[发明专利]基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统及方法

权利要求书

1.一种基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统，其特征在于，包括：控制模块(101)、光源(102)、偏振片(103)、第一分光镜(104)、空间光调制器(105)、第一透镜组(106)、分区快门光阑(107)、第二透镜组(108)以及第二分光镜(109)；

所述控制模块(101)将需要显示的三维图像信息计算成二维全息图，同步输出加载到空间光调制器(105)上进行显示，并同步控制光源(102)发光；

所述光源(102)出射的发散光透过偏振片(103)后，由第一分光镜(104)反射后向上传播，经第一透镜组(106)准直为平行光，入射到空间光调制器(105)上；被空间光调制器(105)调制后，反射衍射出的三维成像光束经过由第一透镜组(106)、分区快门光阑(107)、第二透镜组(108)构成的4F视场角放大系统后；

经第二分光镜(109)反射进入人眼。

2.根据权利要求1所述基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统，其特征在于，所述控制模块(101)包括：主控制单元、控制程序界面单元、外部通信接口、全息图计算单元、存储单元、SLM驱动单元以、快门驱动单元及光源驱动单元；

所述主控制单元与存储单元、控制程序界面单元、全息图计算单元、快门驱动单元、外部通信接口、SLM驱动单元分别相连。

3.根据权利要求1所述基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统，其特征在于，所述光源(102)采用点光源，出射光束为发散球面光，通过偏振片(103)，经第一分光镜(104)反射后，被第一透镜组(106)准直为平行光，入射到空间光调制器(105)上；

所述光源(102)采用以下任意一种光源：

-具有相干性的单色激光光源；

-具有相干性的彩色激光光源；

-具有相干性的单色或者彩色的LED光源。

4.根据权利要求1所述基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统，其特征在于，所述4F视场角放大系统能够用来进行成像视场放大；

所述4F视场角放大系统由第一透镜组(106)、分区快门光阑(107)和第二透镜组(108)组成。

5.根据权利要求1所述基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统，其特征在于，所述第一透镜组(106)的焦距为f₁，第二透镜组(108)的焦距为f₂，有f₁＞f₂，第一透镜组(106)和第二透镜组(108)之间的距离为f₁+f₂，视场角的放大倍数为f₁/f₂，放大后的视场角为θ_t＝(f₁/f₂)·θ；

式中，θ＝2·arcsin(λ/2p)为空间光调制器(105)的显示视场角，λ为光源(102)的光波长，p为空间光调制器的像素大小。

6.根据权利要求1所述基于单个空间光调制器的大视场角全息显示系统，其特征在于，所述4F视场角放大系统中，使空间光调制器(105)和第一透镜组(106)之间的距离S₁＜f₁，出瞳距离S₂能够表示为S₂＝f₂+(f₂/f₁)²·(f₁-S₁)。