[发明专利]一种具有眼动追踪功能的波导式集成成像三维显示系统

摘要

本发明涉及一种具有眼动追踪功能的波导式集成成像三维显示系统，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。更进一步的，本发明的系统引入红外眼动追踪技术，检测使用者的眼睛动作，再设置相应动作反馈系统，便可以相应实现随着人眼动作切换不同三维显示信息的功能，可以广泛应用于三维显示领域。

主权项

一种具有眼动追踪功能的波导式集成成像三维显示系统，其特征在于，包括波导式集成成像三维显示系统和红外眼动追踪系统；所述波导式集成成像三维显示系统包括微显示器(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，观察者可用单眼观察到三维立体图像；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)的输出端的表面；所述红外眼动追踪系统包括红外发光二极管(6)以及微型红外相机(7)；所述红外发光二极管(6)发出的光照射在人眼表面，散射后被微型红外相机(7)接收；所述微型红外相机(7)接收散射后的光获得使用者的眼动图像；所述红外发光二极管(6)和微型红外相机(7)分别位于所述波导(3)的输出端的两侧；所述具有眼动追踪功能的波导式集成成像三维显示系统还包括动作识别系统，和动作反馈系统；所述微型红外相机(7)捕捉到人眼红外实时图像，并传输给动作识别系统；所述动作识别系统判断是否满足动作判断条件，若是动作则将其传输给所述动作反馈系统，该系统判断出实时指令后进行处理，再反馈给所述微显示器(1)，控制微显示器(1)上所加载的基元图像。