[发明专利]一种全息近眼三维显示系统

说明书

本发明实施例公开了一种全息近眼三维显示系统，包括：光源、半透半反镜、空间光调制器和导光棱镜，导光棱镜包括滤波结构；光源用于出射第一光束，第一光束包括相干光束；半透半反镜和空间光调制器位于第一光束的传播路径上，第一光束依次经半透半反镜反射和空间光调制器调制后形成第二光束，第二光束包括目标三维成像光束；半透半反镜和导光棱镜依次位于第二光束的传播路径上，第二光束经半透半反镜透射、滤波结构滤波和导光棱镜全内反射传导后会聚至人眼位置。导光棱镜将空间光调制器投射出的目标三维成像光束直接投射到人眼，可简化结构，减小系统体积，同时能够消除三维图像色差，提高成像质量，实现适合头戴的全息近眼三维显示系统。

技术领域

本发明实施例涉及全息三维显示技术领域，尤其涉及一种全息近眼三维显示系统。

背景技术

目前，近眼增强现实(Augmented Reality，简称AR)显示技术主要采用有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)和硅基液晶(Liquid Crystal onSilicon，简称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。目前，动态的全息三维显示一般由空间光调制器来实现，但由于在实现过程中需要消除多级衍射像，需要设置多个元件，导致显示系统体积较大，只能在实验台上实现，难以实现轻量化的头戴式全息近眼显示系统；要实现轻量化头戴全息近眼显示系统，一种方法是采用全息光栅作为全息三维图像的入眼光学结构，但由于全息光栅的衍射角随波长改变，会导致三维图像产生色差。

发明内容

本发明实施例提供一种全息近眼三维显示系统，以解决现有的全息三维显示系统存在体积较大且三维图像产生色差的问题。

本发明实施例提供一种全息近眼三维显示系统，包括：光源、半透半反镜、空间光调制器和导光棱镜，所述导光棱镜包括：滤波结构；

所述光源用于出射第一光束，所述第一光束包括相干光束；

所述半透半反镜和所述空间光调制器位于所述第一光束的传播路径上，所述第一光束依次经所述半透半反镜反射和所述空间光调制器调制后形成第二光束，所述第二光束包括目标三维成像光束；

所述半透半反镜和所述导光棱镜位于所述第二光束的传播路径上，所述第二光束经所述半透半反镜透射、所述滤波结构滤波和所述导光棱镜全内反射传导后会聚至人眼位置。

可选地，所述导光棱镜还包括：第一光会聚功能面、第二光会聚功能面和第一半透半反功能面；

所述第二光束依次经所述半透半反镜透射、所述第一光会聚功能面透射、所述滤波结构滤波、所述第一半透半反功能面透射、所述第二光会聚功能面反射后，再次经所述第一半透半反功能面反射至所述人眼位置。

可选地，所述导光棱镜还包括：第一光会聚功能面、第二光会聚功能面、第一半透半反功能面和第二半透半反功能面；所述半透半反镜位于所述导光棱镜内部，所述半透半反镜作为所述第二半透半反功能面；

所述第一光束经所述导光棱镜入射至所述第二半透半反功能面后，依次经所述第二半透半反功能面反射、所述第一光会聚功能面透射和所述空间光调制器调制后形成第二光束；

所述第二光束依次经所述第一光会聚功能面透射、所述第二半透半反功能面透射、所述滤波结构滤波、所述第一半透半反功能面透射、所述第二光会聚功能面反射后，再次经所述第一半透半反功能面反射至所述人眼位置。

可选地，所述第二半透半反功能面为平面或具有屈光度的光学面。

可选地，所述滤波结构包括：滤波结构本体和孔径遮光膜，所述孔径遮光膜贴附于所述滤波结构本体的表面；或者，