[发明专利]全息三维虚拟现实眼镜光学结构

摘要

本发明公开了一种全息三维虚拟现实眼镜光学结构，使全息图承载在空间光调制器上，读出光源经光束调整后成为平行光束再现出三维图像，读出的三维图像经过光学4f系统和有小孔的光阑，滤掉高阶像，只保留一个低阶最佳图像，经过有一个作为目镜的透镜后，进入人的一只眼睛。本发明采用两套光路，分别对应人的左眼和右眼，生成的2幅三维图像要按照人的观察习惯分别进入人的左眼和右眼，光路系统为了适合人佩戴在头部，将光束进行了必要的反射，集成为小体积易携带系统，形成全息真三维虚拟现实眼镜系统。本发明三维效果更真实，解决了交互距离与成像距离不协调问题，而且因为全息图视场角的存在，能允许不同个体瞳距的差异，避免产生晕眩感。

主权项

1.一种全息三维虚拟现实眼镜光学结构，其特征在于，主要包括安装在眼镜框架(11)中的读出光源(2)和两套光路系统，电源为读出光源(2)和两套光路系统供电，其中第一套光路系统和第二套光路系统分别由一套使用傅立叶变换的4f系统滤波结构组成，所述使用傅立叶变换的4f系统滤波结构主要由光调制器(1)和光学4f系统傅立叶透镜组组成，根据计算两套光路系统生成的全息图像的成像距离不同，在对应的光学4f系统傅立叶透镜组的前方的不同距离呈现三维立体的全息图像，从两套光路系统的各自不同的光学4f系统傅立叶透镜组(S)发出的全息图像出射光线分别通过这两套光路系统各自对应的目镜(7)，向人的双眼发射对应的图像光束，两套光路系统分别对应人的左右眼独立形成相应的光学系统，在使用全息三维虚拟现实眼镜光学结构时，基于实物三维采集方法或计算机生成方法生成的三维模型通过全息成像方法计算出全息图像，再将全息图像分别承载在两套光路系统的光调制器(1)上，来自所述读出光源(2)的光线以平行光束式的入射光线分别入射到两套光路系统的光调制器(1)上，通过光学衍射方法，分别将光调制器(1)上的全息图像读出为对应的三维图像，读出的三维图像再分别经过光学4f系统傅立叶透镜组对在光学4f系统傅立叶透镜组中传播的三维图像光波进行消除图像背景杂光的处理，滤掉高阶图像，并保留低阶图像，然后经过对应的所述目镜(7)后，使全息图像呈现在用于人的左右眼观察的不同的对应视窗(12)的范围内，通过视窗(12)分别进入人的左右眼睛(8)，使人的双眼分别得到对应的图像；/n在所述使用傅立叶变换的4f系统滤波结构中，所述光学4f系统傅立叶透镜组由一个带有小孔的光阑(9)和一对凸透镜(4)组成，将所述光阑(9)设置在第一个的凸透镜(4)的焦点处，并将第二个的凸透镜(4)设置于第一个的凸透镜(4)的2倍焦距处，构成4f光学系统，从光调制器(1)发射的衍射图像光线入射到第一个的凸透镜(4)，再通过光阑(9)入射到第二个的凸透镜(4)，然后通过目镜(7)进入观察者的眼睛(8)，两套光路系统分别对应人的左眼和右眼生成的两幅三维图像，使观察者看清全息图像；所述读出光源(2)采用激光、LED或OLED作为光源，当所述读出光源(2)采用激光作为光源时，来自所述读出光源(2)的光线通过光束调整装置以平行光束式的入射光线分别入射到两套光路系统的光调制器(1)上。/n