[发明专利]全息光场的三维显示装置和增强现实显示设备

权利要求书

1.一种全息光场的三维显示装置，其特征在于，用于增强现实显示设备，所述全息光场三维显示装置包括：图像处理系统，4f滤波系统和显示系统；

所述图像处理系统，用于获取三维图像，并采用全息三维算法对所述三维图像进行处理，得到三维全息图，并显示出所述三维全息图；

通过设置的小透镜阵列来获得三维全息图，具体地，当透镜的设置方向与参考光的照射方向相反时，则三维全息图的计算公式为：

其中，H表示所述三维全息图，im_x,y表示任一小透镜的光场图像，为相位因子，作用等效于小透镜阵列，为参考光相位；

其中，表示相位因子，λ表示参考光的波长，x表示小透镜的x方向的坐标，y表示小透镜的y方向的坐标，f表示所述小透镜的焦距；

其中，表示所述参考光的相位，λ表示参考光的波长，y表示小透镜的y方向的坐标，θ_hy表示参考光与水平方向在hy平面的夹角，其中，hy平面为y轴和水平轴组成的平面；

其中，小透镜阵列中的每个小透镜都对应一个单元的光场图像im_x,y，采用上述公式计算每个单元的三维全息图，再将所有的单元图像合成整个三维全息图；

当透镜的设置方向与参考光的照射方向相同时，则三维全息图的计算公式为：

其中，H表示所述三维全息图，im_x,y表示任一小透镜的光场图像，为相位因子，作用等效于小透镜阵列，为参考光相位；

其中，表示相位因子，λ表示参考光的波长，x表示小透镜的x方向的坐标，y表示小透镜的y方向的坐标，f表示所述小透镜的焦距；

其中，表示所述参考光的相位，λ表示参考光的波长，y表示小透镜的y方向的坐标，θ_hy表示参考光与水平方向在hy平面的夹角；其中，hy平面为y轴和水平轴组成的平面；

其中，小透镜阵列中的每个小透镜都对应一个单元的光场图像im_x,y，采用上述公式计算每个单元的三维全息图，再将所有的单元图像合成整个三维全息图；

所述4f滤波系统，用于对所述图像处理系统显示出的三维全息图进行滤波处理和准直处理后射入所述显示系统；

所述显示系统，用于将射入所述显示系统的光线进行传输，并耦出至人眼。

2.根据权利要求1所述的全息光场的三维显示装置，其特征在于，所述4f滤波系统包括：第一透镜、滤波器和第二透镜，所述第一透镜、所述滤波器和所述第二透镜沿光线进入所述显示系统的方向依次排列设置。

3.根据权利要求2所述的全息光场的三维显示装置，其特征在于，

所述第一透镜，用于将进入的光线汇聚到焦点；

所述滤波器，用于滤除所述光线中除一级光之外的其他级次的光线；

所述第二透镜，用于将滤除后得到的一级光准直成平行光线。

4.根据权利要求1所述的全息光场的三维显示装置，其特征在于，所述图像处理系统包括：照明系统和微显示器，所述照明系统包括光源和偏振分光元件，所述光源发出的光经过所述偏振分光元件反射至所述微显示器，使所述微显示器显示所述三维全息图，并使所述三维全息图经过所述偏振分光元件到达所述4f滤波系统。

5.根据权利要求4所述的全息光场的三维显示装置，其特征在于，所述微显示器包括反射式硅基液晶显示器或反射式数字微镜显示器。