一种大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置和显示方法
技术特征:
1.一种大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,还包括第二中继光学元件组(500)设置于所述平板波导模组(300)和所述曲面全息波导模组(400)之间,确保所述平板波导模组(300)出瞳和曲面全息波导模组(400)入瞳之间的共轭关系,即平板波导模组(300)的出瞳成像到曲面全息波导模组(400)的入瞳处。
3.根据权利要求2所述的大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,所述第二中继光学元件组(500)包括第一中继透镜(510)和第二中继透镜(520),且第一中继透镜(510)和第二中继透镜(520)的光轴重合,第一中继透镜(510)的后焦点与第二中继透镜(520)的前焦点重合,并且第二中继光学系统(500)同第一耦出光学元件(340)、第二耦入光学元件(420)的光轴重合。
4.根据权利要求1所述的大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,其特征在于,还包括中继光学元件(600)贴附于所述曲面全息波导模组(400)的内表面或外表面,确保所述平板波导模组(300)的出瞳与所述曲面全息波导模组(400)的入瞳成共轭关系。
5.根据权利要求1-4任一所述的大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,其特征在于,所述平板波导模组(300)沿径向与曲面全息波导模组(400)前后排列,切向上交错布置;
6.根据权利要求5所述的大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,其特征在于,所述第一耦出光学元件(340)调制光场中的各视场宽光束平行光向中心视场平行光会聚,形成出瞳,共同构成曲面全息波导模组(400)的入瞳。
7.根据权利要求5所述的一种大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置,其特征在于,所述第二耦入光学元件(420)、第二耦出光学元件(430)在保证一定相对位置关系的条件下,被布置在曲面波导的内表面或外表面上;所述的第二耦入光学元件(420)、第二耦出光学元件(430)构造点的建立位置应基于曲面波导(410)的面型进行精确计算,实现沿曲面波导切向传播时无畸变累积的图像传输。
8.根据权利要求5所述的第二耦入光学元件(420)和第二耦出光学元件(430),其特征在于,所述的第二耦入光学元件(420)和第二耦出光学元件(430)可以由以下任一形式组成:一层三色复合衍射光学元件;一层二色复合衍射光学元件与一层单色衍射光学元件高度分布叠加;三层不同单色衍射光学元件高度分布叠加;根据衍射效率和衍射均匀性进行合理选择。
9.一种使用权利要求1-8任一所述大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置的显示方法,其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的显示方法,其特征在于,在所述步骤3和步骤4之间,还包括:根据所述平板波导模组(300)出瞳的位置,选取中继光学元件(600)或第二中继光学元件组(500),将宽光束波前调制以满足曲面全息波导模组的调制条件和入瞳要求。
技术总结
一种大眼瞳箱的曲面全息波导显示装置和显示方法,装置包括:微显示器、第一中继光学元件组、平板波导模组、曲面全息波导模组等。本发明利用平板波导模组将由微显示器、第一中继光学元件组构成的小出瞳投影模组转化为大出瞳的投影模组,且未牺牲视场角,为曲面全息波导模组提供覆盖全视场角图像信息的宽幅光束,进而实现了光学图像在广阔眼瞳箱内同真实世界环境的虚实融合效果。本发明还提出在曲面全息波导显示装置加入第二中继光学元件组或中继光学元件,以此更好地实现平板波导模组和曲面全息波导模组的共轭匹配。本发明简化了大出瞳投影模组的结构,减小了模组体积,为形成曲面波导头戴显示的轻量化小型化提供了关键设计方案和实现方法。
技术研发人员:夏新星,顾安子,孙明,郑华东,周文静,杨帮华,于瀛洁
受保护的技术使用者:上海大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
技术研发人员:夏新星,顾安子,孙明,郑华东,周文静,杨帮华,于瀛洁
技术所有人:上海大学
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