一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统，包括激光器、第一全息光学元件、第二全息光学元件和空间光调制器，激光器用于发出细光束并倾斜照射到第一全息光学元件上；第一全息光学元件用于将激光器发出的细光束进行扩束处理产生一个横截面光斑为椭圆形的光束并倾斜照射到第二全息光学元件上；第二全息光学元件用于将经第一全息光学元件扩束处理后产生的一个横截面光斑为椭圆形的光束再次进行扩束处理后产生一个横截面光斑为圆形的准直粗光束；空间光调制器用于将经第二全息光学元件扩束处理后产生的一个横截面光斑为圆形的准直粗光束作为光源入射并产生全息3D图像光，该全息3D图像光返回第二全息光学元件，被第二全息光学元件放大并偏转到人眼。

A Near-Eye True Three-Dimensional Display System Based on Holographic Optical Elements

The utility model discloses a near-eye true three-dimensional display system based on holographic optical elements, which comprises a laser, a first holographic optical element, a second holographic optical element and a spatial light modulator. The laser is used to emit a fine beam and tilt it onto the first holographic optical element. The first holographic optical element is used to expand the fine beam emitted by the laser to produce a single beam. The second holographic optical element is used to expand a beam with an elliptical cross-section after the first holographic optical element is expanded to produce a collimated coarse beam with a circular cross-section spot after the second holographic optical element is expanded again; the spatial light modulator is used for the second holographic optical element. After beam expanding, a circular collimated coarse beam with a cross-section spot is incident as a light source and generates holographic 3D image light. The holographic 3D image light returns to the second holographic optical element and is amplified by the second holographic optical element and deflected to the human eye.

【技术实现步骤摘要】
一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统
本技术涉及信息显示
，特别涉及一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统。
技术介绍
目前，市场上主要的AR(AugmentedReality，增强现实)产品都不具备真3D显示功能，所使用的都只是2D显示技术或者双目视差式3D技术。例如，GoogleGlass和Lumus的显示效果虽好，但不具备3D功能。EpsonMoverio和Pinlight则是使用了双目视差式3D技术，它是利用一些具有双目视差的二维图像，在特定的位置观看到三维图像，此种三维显示由于不能解决眼球聚焦深度和眼球辐辏之间的矛盾，容易使观看者感到视觉眩晕。如需解决这一问题，必须在增强现实中采用真3D显示技术，例如全息显示、体显示、光场显示等等。一些研究者将集成成像技术应用在了增强现实(″H.Huaetal.，Opt.Exp.，22(11)，pp.13484-13491，2014″，″J.Hongetal.，App.Opt.51(18)，pp.4201-4209，2012″，″K.Hongetal.，Opt.Let.39(1)，pp.127-130，2014″)，在实验室中搭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统，其特征在于，包括激光器、第一全息光学元件、第二全息光学元件和空间光调制器，其中：所述激光器，用于发出细光束并倾斜照射到所述第一全息光学元件上；所述第一全息光学元件，用于将所述激光器发出的细光束进行扩束处理产生一个横截面光斑为椭圆形的光束并倾斜照射到所述第二全息光学元件上；所述第二全息光学元件，用于将经所述第一全息光学元件扩束处理后产生的一个横截面光斑为椭圆形的光束再次进行扩束处理后产生一个横截面光斑为圆形的准直粗光束；所述空间光调制器，用于将经所述第二全息光学元件扩束处理后产生的一个横截面光斑为圆形的准直粗光束作为光源入射并产生全息3D图像光，该全...

【技术特征摘要】
1.一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统，其特征在于，包括激光器、第一全息光学元件、第二全息光学元件和空间光调制器，其中：所述激光器，用于发出细光束并倾斜照射到所述第一全息光学元件上；所述第一全息光学元件，用于将所述激光器发出的细光束进行扩束处理产生一个横截面光斑为椭圆形的光束并倾斜照射到所述第二全息光学元件上；所述第二全息光学元件，用于将经所述第一全息光学元件扩束处理后产生的一个横截面光斑为椭圆形的光束再次进行扩束处理后产生一个横截面光斑为圆形的准直粗光束；所述空间光调制器，用于将经所述第二全息光学元件扩束处理后产生的一个横截面光斑为圆形的准直粗光束作为光源入射并产生全息3D图像光，该全息3D图像光返回所述第二全息光学元件，并被所述第二全息光学元件放大并偏转到人眼。2.根据权利要求1所述的一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统，其特征在于，所述激光器发出的细光束倾斜照射到所述第一全息光学元件上的入射角的角度大于80°且小于90°，以符号表示该夹角，细光束经过第一全息光学元件后光斑会从圆形被拉伸为椭圆形，椭圆形光斑长轴长度a与细光束圆形光斑直径D1，和夹角之间存在的函数关系。3.根据权利要求1所述的一种基于全息光学元件的近眼真三维显示系统，其特征在于，所述激光器发出的细光束与所述第一全息光学元件表面法线的夹角大于用于准直的粗光束与所述第一全息光学元件表面法线的夹角，所述细光束在所述第一全息光学元件上的照射区域被所述粗光束在所述第一全息光学元件上的照射区域所覆盖。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏程，李燕，刘澍鑫，陈全明，王云凤，李斯达，刘跃达，苏翼凯，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海,31