[发明专利]一种裸眼3D增强现实显示系统

说明书

本发明公开了一种裸眼3D增强现实显示系统，光源器件通过光纤合束将合束后的光源照射在空间光调制器上，空间光调制器接收照射光源在调制作用下生产投影图像，投影图像通过投影镜头形成图像，并将图像通过中继透镜组形成中继像投射到全息光学元件上，进行衍射后出射至眼球，其中，光源器件发射的光源包括两个不同波长的光束，两个不同波长的光束通过光纤合束装置进行合束；本发明系统中使用两套波长的光源利用全息光学元件的波长和角度选择性，将视差信息分离到人的双眼中，从而实现裸眼立体显示的功能。

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，具体涉及一种裸眼3D增强现实显示系统。

背景技术

显示技术的最终目的是，生成一个实时显示的三维图像，系统如何产生让人眼感知到三维视觉的图像是现阶段的研究方向。

传统的显示技术大多数产生的是二维图像，三维图像需要额外产生一个深度维度的信息，人眼是通过生理深度线索对深度进行感知的，生理深度线索指的是人的双眼感受到的3D线索，主要有双目视差、会聚、调节以及移动视差。

如何产生正确的生理深度线索是3D显示技术关键的衡量标准，体显示技术中最为重要的是将两个不同的双目视差图像成像到双眼中；

如专利号：CN202011371676.3，公开了近眼显示装置和AR眼镜，使用体全息光栅作为AR显示中的光合束器，体全息光栅直接将满足其衍射条件的微显示器产生的虚拟图像直接成像到人眼的视网膜上，同时对于宽光谱带宽的真实场景直接透过，通过人眼的视觉将真实场景和虚拟图像融合，其立体显示的功能是通过两个微显示器显示不同的视差图像分别输入人的双眼中，从而产生双目视差的信息实现的；

缺点：这种立体显示技术采用传统的头戴式显示器的方式产生双目视差图像。这种方法需要佩戴眼镜才能够观看到立体显示效果，沉浸感较低；并且微显示器有光源部分和电源部分，重量较大，佩戴时间长会产生疲惫；

如专利号：CN201080031451.1，公开了裸眼立体显示器用视差格栅、裸眼立体显示器以及裸眼立体显示器用视差格栅的设计方法，过视差格栅产生像素的空间分布，将一部分像素(例如偶数行)输入左眼；另一部分像素(例如奇数行)输入右眼。通过空间分布产生两组不同的图像，分别对应人的双眼；

缺点：这种立体显示方式将像素分别打入人眼中，产生双目视差的同时，牺牲了空间分辨率，能够看到的像素数和视点个数成反比。从而导致立体显示高空间频率的细节信息显示不出来；

如论文名称：Three-dimensional display technologies of recent interest:principles,status,and issues[Invited]，发表期刊：APPLIED OPTICS/Vol.50,No.34/1December 2011；技术方案：使用分色式眼镜、偏振式眼镜或者快门式眼镜将图像分为两个分别在双眼中成双目视差的图像，从而产生立体显示效果；

缺点：分色式眼镜和偏振式眼镜是建立在牺牲空间分辨率的前提下实现立体显示效果的，并且这两种方式还会使得图像的亮度衰减，快门式眼镜是根据同步信号帧率切换实现立体显示效果的，这种技术不用牺牲空间分辨率，但是需要较快的帧率，往往帧率为240Hz，这对器件的刷新速率以及响应速度的要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裸眼3D增强现实显示系统，解决传统的立体显示技术中需要佩戴眼镜才能观看，头戴式显示器需要使用两套独立的光路分别对双眼进行成像的问题，避免了光学部分的体积的增加。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种裸眼3D增强现实显示系统，包括:

光源器件,所述光源器件用于发射光源；

全息光学元件，所述全息光学元件用于接收光源器件发射的光源，并对所述光源进行衍射后出射至眼球。