[发明专利]一种基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统及眼瞳箱扩展方法

权利要求书

1.一种基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，包括点光源扩束准直系统(100)、起偏器(110)、光线偏折系统(120)、分束器(130)、空间光调制器(140)、空间光调制器驱动器(170)、目镜(150)、眼动追踪系统(160)、控制器(180)，其特征在于：

点光源扩束准直系统(100)，用于产生宽光束的平行光；

起偏器(110)，用于将产生的平行光变为线偏平行光；

光线偏折系统(120)，由偏折器件(121)和偏折器件驱动(122)组成，偏折器件(121)将平行光进行偏折，与偏折器件驱动(122)相连接并由偏折器件驱动加载的电压控制偏折角度，该光线偏折系统与控制器相连；

分束器(130)，将光线偏折系统(120)折射的线偏平行光照射到所述的空间光调制器(140)上；

空间光调制器(140)，加载对应瞳孔位置的计算全息图，对光线偏折系统(120)折射的平行光进行衍射调制，为人眼提供三维图像，空间光调制器(140)通过空间光调制器驱动器(170)与控制器(180)相连接；

空间光调制器驱动器(170)，与控制器(180)、空间光调制器(140)分别连接，控制加载在空间光调制器上的计算全息图；

目镜(150)，将带有图像信息的衍射光线会聚到人眼；

眼动追踪系统(160)，与控制器(180)相连接，用于获取人眼瞳孔位置信息并传入控制器；

控制器(180)，用于处理人眼瞳孔位置信息，计算焦点位置坐标，计算振幅、相位，包裹编码后生成计算全息图，并同步控制偏折器件的电压时序以及全息图的加载刷新。

2.根据权利要求1所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述点光源扩束准直系统(100)由点光源(101)、透镜(102)构成，提供用于照明的平行光；所述的点光源(101)可为单色LED光源加窄带滤光片，或光纤耦合激光器的输出端。

3.根据权利要求1所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述起偏器(110)是散射型偏振片，或玻璃堆偏振片或偏振棱镜。

4.根据权利要求1所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述光线偏折系统(120)由偏折器件(121)、偏折器件驱动(122)组成；其中，偏折器件(121)为多个液晶微棱镜阵列(123)构成。

5.根据权利要求4所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述光线偏折系统(120)中的液晶微棱镜阵列(123)包含电控偏振调制器(511)、玻璃基底(512)、双折射液晶(513)和锯齿形微棱镜阵列(514)，电控偏振调制器(511)位于玻璃基底(512)之前，两者表面相互平行；锯齿形微棱镜阵列(514)的平面基底与玻璃基底(512)的通光表面相平行，锯齿形微棱镜阵列(514)的锯齿面面向玻璃基底(512)，两者中间注入液晶形成锯齿型的双折射液晶(513)。

6.根据权利要求1所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述光线偏折系统(120)设于点光源扩束准直系统(100)与空间光调制器(140)之间；

所述光线偏折系统(120)中的液晶微棱镜阵列(123)的材料为TN型液晶、Pi型液晶、IPS型液晶、VA型液晶或ECB型液晶。

7.根据权利要求1所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述空间光调制器(140)是反射式空间光调制器或透射式的空间光调制器。

8.根据权利要求1所述基于电控偏振调制器的全息近眼显示系统，其特征在于：所述空间光调制器(140)是相位型空间光调制器、振幅型空间光调制器或振幅相位混合型空间光调制器。