，球面透镜Ls进一步将球面波准直为平行光；柱面透镜Lc1轴向子午线方向与水平面垂直，用以将准直平行光调整为柱面波，柱面波的会聚焦线与水平方向垂直；柱面波经反射镜M1反射后，进入柱面透镜Lc2，Lc2轴向子午线方向与水平面垂直，其焦平面与光经过柱面透镜Lc1会聚成的焦线重合，用以进一步将柱面波调整为平行光，平行光经M2反射后照明SLMs阵列拼接件有效显示平面。

7.如权利要求6所述的全息3D显示系统，其特征在于，球面透镜Ls的孔径大于SLMs阵列拼接件有效显示面宽度倍，Lc1的轴向子午线方向的宽度大于SLMs阵列拼接件有效显示面的宽度。

8.如权利要求6或7所述的全息3D显示系统，其特征在于，Lc2的轴向子午线方向的宽度大于SLMs阵列拼接件有效显示面的宽度；Lc2的屈光力子午线方向的长度大于SLMs阵列拼接件有效显示面的长度。