[发明专利]变焦显示系统及变焦显示方法

说明书

本申请提供了一种变焦显示系统及变焦显示方法。该变焦显示系统包括：图像生成模块，用于生成携带信息的图像光线；可调转向镜，用于偏转图像光线以形成偏转光线；以及复用体全息膜，用于接收偏转光线并基于偏转光线在复用体全息膜上的入射角度形成对应特定焦距的衍射光线。

技术领域

本申请涉及光学系统领域，更具体的，涉及一种变焦显示系统及变焦显示方法。

背景技术

有许多场景下，人们需要在透过透光屏看到物体的同时，还需要接受光线成像传递的信息。

在会展的应用场景中，大型投射屏幕显示多种不同的展品的图像。参展者希望看到这些与展品相关的图像，并且希望这些图像能够有距离感、有层次感地展现出来。

在AR游戏设备的应用场景中。当用户使用AR游戏设备进行游戏时，随着游戏情节的推进，用户视线会落在不同距离的物体上。用户期望在观察某个距离的物体时，AR游戏设备提供对应位置处的游戏AR画面。

另外，车辆行驶安全一致是人们关注的重点。驾驶员在驾驶车辆时，视线主要是朝向车外，以观察车辆外部的行驶环境，然而驾驶员依然需要注意一些车内显示的信息，例如仪表盘显示的行驶速度、油箱油量等。驾驶员的视线在远近之间运动时，会有行驶安全隐患。

抬头显示系统(Head Up Display，HUD)包括有一个透明的屏幕，使得驾驶员透过屏幕观察到车辆外部的环境时，还可以观察到屏幕显示的投影图像。但是车辆外部的环境比较宽广，驾驶员的经常观察不同距离的位置，当驾驶员的眼睛的观察位置与屏幕显示的投影图像的位置不同时，驾驶员不易在观察环境的同时观察到清晰的投影图像。

发明内容

本申请的实施例提供了一种变焦显示系统，该变焦显示系统包括：图像生成模块，用于生成携带信息的图像光线；可调转向镜，用于偏转图像光线以形成偏转光线；以及复用体全息膜，用于接收偏转光线并基于偏转光线在复用体全息膜上的入射角度形成对应特定焦距的衍射光线。

在一个实施方式中，可调转向镜具有至少两种预设状态，通过切换可调转向镜的预设状态以切换偏转光线的传播方向。

在一个实施方式中，变焦显示系统还包括：控制模块，用于控制可调转向镜切换预设状态。

在一个实施方式中，变焦显示系统还包括：视点追踪模块，与控制模块通信连接，用于获得视点信号并向控制模块发出控制信号；控制模块基于控制信号控制可调转向镜切换预设状态。

在一个实施方式中，复用体全息膜接收至少两个传播方向的偏转光线，复用体全息膜对应每个传播方向的偏转光线都具有一个焦距；复用体全息膜具有的各个焦距中，至少两个焦距互相不同。

在一个实施方式中，复用体全息膜为反射式或透射式。

在一个实施方式中，复用体全息膜为振幅型或位相型。

在一个实施方式中，复用体全息膜包括红光层、蓝光层及绿光层中的至少一层。

在一个实施方式中，图像生成模块包括光源和显示器件。

在一个实施方式中，光源包括激光光源或发光二极管光源。

在一个实施方式中，显示器件包括液晶显示器、硅基液晶显示器或数字光处理器。

在一个实施方式中，可调转向镜包括可调平面反射镜、可调自由曲面镜或微机电系统扫描镜。

在一个实施方式中，图像生成模块生成的像位于图像生成模块与复用体全息膜之间。

第二方面，本申请的实施例提供了一种变焦显示方法，其特征在于，包括：生成携带信息的图像光线；通过可调转向镜偏转图像光线以形成偏转光线；以及通过复用体全息膜接收偏转光线并形成衍射光线。