[发明专利]三维动态全彩显示的增强现实全息近眼显示装置

权利要求书

1.一种三维动态全彩显示的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，包括：LED阵列光源、体全息平板波导组、反射式LCOS组和滤波成像透镜系统；

所述LED阵列光源，包括R、G、B三色光源，通过快速分时点亮R、G、B三色光源，实现彩色照明，所述LED阵列光源贴合于所述体全息平板波导组最上层体全息平板波导的上表面；

所述体全息平板波导组，包括三层体全息平板波导，利用体全息光栅的波长选择性，分别对R、G、B三色光单独进行衍射传输并耦出至所述滤波成像透镜系统；

所述反射式LCOS组，包括第一反射式LCOS1、第二反射式LCOS2和第三反射式LCOS3，分别贴合于每层体全息平板波导的上表面，用于分别加载通过对R、G、B各分量下的三维物体不同角度的波前信息进行编码记录后获得的三维计算数字全息图；

所述滤波成像透镜系统，用于对射入的R、G、B光波进行滤波处理，并使携带有三维物体波前信息的光波成像于成像面上。

2.根据权利要求1所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，每层体全息平板波导包括可调衰减片，耦入体全息光栅组，平板波导和耦出体全息光栅组；

所述可调衰减片贴合于所述平板波导的第一端的上表面；

所述耦入体全息光栅组贴合于所述平板波导的第一端的下表面；

所述耦出体全息光栅组贴合于所述平板波导的第二端的下表面。

3.根据权利要求2所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，所述耦入体全息光栅组包括第一耦入体全息光栅和第二耦入体全息光栅，且所述第一耦入体全息光栅和第二耦入体全息光栅复合堆叠贴合于所述平板波导的第一端的下表面。

4.根据权利要求3所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，所述第一耦入体全息光栅和所述第二耦入体全息光栅包括两个完全相同的反射式体全息光栅。

5.根据权利要求2所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，所述耦出体全息光栅组包括第一耦出体全息光栅和第二耦出体全息光栅，且所述第一耦出体全息光栅和第二耦出体全息光栅复合堆叠贴合于所述平板波导的第二端的下表面。

6.根据权利要求5所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，所述第一耦出体全息光栅和所述第二耦出体全息光栅包括两个完全相同的反射式体全息光栅。

7.根据权利要求2所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，所述耦入体全息光栅组和所述耦出体全息光栅组镜像对称。

8.根据权利要求1所述的增强现实全息近眼显示装置，其特征在于，所述滤波成像透镜系统包括第一透镜、光阑和第二透镜；

经由反射式LCOS组加载的三维计算数字全息图调制后的反射光，在衍射距离为D₁的第一平面处成实像，且该实像位于的第一平面与所述第一透镜的距离为D₂；

所述第一透镜，用于将射入的携带有三维场景波前信息的光波成像于第二平面，所述第二平面与所述第一透镜之间的距离为D₃；

所述光阑，设置在所述第二平面处，所述光阑偏移成像中心，用于滤除掉除一级衍射光波之外的零级光斑以及其他衍射级次的光波；

所述第二透镜，用于将过滤后的光波成像于第三平面，所述第二透镜与所述第二平面之间的距离为D₄，所述第二透镜与所述第三平面之间的距离为D₅。