[发明专利]紧凑型全息近眼AR显示系统及其应用

摘要

本发明公开了一种基于复合功能全息光学元件的紧凑型全息近眼AR显示系统，包括光源模块、复合功能全息光学元件、透镜、滤波器(或偏振片和四分之一波片)、反射式空间光调制器以及计算机；计算机同步控制光源模块和空间光调制器，并向空间光调制器载入离轴计算全息图。未经空间光调制器中计算全息图调制而产生的零级光和衍射图像共轭光被滤波器(或偏振片和四分之一波片)滤除，而经计算全息图调制而产生的衍射图像光照明复合功能全息光学元件，经复合功能全息光学元件反向衍射汇聚进入人眼，而环境光不受干扰的进入人眼，从而实现无零级光和共轭光干扰的全息近眼AR显示。本发明还公开了紧凑型全息近眼AR显示系统在全息近眼AR显示眼镜中的应用。

主权项

1.一种基于复合功能全息光学元件的紧凑型全息近眼AR显示系统，其特征在于，包括光源模块、复合功能全息光学元件、透镜、偏振片、四分之一波片、反射式空间光调制器以及计算机；计算机同步控制所述光源模块和反射式空间光调制器，并向所述反射式空间光调制器载入计算全息图；其光路描述如下：光源模块产生发散球面波A，用于倾斜照明复合功能全息光学元件，经所述复合功能全息光学元件衍射后产生汇聚球面波B；所述偏振片和四分之一波片位于汇聚球面波B的汇聚点所在的平面上，所述汇聚点位于所述透镜的前焦平面上，汇聚球面波B在其汇聚点汇聚后依次通过偏振片和四分之一波片，继续传播进入所述透镜产生平面波；所述平面波照明反射式空间光调制器，产生受所述离轴计算全息图调制的衍射图像光、未被调制的零级光和衍射图像共轭光；所述空间光调制器法线方向与入射其上的平面波传播方向平行，所述零级光和衍射图像共轭光经过所述透镜后，通过四分之一波片后被偏振片滤除；所述衍射图像光经过透镜汇聚后，未经过四份之一波片和偏振片，直接照明复合功能全息光学元件，经复合功能全息光学元件反向衍射汇聚进入人眼，人眼可看到位于远处的全息再现三维虚像；环境光不受影响地透过所述复合功能全息光学元件进入人眼成像。