[发明专利]基于空间光调制器的全息AR显示系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于空间光调制器的全息AR显示系统及方法，包括：控制模块(101)、RGB点光源模块(102)、第一分光镜(103)、RGB滤光片(105)、空间光调制器SLM(104)、第一透镜组(106)、光阑(107)、第二透镜组(108)以及第二分光镜(109)；本专利通过全息算法将彩色三维图像的强度信息和深度信息计算到普通的二维RGB全息图中，并加载到液晶空间光调制器上，利用空间光调制器的相位调制能力，能够投射出具备真实景深信息的彩色三维图像，该方法能够有效消除人眼的视觉疲劳。

技术领域

本发明涉及AR显示技术领域，具体地，涉及一种基于空间光调制器的全息AR显示系统及方法。

背景技术

目前，近眼AR显示技术主要采用OLED和LCos等屏幕，所提供的像源为二维图像，三维图像显示效果需通过双目视差技术来实现，不可避免的造成双目辐辏调节与视觉屈光调节不匹配，从而产生视觉疲劳。

全息三维显示技术作为一种真三维显示技术，能够完整地记录和重建三维物体的光场，提供人眼视觉系统所需的全部信息。

专利文献CN201922043259.5公开了一种AR显示装置，包括波导镜片和用于减少反射光经多次折返进入光波导镜片的增透膜，波导镜片包括波导，以及设置在波导同一侧表面的耦入区域和耦出区域，增透膜紧贴在波导上远离耦入区域一侧的表面，且至少遮挡耦入区域，图像光线经增透膜进入波导镜片后全反射输出至人眼。本专利还公开了AR显示系统，包括图像处理装置、投影装置和上述AR显示装置，图像处理装置输出图像光线至投影装置，图像光线经投影装置调节后，入射至AR显示装置，再经AR显示装置全反射输出至人眼。通过增透膜紧贴在波导上远离耦入区域一侧的表面，且至少遮挡耦入区域，减少反射光经多次折返进入波导镜片，从而避免了反射光线带来的视觉问题，极大改善了观看体验。该专利在结构和技术性能上仍然有待提高的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于空间光调制器的全息AR显示系统及方法。

根据本发明提供的一种基于空间光调制器的全息AR显示系统，包括：控制模块101、RGB点光源模块102、第一分光镜103、RGB滤光片105、空间光调制器SLM 104、透镜组106、光阑107、第二透镜组108以及第二分光镜109；所述控制模块101将需要显示的彩色三维图像信息经全息算法计算成二维RGB全息图，输出加载到空间光调制器104上进行显示，并同步控制RGB点光源模块102发光；所述RGB点光源模块102出射的发散光由第一分光镜103反射后向上传播，经透镜组106准直为平行光，并通过RGB滤光片转换为RGB光束后，入射到空间光调制器104上，经空间光调制器104调制后，反射衍射出的三维成像光束经过由透镜组106、光阑107和第二透镜组108构成的视场角放大系统后，经第二分光镜109反射进入人眼，使人眼观察到虚拟的彩色三维图像信息。同时外部环境的光束可透过第二分光镜109进入人眼。

优选地，所述RGB点光源模块102由RGB三个点光源构成。

优选地，所述RGB点光源模块102包括：红光R点光源201、第一偏振片202、绿光G点光源203、第二偏振片204、蓝光B点光源205、第三偏振片206以及三色合光棱镜207；

所述红光R点光源201、绿光G点光源203、蓝光B点光源205共光轴；

所述红光R点光源201、绿光G点光源203、蓝光B点光源205经三色合光棱镜后重合到同一光路上，然后产生的出射光束为发散球面光，经第一分光镜103反射后，被透镜组105准直为平行光，入射到空间光调制器104上。

优选地，所述红光R点光源201、绿光G点光源203、蓝光B点光源205采用具有相干性的激光光源。

优选地，所述红光R点光源201、绿光G点光源203、蓝光B点光源205采用同时点亮发光；