[发明专利]折叠光路几何全息显示系统

权利要求书

1.折叠光路几何全息显示系统，包括：

至少一个投影器(6)，用于在空间投影画面信息；

透射式几何全息屏(7)，是具有把透射式几何全息屏(7)一侧的像点会聚到其另一侧形成共轭像点的屏幕；

支持结构(8)，分别与投影器(6)和透射式几何全息屏(7)相匹配，为二者提供物理结构支撑；

控制器(9)，与投影器(6)电连接，其特征在于：还包括至少一个、设置于透射式几何全息屏(7)的一侧或者两侧且分别与支持结构(8)连接的光路折叠镜组(10)，所述光路折叠镜组(10)至少包含一面具有反射功能的平面镜，其用于改变投影器(6)投射光线的传播路径；

其中，所述折叠光路几何全息显示系统的视点数为n，所述投影器(6)最外侧镜片的透光部分直径的均值为D分米，所述投影器(6)投影光源功率的均值为P瓦，满足：

2.根据权利要求1所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述投影器(6)的显示光通量的均值为L流明，与所述折叠光路几何全息显示系统的视点数n之间满足：

n^1.27·L≤24000。

3.根据权利要求2所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述折叠光路几何全息显示系统的视点数n与投影器(6)的显示光通量的均值L流明和投影器(6)最外侧镜片的透光部分直径的均值D分米之间满足：

4.根据权利要求1～3任意一项所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述投影器(6)采用能够投影出二维画面的普通投影设备或者是能够投影出三维画面或者分布在空间不同深度的二维画面组的全息投影设备。

5.根据权利要求4所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述投影器(6)的投影焦深在距离投影器(6)镜头的最外侧镜片0.1m以及0.1m以外的空间内可调。

6.根据权利要求1所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述透射式几何全息屏(7)采用柔性全息屏。

7.根据权利要求1所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述支持结构(8)为可以变形或者运动的结构，与控制器(9)电连接，所述控制器(9)能够控制支持结构(8)变形或者运动，从而实现投影器(6)、透射式几何全息屏(7)和光路折叠镜组(10)三者之间相对运动和/或整体运动。

8.根据权利要求7所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：还包括与控制器(9)电连接的交互动作捕捉单元(31)，所述交互动作捕捉单元(31)用于识别用户的交互动作并将用户交互动作信息发送给控制器(9)，所述控制器(9)根据接收到的交互动作捕捉单元(31)获取的用户交互动作信息调整显示画面内容。

9.根据权利要求8所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：还包括与控制器(9)电连接的人眼跟踪单元(32)，所述人眼跟踪单元(32)用于跟踪人眼的位置并将人眼的定位信息发送给控制器(9)，所述控制器(9)根据接收到的人眼跟踪单元(32)获取的人眼定位信息，来控制支持结构(8)做出相应的动作响应，来调整投影器(6)和透射式几何全息屏(7)的相对位置和/或整体空间位置，使用户眼睛始终处于系统的可视空间内。

10.根据权利要求9所述的折叠光路几何全息显示系统，其特征在于：所述可视空间是以每个投影器(6)镜头最外侧镜片中心为原点，以镜片中心外法线为Y轴方向，以过原点垂直于水平面的直线为X轴，以过原点垂直于X轴和Y轴的直线为Z轴的坐标系(X,Y,Z)经过光学转化后光学共轭坐标系(X′,Y′,Z′)下，满足以下关系式的空间：

其中K为一个扩展常数，单位为分米，K范围为0＜K＜0.08；

m为共轭偏差常数，m范围为0≤m≤5。