[发明专利]基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统

摘要

本发明涉及一种基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，将微显示器(1)放置于波导(3)输入端表面的全息微透镜阵列的焦距处，二维基元图像经过全息微透镜阵列后成像，得到包含深度与视差信息的图像，所得图像被波导(3)输入端表面的全息透镜耦合进入透明的波导(3)中，经过全反射传播后，又被设于波导(3)输出端表面的全息透镜耦合输出，为人眼所观察。本发明通过引入衍射光学元件克服技术背景中所述的体积大、重量大、结构复杂等缺点，实现一体化的单目立体三维显示；同时引入波导(3)这一光学元件，实现离轴、高透过率、大系统光瞳的视透型单目立体三维显示。可广泛应用于集成成像三维显示系统当中。

主权项

一种基于衍射光学元件的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，包括微显示器(1)，输入端衍射光学元件(2)、波导(3)、输出端衍射光学元件(4)；所述微显示器(1)用于加载二维基元图像，所述二维基元图像通过输入端衍射光学元件(2)进入波导(3)中；在波导(3)中经过全反射传播后，进入输出端衍射光学元件(4)耦合输出后进入人眼；其中，所述输入端衍射光学元件(2)包括全息微透镜阵列与全息透镜；所述全息微透镜阵列起到产生视差图像的作用，所述全息透镜产生光焦度并校正除色差外的其他像差，起到耦合图像的作用以及提供目视成像功能；所述输出端衍射光学元件(4)包括全息透镜；所述微显示器(1)放置于波导(3)输入端表面的全息微透镜阵列的焦距处；所述输入端衍射光学元件(2)位于波导(3)的输入端表面；所述输出端衍射光学元件(4)位于波导(3)的输出端表面；所述输入端衍射光学元件(2)中，全息微透镜阵列和全息透镜组合在一起，位于波导(3)的输入端的上表面或下表面；所述输出端衍射光学元件(4)中，全息透镜位于波导(3)的输出端的上表面或下表面；二维基元图像经过微透镜阵列生成包含深度与视差信息的图像后，被全息透镜耦合后进入波导(3)；在波导(3)中经过全反射传播后，进入全息透镜耦合输出后进入人眼；所述输入端衍射光学元件(2)中的全息微透镜阵列为反射型全息微透镜阵列或透射型全息微透镜阵列，全息透镜为反射型全息透镜或透射型全息透镜；所述输出端衍射光学元件为反射型全息透镜或透射型全息透镜。