[发明专利]全息近眼显示系统

权利要求书

1.一种全息近眼显示系统，其特征在于，包括：

眼镜式壳体，供佩戴于人体头部，其包括镜片；

设于所述壳体的光学成像系统，包括：激光发射器、相位空间光调制器、及设于镜片内侧的体全息表面；所述体全息表面是由设置于所述镜片内侧的体全息光栅所形成的；其中，相位空间光调制器、及体全息表面依次设置，形成供所述激光发射器发射的参考光传送的光路；其中，所述相位空间光调制器调制所接收的光波并出射，所述体全息表面将接收到的经调制的光波衍射向人眼，以形成待显示内容的像；

图像处理器，用于实现以下功能：根据待显示内容构建虚拟模型；根据所述虚拟模型，计算所述相位空间光调制器位置的复振幅；根据所述计算得到的复振幅生成第一相位图；根据系统像差来综合校正所述第一相位图并计算叠加参考光干涉而得到第二相位图；

控制模块，电性连接所述图像处理器及相位空间调制器，用于获取所述第二相位图并传输至所述相位空间光调制器，以供所述相位空间光调制器据以对参考光波进行相位调制

所述第一相位图生成所采用的相位图编码方式包括：双位相编码方式；相位空间光调制器为纯相位型；所述双位相编码方式包括：

假设相位空间光调制器上某点复振幅为：c＝ae^ip，编码后的复振幅为：c₂；其中，a表示为该点的振幅；p表示该点的相位；

pa＝p-cos^-1a；

p_b＝p+cos^-1a；

C₂＝C_a×Mask₁+C_b×Mask₂；

其中，Mask₁，Mask₂为覆盖相位空间光调制器的互补的两个掩膜的表示变量，所述两个掩膜的图案为互补的周期性分布的棋盘格式。

2.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，所述根据系统像差来综合校正所述第一相位图而得到第二相位图，包括：对所述光路中元件产生的像差通过泽尼克多项式中至少第3项至第7项进行校正及补偿，所述光路中元件产生的像差包括镜片上衍射元件及人眼的像差。

3.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，包括：位于所述眼镜式壳体以外的外置部件；所述相位空间调制器连接有相位空间调制驱动器，所述控制模块连接所述相位空间调制驱动器；所述控制模块电性连接有供电模块；其中，所述控制模块、图像处理器、相位空间调制驱动器、及供电模块中的一或多者设置于所述外置部件中。

4.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，所述参考光为球面波或平面波。

5.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，所述体全息表面上的衍射符合以下规律：衍射光为沿指定方向指定衍射级次出射。

6.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，所述相位空间光调制器对所述参考光的入射角度为垂直入射、或沿相对法线倾斜0°～60°方向设置。

7.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，所述相位空间光调制器的类型包括：硅基液晶、数字微反射镜阵列或液晶显示器。

8.根据权利要求1所述的全息近眼显示系统，其特征在于，所述激光发射器、相位空间光调制器、及体全息表面中的至少两个之间设有一或多个反射镜，以令所述光路呈弯曲或折叠的形状。