[发明专利]全息光场的三维显示装置和增强现实显示设备

说明书

本公开是关于一种全息光场的三维显示装置和增强现实显示设备，其中，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；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。通过该技术方案，实现真实的三维立体的显示效果，给用户带来真实的舒适的增强现实的体验。

技术领域

本公开涉及增强现实显示技术领域，尤其涉及一种全息光场的三维显示装置和增强现实显示设备。

背景技术

增强现实技术简称AR，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。这种技术不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段，这种技术随着随身电子产品运算能力的提升，增强现实的用途越来越广。

目前的增强现实显示设备，主要的显示方案基本都是二维的显示，或者利用双目视差来实现三维显示。但是，双目视差的方式会引起使用者的聚焦与汇聚竞争冲突问题，并引起视觉疲劳问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种全息光场的三维显示装置和增强现实显示设备，以实现全息光场的真三维显示。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种全息光场的三维显示装置，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；

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。

在一个实施例中，优选地，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。

在一个实施例中，优选地，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。

在一个实施例中，优选地，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。

在一个实施例中，优选地，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。

在一个实施例中，优选地，所述显示系统包括：耦入光栅，波导片和耦出光栅；

所述耦入光栅，用于将所述4f滤波系统的出射光线耦入所述波导片；

所述波导片，用于将耦入的光线传输至所述耦出光栅；

所述耦出光栅，用于将传输至所述耦出光栅的光线耦出至所述人眼。