[发明专利]一种全息显示用的近眼显示装置、方法

权利要求书

1.一种全息显示用的近眼显示装置，其特征在于，其包括：

显示模块；

耳部佩戴结构；

连接结构，将所述显示模块和所述耳部佩戴结构进行连接；

其中，所述显示模块包括：

激光器；

第一偏振分束器，位于所述激光器的输出端；

空间光调制器，与所述激光器、所述第一偏振分束器共线，所述空间光调制器位于所述第一偏振分束器远离所述激光器的一侧；

透镜，位于所述第一偏振分束器的输出端；

第二偏振分束器，与所述第一偏振分束器、所述透镜共线，所述第二偏振分束器位于所述透镜远离所述第一偏振分束器的一侧；以及

偏振滤波器，位于所述第二偏振分束器的输出端；

其中，所述偏振滤波器位于所述透镜的焦平面上。

2.根据权利要求1所述的一种全息显示用的近眼显示装置，其特征在于，所述第一偏振分束器和所述第二偏振分束器透射第一偏振方向的所述激光束，反射第二偏振方向的所述激光束，第一偏振方向与第二偏振方向正交垂直。

3.根据权利要求1所述的一种全息显示用的近眼显示装置，其特征在于，所述偏振滤波器包括：

透明玻璃基板；以及

微偏振片，设置于所述透明玻璃基板上，所述微偏振片位于所述透镜的焦平面上。

4.根据权利要求3所述的一种全息显示用的近眼显示装置，其特征在于，所述微偏振片呈圆形形状。

5.根据权利要求4所述的一种全息显示用的近眼显示装置，其特征在于，所述微偏振片的直径为1～3mm。

6.一种全息显示用的近眼显示方法，其特征在于，其包括：

通过激光器，产生激光束；

通过第一偏振分束器，透射所述激光束；

通过空间光调制器，将经过所述第一偏振分束器透射的所述激光束进行全息图调制，然后反射至所述第一偏振分束器上；

通过透镜，将经过所述空间光调制器全息图调制，然后经过所述第一偏振分束器反射的所述激光束进行汇聚；

通过第二偏振分束器，以反射经过所述透镜汇聚的激光束；

通过偏振滤波器，对经过所述第二偏振分束器反射的激光束进行滤波，所述偏振滤波器消除零级光以得到全息显示图，其中所述偏振滤波器位于所述透镜的焦平面上。

7.根据权利要求6所述的一种全息显示用的近眼显示方法，其特征在于，所述全息显示图的计算表达式为：

其中，H(x，y)为全息图分布，x为全息图分布水平坐标，y为全息图分布垂直坐标，N为水平方向信号光视点数，K为垂直方向信号光视点数，Re{}代表取实部函数，I(x，y)为目标图像，exp是以自然常数e为底的指数函数，j为虚数单位，k为光波波矢，(sinα_n，sinβ_k)为第(n，k)列平面波的方向余弦，α_n＝tan^-1(nΔx/f),β_k＝tan^-1(kΔy/f)，θ为参考光波的倾斜角，C为常数。

8.根据权利要求7所述的一种全息显示用的近眼显示方法，其特征在于，视点间距为Δx＝Δα·f，Δy＝Δβ·f，其中Δα和Δβ分别为相邻平面波的水平和垂直角度间隔，f为透镜焦距。

9.根据权利要求7所述的一种全息显示用的近眼显示方法，其特征在于，

满足及Δα＝Δβ，最大视窗大小为E＝λf/p，其中p为空间光调制器像素间距，λ为光波长。

10.根据权利要求9所述的一种全息显示用的近眼显示方法，其特征在于，

形成全息图像视场为2tan^-1(Mp/2f)，其中M为空间光调制器一维方向的像素数目；

第(n,k)个信号光视点位置为[f·tanα_n，f·tan(β_k+θ)]，第(n,k)个共轭光视点位置为[-f·tanα_n，-f·tan(β_k+θ)]。