衍射显示系统技术方案

本申请公开了一种防反射的衍射显示系统，该系统包括：基板；衍射投影屏和光学引擎，光学引擎向衍射投影屏投射载有目标图像的信息的光，从而通过衍射投影屏的衍射而显示目标图像，其中，所述光学引擎发出的光不照射到所述基板上的一反射窗口内，所述反射窗口为所述基板上的一个区域，当所述光学引擎发出的光照射到该区域并被反射时，反射的光将进入所述衍射显示系统的设计视窗。此外，本申请还公开了一种基于定向投射的具有多屏的衍射显示系统和一种基于定向投射的具有整体屏的衍射显示系统。

Diffraction Display System

【技术实现步骤摘要】
衍射显示系统
本专利技术总体上涉及用于衍射显示系统，具体地涉及防反射的衍射显示系统、基于定向投射的多屏衍射显示系统以及基于定向投射的整体屏衍射显示系统。
技术介绍
在一个基于衍射成像的显示系统中，如基于衍射成像的增强现实(AugmentedReality,AR)以及混合现实(MixedReality,MR)显示器，以及基于衍射成像的车载抬头显示器(HeadupDisplay)，光线不仅会被衍射器件衍射，而且会发生反射。反射光如果进入了显示系统中所设计的衍射成像的视窗，则对衍射成像形成干扰。当衍射显示系统中有一定厚度的透明基板时，反射光会形成多个虚像，与衍射成像部分或者全部叠加，使得反射光对衍射成像的干扰更加严重。因此在一个基于衍射成像的显示系统中，去除反射光对衍射成像质量的影响是一项重要的光学设计任务。例如，已有的一种方法是提高衍射显示系统的衍射效率，譬如通过增透膜，使得衍射成像明亮，同时采用降低反射效率。这种方法可以极大的降低反射能量，增加衍射成像的对比度。这种方法用在如增强现实或者混合现实的显示装置中是可行的，但是如果用于如车载抬头显示器这样的应用中时，会面临增透膜面积大、制作成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防反射的衍射显示系统，包括：基板；衍射投影屏，其包括设置在所述基板的至少一部分上的衍射光学器件；和光学引擎，包括相干光源和图像调制器，用于向衍射投影屏投射载有目标图像的信息的光，从而通过衍射投影屏的衍射而显示目标图像，其中，所述衍射显示系统具有一设计视窗，在该设计视窗范围内使用者可以观察到通过所述衍射投影屏显示的目标图像的虚像，并且所述光学引擎发出的光不照射到所述基板上的一反射窗口内，所述反射窗口为所述基板上的一个区域，当所述光学引擎发出的光照射到该区域并被反射时，反射的光将进入所述衍射显示系统的设计视窗。

【技术特征摘要】
1.一种防反射的衍射显示系统，包括：基板；衍射投影屏，其包括设置在所述基板的至少一部分上的衍射光学器件；和光学引擎，包括相干光源和图像调制器，用于向衍射投影屏投射载有目标图像的信息的光，从而通过衍射投影屏的衍射而显示目标图像，其中，所述衍射显示系统具有一设计视窗，在该设计视窗范围内使用者可以观察到通过所述衍射投影屏显示的目标图像的虚像，并且所述光学引擎发出的光不照射到所述基板上的一反射窗口内，所述反射窗口为所述基板上的一个区域，当所述光学引擎发出的光照射到该区域并被反射时，反射的光将进入所述衍射显示系统的设计视窗。2.如权利要求1所述的衍射显示系统，其中，所述光学引擎的最后一个器件表面构成光学引擎的光出射面，并且所述反射窗口由所述光学引擎的光出射面相对于所述基板的期待的反射成像位置的任一点与所述设计视窗中的任一点的连线与所述基板的交点的集合形成。3.如权利要求1所述的衍射显示系统，其中，所述光学引擎布置在使得所述反射窗口完全离开所述衍射投影屏的位置。4.如权利要求1-3中任一项所述的衍射显示系统，其中，所述衍射显示系统为安装在机动交通工具上的HUD系统，并且所述基板为挡风玻璃。5.如权利要求1所述的衍射显示系统，其中，所述光学引擎还包括定向投射器件，其布置在光学引擎的光路中，用于改变从光学引擎上各点发出的光束的发散度使之具有预定的发散角，以及/或者改变该光束的中心光线的方向，从而使得所述光束具有特定的空间角分布。6.如权利要求5所述的衍射显示系统，其中，所述定向投射器件构造成使得从光学引擎发出的光仅照射到所述衍射投影屏的范围内。7.如权利要求5所述的衍射显示系统，其中，所述定向投射器件为具有大致平面形状基体的透射型器件，并且构造为使得从其出射的、对应于各像素的光束的中心光线偏离垂直于所述基体的方向。8.如权利要求5所述的衍射显示系统，其中，所述图像调制器对所述相干光源发出的光进行调制以获得对应于所述目标图像的光空间分布；所述光学引擎还包括光扩散器件，其接收来自所述相干光源的光并形成面光源，使得从所述光学引擎发出的对应于每一个像素的光束是发散的；并且所述定向投射器件沿所述光学引擎的光路设置在所述光扩散器件的下游、所述图像调制器的上游，其限制从所述光学引擎发出的、对应于各像素的光束的发散角。9.如权利要求5或8所述的衍射显示系统，其中，所述定向投射器件包括透镜、光阑、凹面镜中的至少一种。10.如权利要求5所述的衍射显示系统，其中，所述图像调制器对所述相干光源发出的光进行调制以获得对应于所述目标图像的光空间分布；所述光学引擎还包括光扩散器件，用于对光进行扩散，使得从所述光学引擎发出的、对应于每一个像素的光束是发散的；并且所述定向投射器件沿所述光学引擎的光路设置在所述光扩散器件与图像调制器的下游，其限制从所述光学引擎发出的、对应于各像素的光束的发散角。11.如权利要求10所述的衍射显示系统，其中，所述光扩散器件沿所述光学引擎的光路设置在所述图像调制器的下游。12.如权利要求8或11所述的衍射显示系统，其中，所述光扩散器件与定向投射器件集成在一起。13.如权利要求10所述的衍射显示系统，其中，所述光扩散器件沿所述光学引擎的光路设置在所述图像调制器的上游。14.如权利要求5、8、10、11、13中任一项所述的衍射显示系统，其中，所述定向投射器件包括光阑阵列、微棱镜阵列、微透镜阵列、光栅、CGH、HOE、DOE中的至少一种。15.如权利要求5所述的衍射显示系统，其中，所述图像调制器对所述相干光源发出的光进行调制以获得对应于所述目标图像的光空间分布；并且所述定向投射器件接收对应于每一个像素的近似平行光束并对其进行扩散，使之具有特定的扩散的空间角分布。16.如权利要求15所述的衍射显示系统，其中，所述图像调制器包括扫描振镜。17.如权利要求16所述的衍射显示系...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正宇，
申请(专利权)人：蒋晶，
类型：发明
国别省市：北京,11