[发明专利]一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置

权利要求书

1.一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，包括

光学波前发生器（1），用于产生共轭光波，使得所产生的共轭光波基于光路可逆性传播展宽到达第一微透镜阵列板（2），并被第一微透镜阵列板（2）聚焦散射后重建出三维立体图像；

第一微透镜阵列板（2），接受光学波前发生器（1）产生的共轭光波，每个微透镜聚焦产生一个光锥，增加基于光路可逆性原理重建的三维立体图像的观察角。

2.根据权利要求1所述的一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，所述的光学波前发生器（1）为数字光学位相共轭装置，数字光学位相共轭装置包括：

相干光源装置（8），产生激光光束；

照明光学系统（9），接受相干光源装置（8）发出的激光光束，并对该激光光束进行扩束；

复振幅调节器（10），接受照明光学系统（9）发出的扩束后的激光光束，并对扩束后的激光光束的振幅和位相进行逐像素调节；

第二微透镜阵列板（11），包括若干个微透镜，微透镜个数与复振幅调节器（10）中的像素个数适配，每个微透镜接受经过复振幅调节器（10）对应像素调节后的光波，并将该光波聚焦到绝热锥形光波导束（12）的粗端的对应的单模光波导的芯层，产生共轭光波；以及

绝热锥形光波导束（12），由若干个单模光波导组成，单模光波导个数与第二微透镜阵列板（11）的微透镜的个数适配，在绝热锥形光波导束（12）的细端，各个单模光波导彼此相互耦合，从细端到粗端，单模光波导之间的间距逐步增加，在绝热锥形光波导束（12）的粗端，单模光波导彼此相互隔离；位于绝热锥形光波导束（12）的粗端的各个单模光波导的芯层分别接受来自第二微透镜阵列板（11）中对应的微透镜聚焦产生的共轭光波，该共轭光波从绝热锥形光波导束（12）的细端出射。

3.根据权利要求2所述的一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，所述的复振幅调节器（10）包括依次放置的第一偏振片（16）、第一空间光调制器（17）、第二偏振片（18）、第二空间光调制器（19）和第三偏振片（20），通过调节第一偏振片（16）、第二偏振片（18）和第三偏振片（20）的偏振方向，使得第一空间光调制器（17）工作在相位调节为主模式，第二空间光调制器（19）工作在振幅调解为主模式；或者使得第一空间光调制器（17）工作在振幅调节为主模式，第二空间光调制器（19）工作在相位调解为主模式；

第二微透镜阵列板（11）中的每个微透镜接受经过复振幅调节器（10）中对应的一个像素调节后的光波，并将该光波聚焦到绝热锥形光波导束（12）的粗端的对应的一个单模光波导的芯层，通过矢量相乘产生共轭光波。

4.根据权利要求2所述的一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，所述的复振幅调节器（10）包括第三空间光调制器（22），第三空间光调制器（22）两侧分别放置有第四偏振片（21）和第五偏振片（23），调节第四偏振片（21）和第五偏振片（23）的偏振方向使得第三空间光调制器（22）工作在位相调节为主模式；

第二微透镜阵列板（11）中的每个微透镜接受经过复振幅调节器（10）中对应的两个或两个以上像素调节后的光波，并将该光波聚焦到绝热锥形光波导束（12）的粗端的对应的一个单模光波导的芯层，通过矢量相加产生共轭光波。

5.根据权利要求1所述的一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，所述的光学波前发生器（1）为全息显示装置，全息显示装置包括：

全息干板或聚合物分散液晶，用于记录全息干涉条纹；以及

相干光源（28），产生与在全息干板或聚合物分散液晶上记录全息干涉条纹时的参考光相共轭的光波，并照明全息干板或聚合物分散液晶，实现全息再现显示。

6.根据权利要求1所述的一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，所述的第一微透镜阵列板（2）与光学波前发生器（1）之间还放置有一块大口径光学透镜（3），大口径光学透镜（3）的物方焦距位于光学波前发生器（1）的出瞳，使得光学波前发生器（1）产生的共轭光波转换为平行宽光束垂直照射第一微透镜阵列板（2）。

7.根据权利要求6所述的一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置，其特征在于，所述的大口径光学透镜（3）采用菲涅耳透镜（24）。