[发明专利]近眼显示系统

说明书

本发明提供一种近眼显示系统,包括图像显示装置、光束偏转装置和阵列成像装置。阵列成像装置包括至少两个衍射平面。光束偏转装置使调制后的子图像光线入射到与该子图像光线对应的衍射平面的入射角在该对应的衍射平面的衍射角带宽内，及使调制后的子图像光线入射到与该子图像光线不对应的衍射平面的入射角在该不对应的衍射平面的衍射角带宽外。衍射平面对入射角在衍射角带宽内的子图像光线进行反射会聚在人眼形成待显示子图像。图像显示装置输出完待显示图像的所有子图像光线后，在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。该近眼显示系统具有大视场、高分辨率的特点，且相对于具有传统目视光学系统的近眼显示系统体积较小。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体而言，涉及一种近眼显示系统。

背景技术

增强现实(AR，Augmented Reality)是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术，广泛应用于科研、军事、工业、游戏、视频、教育等各领域。目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统，普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统目视光学系统实现对增强显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。并且，传统目视光学系统的显示视场与目视光学系统的体积密切相关。增大显示视场，目视光学系统的体积会随之剧增。因此，目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统具有分辨率低，以及视场小或体积大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大视场高分辨率的紧凑型的近眼显示系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明较佳实施例提供一种近眼显示系统，包括图像显示装置、光束偏转装置和阵列成像装置，所述阵列成像装置包括至少两个衍射平面；

所述图像显示装置用于依次输出待显示图像的至少两束子图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束子图像光线对应，每束子图像光线与每个衍射平面对应；

所述光束偏转装置用于根据需要对入射的子图像光线进行相位调制，使调制后的子图像光线入射到与该子图像光线对应的衍射平面的入射角在该对应的衍射平面的衍射角带宽内，且使调制后的子图像光线入射到与该子图像光线不对应的衍射平面的入射角在该不对应的衍射平面的衍射角带宽外；

所述衍射平面用于对入射角在衍射角带宽内的子图像光线进行反射会聚在人眼形成待显示子图像，还用于对入射角在衍射角带宽外的子图像光线进行透过；

在所述图像显示装置输出完待显示图像的所有子图像光线后，在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像；

真实世界环境光线穿过所述光束偏转装置和阵列成像装置进入人眼形成环境图像。

可选地，所述图像显示装置包括光源模组和图像显示单元，所述光源模组包括照明光源和光束整形合束器，所述光束整形合束器包括准直扩束整形组件和合束单元；

所述照明光源，用于提供多束照明光线；

所述准直扩束整形组件，用于对每束照明光线进行准直扩束整形；

所述合束单元，用于将所述准直扩束整形组件准直扩束整形处理后的光束合成为单光束；

所述图像显示单元，用于对所述合束单元输出的单光束的能量进行调制以形成待显示信息的图像光线。

可选地，所述图像显示装置包括光源模组、偏振分光组件和图像显示单元，所述光源模组包括照明光源和准直扩束整形组件；

所述照明光源，用于提供照明光线；

所述准直扩束整形组件，用于对所述照明光线进行准直扩束整形；