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拟转化成果 | 视网膜投影:全景聚焦的增强现实近眼显示技术
来源:中国光学《液晶与显示》(ESCI、Scopus收录,中文核心期刊)2022 年第 5 期 | 作者:4SHQ | 发布时间: 735天前 | 4117 次浏览 | 分享到:


可以看出,与传统复制视点方法不同,无透镜的全息 RPD 利用波前编码实现光束汇聚、偏转及复制,可以对视点三维坐标、数量及间距灵活调控,以匹配瞳孔位置及大小的变化,有效解决视点串扰及图像丢失问题。


通过在单张全息图中编码三色 RPD 波前信息,可以实现低散斑噪声的彩色动态无透镜全息 RPD 显示及横向出瞳拓展,图11(a)显示了具有 AR 效果的彩色重建图像,不同深度处均清晰可见。如图11(b)所示,将多个虚拟图像源编码到一幅全息图可以实现全彩动态多通道全息近眼显示器,允许用户通过简单的眼睛旋转自由地在不同的视频通道之间快速切换。


另外,结合超多视点(super multi view,SMV)显示特性的无透镜全息 RPD,将多个视差图像乘以对应球面波会聚到瞳孔中,可以提供单目深度线索,图11(c)展示了不同深度的重建结果。

图11(a)基于球面波的全息 RPD 产生的具有 AR 效果的彩色重建图像; (b) 全彩动态多通道全息近眼 RPD; (c)全息超多视点 RPD 重建结果

图源:(a)Optics Letters, 2021, 46(17): 4112-4115;(b)Optics Letters, in review;(c)Optics Letters, 2022, 47(10): 2530-2533.


  5. 总结与展望  

RPD 近眼显示具有高光效,大视场等特点,其全景聚焦特征自然化解了辐辏-聚焦冲突,可以实现无视疲劳的 AR 近眼显示。针对出瞳拓展问题,几何光学方法常采用点光源阵列与机械偏转镜等手段实现视点的复制或偏转,但具备一定的复杂性。


HOE 独特的角度和偏振复用特性有助于实现大视场、大出瞳的轻薄化 RPD 系统。全息 RPD 直接通过 SLM 波前调制实现视网膜投影,可以实现对视点的自由、精准的操控。但全息 RPD 系统的出瞳与视场角仍受到 SLM 器件的限制。未来,通过结合全息波前调控与 HOE 的优点,有望实现大视场、大出瞳、高系统自由度的轻薄化 RPD 近眼显示。


  论文信息  

张旭, 王梓, 屠科锋, 陈涛, 庞煜剑, 吕国强, 冯奇斌. 视网膜投影显示技术研究进展[J]. 液晶与显示, 2022, 37(5):639-646.

https://cjlcd.lightpublishing.cn/thesisDetails#10.37188/CJLCD.2022-0040