[发明专利]多焦平面显示系统以及设备

说明书

本申请实施例提供一种多焦平面显示系统以及设备，该多焦平面显示系统包括：激光投影光引擎和全息反射光融合器；其中所述激光投影光引擎，用于生成调制至少两个激光光束组，并将所述至少两个激光光束组传输至所述全息反射光融合器；其中，每个所述激光光束组各自对应一幅显示图像；所述全息反射光融合器，用于反射所述至少两个激光光束组，其中，所述至少两个激光光束组的出瞳位置位于同一位置，且所述至少两个激光光束组经人眼成像后获得至少两个焦平面的显示图像。本实施例提供的多焦平面显示系统结构简单，易于实现。

技术领域

本申请实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种多焦平面显示系统以及设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。虚拟现实(Virtual Reality，VR)，是利用计算机系统提供的信息产生一个虚拟世界，例如可以呈现虚拟物体、场景等。

目前，视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict)是AR和VR的最大技术难题，严重影响用户体验。其中，视觉辐辏调节冲突指的人眼聚散(Vergence)和晶状体调节(Accommodation)所反应的被观察目标的距离信息不一致的冲突。人眼聚散是指人用双眼观察目标时，眼球的聚散程度，晶状体调节是指人眼观察目标时，通过晶状体调节进行对焦，确保视网膜接收到清晰的图像。现有的增强现实设备均是通过向左右眼显示同一物体不同角度拍摄的画面，利用双眼看到的图像偏移来呈现立体的感觉，但是这些画面并没有深度信息，因而眼睛的焦点调节与纵深感不匹配，而人眼聚散仍然真实反应了虚拟目标的距离信息，从而产生视觉辐辏调节冲突。为了解决视觉辐辏调节冲突，现有技术提出通过多个焦平面来提供更接近自然光场的深度信息，从而缓解视觉辐辏调节冲突。例如，多焦平面显示系统为每只眼睛设置两套液晶投影仪和两套衍射光波导，针对每套液晶投影仪和衍射光波导，液晶投影仪产生的图像，经过中继光路，耦合到衍射光波导中，经衍射光波导扩瞳处理后，出瞳进入人眼，从而产生一个焦平面，两套液晶投影仪和衍射光波导则可以产生两个焦平面。

然而，现有的多焦平面显示系统存在结构复杂等缺点，不便于增强现实或虚拟现实设备的制造。

发明内容

本申请实施例提供一种多焦平面显示系统以及设备，结构简单，便于增强现实设备和虚拟现实设备的制造。

第一方面，本申请实施例提供一种多焦平面显示系统，包括：激光投影光引擎和全息反射光融合器；

激光投影光引擎，用于生成调制至少两个激光光束组，并将至少两个激光光束组传输至全息反射光融合器；其中，每个激光光束组各自对应一幅显示图像；

全息反射光融合器，设置在激光投影光引擎的出射光路上，用于反射至少两个激光光束组，其中，至少两个激光光束组的出瞳位置位于同一位置，且至少两个激光光束组经人眼成像后获得至少两个焦平面的显示图像，用户能够同时观看到两个处于不同深度的显示图像，避免或者减轻视觉辐辏调节冲突带来的用户使用的眩晕感和不适现象，用户单眼通过一套激光投影光引擎和全息反射光融合器即能实现多焦平面的显示，结构简单，便于增强现实设备或虚拟虚拟显示设备的制造和轻便化。

在一种可能的设计中，所述激光投影光引擎包括：

激光生成器，用于生成至少两个激光光束组；其中，第i个激光光束组中的第j个激光光束与第k个激光光束组中的第j个激光光束存在预设波长差，所述i、j、k为大于等于1的整数；

扫描调制器，设置在所述激光生成器的出射光路上，用于对所述至少两个激光光束组进行调制，使得所述激光光束组中的激光光束以不同的偏转角射向所述全息反射光融合器。