[发明专利]增强现实显示光学系统及增强现实显示方法

权利要求书

1.一种增强现实显示光学系统，其特征在于，包括：光源模组、光导模组、空间光调制器和具有平面波转换为球面波的光调制功能的电控光学相位调制模组，所述光导模组包括水平光导和垂直光导，所述空间光调制器为透明的透射式的；

所述光源模组位于所述垂直光导的入射光路上，所述水平光导位于所述垂直光导的出射光路上，所述空间光调制器位于所述水平光导的出射光路上，所述电控光学相位调制模组位于所述空间光调制器的出射光路上；

当所述电控光学相位调制模组和所述空间光调制器处于工作状态时，所述光源模组提供的准直或近准直照明光束分别经过所述垂直光导和水平光导进行垂直方向和水平方向地传输与扩展后，形成准直宽光束或近准直宽光束，所述空间光调制器根据待显示图像信息对所述准直宽光束或近准直宽光束进行光能量的像素级地调制，得到与待显示图像像素点对应的准直细光束或近准直细光束，所述电控光学相位调制模组对所述与待显示图像像素点对应的准直细光束或近准直细光束进行会聚在人眼视网膜上直接成像；

当所述电控光学相位调制模组和所述空间光调制器处于非工作状态时，真实环境光线透过所述水平光导、空间光调制器和电控光学相位调制模组后进入人眼被接收成像于视网膜上。

2.根据权利要求1所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述光源模组包括光发射单元、光准直器、光合束器、耦合光纤和准直镜组。

3.根据权利要求2所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述光源模组还包括消散斑器件。

4.根据权利要求1所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述水平光导包括至少两个的倾斜棱镜，或者包括至少两个倾斜排列的可透可反平面镜。

5.根据权利要求1所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述水平光导由反射元件和衍射元件构成，所述衍射元件位于所述反射元件和空间光调制器之间。

6.根据权利要求5所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述水平光导还包括可透可反层，所述可透可反层位于所述反射元件和衍射元件之间。

7.根据权利要求1所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述水平光导由基底和衍射元件构成，所述基底远离衍射元件的一侧起反射作用。

8.根据权利要求1-7任一项所述的增强现实显示光学系统，其特征在于，所述增强现实显示光学系统还包括缩小光束出射角度的角控微结构元件。

9.一种增强现实显示方法，其特征在于，应用于权利要求1-8所述的任一项增强现实显示光学系统，所述方法包括：

对每帧待显示图像信息进行色差预校正；

将预设的一帧所述待显示图像的显示时间划分为第一时间段和第二时间段；

在第一时间段，发送一帧所述待显示图像信息至所述空间光调制器，控制所述电控光学相位调制模组、所述光源模组和所述空间光调制器处于工作状态；

在第二时间段，控制控制所述电控光学相位调制模组和所述空间光调制器处于非工作状态。

10.一种增强现实显示方法，其特征在于，应用于权利要求1-8所述的任一项增强现实显示光学系统，所述方法包括：

将预设的一帧待显示图像的显示时间划分为第一时间段和第二时间段；

将预设的一帧待显示图像预先处理为与所述光源模组输出的多种波长的光束对应的多帧单色图像；

将所述第一时间段划分为多个子时间段，每个子时间段控制所述光源模组输出一种波长的光束，发送一帧与该种波长的光束对应的单色图像至所述空间光调制器，控制所述电控光学相位调制模组处于一种工作状态，使每个子时间段经过所述电控光学相位调制模组会聚后的会聚光束的会聚点在同一位置；

在第二时间段，控制控制所述电控光学相位调制模组和所述空间光调制器处于非工作状态。