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一种基于小孔成像的离轴反射显示系统及显示设备


技术摘要:
本发明提供了一种基于小孔成像的离轴反射显示系统及显示设备,其包括:图像源,用于产生虚拟图像光线,图像源包括多个用于产生光线的光源,多个光源发出的多束光线合成虚拟图像光线;反射镜,反射镜用于反射虚拟图像光线至预设位置;小孔,小孔位于图像源与反射镜之间  全部
背景技术:
增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息相集成的新技术,是把原本 现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的视觉信息通过计算机等科学技术,模拟仿真 后再叠加,将虚拟的信息应用到真实的世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官 体验,使真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。随着增强 现实显示技术的不断发展,越来越多的能够实现增强现实的设备进入到我们的视野中。 相关技术的离轴全息反射显示系统通常采用MEMS激光作为图像源,通过MEMS振镜 的高频转动来生产图像,图像反射到全息光栅表面,反射全息光栅具有重新将光线定向,定 向后的光线汇聚到人眼,直接投影在视网膜上,因此具有无限焦距的特点。 然而,相关技术的MEMS振镜一般采用体硅微加工刻蚀工艺得到,加工和设计要求 较高,导致MEMS激光扫描图像源成本较高;而且激光作为一种高能光源直接投影在人眼视 网膜上也存在可能的安全隐患,这些都限制了离轴全息反射显示方案的应用。 因此,有必要提供一种新的基于小孔成像的离轴反射显示系统。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种加工成本低,设计视场大且不会出现色彩和像差问题 的基于小孔成像的离轴反射显示系统。 为了达到上述目的,本发明提供了一种基于小孔成像的离轴反射显示系统,其包 括: 图像源,用于产生虚拟图像光线,所述图像源包括多个用于产生光线的光源,多个所述 光源发出的多束光线合成所述虚拟图像光线; 反射镜,所述反射镜用于反射所述虚拟图像光线至预设位置; 小孔,所述小孔位于所述图像源与所述反射镜之间,用于控制由所述图像源发射到所 述反射镜的所述虚拟图像光线,并使得每一所述光源产生的所述光线仅能有一束经所述小 孔后到达所述反射镜; 全息光学元件,用于接收所述反射镜反射的所述虚拟图像光线并对其进行重新定向后 反射至目标位置。 优选的,所述基于小孔成像的离轴反射显示系统还包括用于控制所述小孔在所述 图像源与所述反射镜之间移动的移动控制机构和用于实时检测所述目标位置并发出目标 位置信号的目标追踪摄像装置,所述移动控制机构接收所述目标位置信号,并根据该目标 位置信号控制所述小孔移动,以使得所述全息光学元件始终将所述虚拟图像光线反射至所 述目标位置。 3 CN 111596461 A 说 明 书 2/3 页 优选的,所述图像源为发光二极管显示器、硅基液晶显示器以及有机电激光显示 器中的一种。 优选的,所述全息光学元件为反射型全息光栅。 本发明还提供一种显示设备,其包括上述任意一项所述的基于小孔成像的离轴反 射显示系统。 与相关技术相比,本发明的基于小孔成像的离轴反射显示系统,其包括:图像源, 用于产生虚拟图像光线,所述图像源包括多个用于产生光线的光源,多个所述光源发出的 多束光线合成所述虚拟图像光线;反射镜,所述反射镜用于反射所述虚拟图像光线至预设 位置;小孔,所述小孔位于所述图像源与所述反射镜之间,用于控制由所述图像源发射到所 述反射镜的所述虚拟图像光线,并使得每一所述光源产生的所述光线仅能有一束经所述小 孔后到达所述反射镜;全息光学元件,用于接收所述反射镜反射的所述虚拟图像光线并对 其进行重新定向后反射至目标位置。上述结构的设置,基于小孔成像原理,对图像源的多个 光源发出的各个波长的光线具有相同的聚焦特性,使得目标观察者所看到的图像不存在色 彩和色差问题。另一方面,所述图像源为发光二极管显示器、硅基液晶显示器以及有机电激 光显示器中的一种,其技术成熟,成本低廉,应用广泛,并且不会对人眼造成安全隐患。所述 全息光学元件采用反射型全息光栅,可以设计视场大小。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于 本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它 的附图,其中: 图1为本发明基于小孔成像的离轴反射显示系统的结构示意图; 图2为图1增加移动控制机构的结构示意图; 图3为本发明基于小孔成像的离轴反射显示系统的扩展入瞳示意图。
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