近日,珑璟光电光学研发团队,与北航显示与成像研究室合作,基于白光照明,设计了一套紧凑的近眼显示系统,实现了清晰的、无散斑噪点的动态彩色3D近眼显示。其研究成果被美国光学学会主办的权威期刊Optics Express接收(iF:3.56, top 2),题为“Full color computer generated holographic near-eye display based on white light illumination”(基于白光照明、计算机生成的全彩全息近眼显示)。
(论文已发表,敬请搜索查阅)
全息3D显示是基于衍射成像的真三维显示技术。一般情况下全息3D显示需要使用激光作为光源照明全息图实现单色或彩色3D显示,由于激光的相干性原因,再现像存在比较严重的散斑噪点。
使用非相干的白光照明全息图可实现无散斑噪点的全息3D显示,但成像的深度会减少到若干厘米的范围。对于近眼显示而言,成像深度减少不再是弊端,全息3D显示所成的实像可通过目镜系统再次放大成像于远处,因此白光照明的全息3D显示在近眼显示领域具有重要的应用价值。
实现白光照明的全息有三种:体全息、像面全息与彩虹全息。珑璟光电与北航显示与成像研究室通过频域分析的方法,验证了在现有4K分辨率LCoS的条件下,实现动态彩色彩虹全息近眼显示的可行性问题,并提出了实现2D彩色全息图和3D彩色全息图的快速算法。首次将彩虹全息的思想应用于全彩色动态近眼显示领域,设计了一套紧凑的近眼显示系统,实现了清晰的、无散斑噪点的动态彩色3D近眼显示。该技术有望应用于增强现实智能头盔或眼镜中,实现无辐辏调节冲突的增强现实3D近眼显示。
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【延申阅读】
实现白光照明的全息有三种:体全息、像面全息与彩虹全息。体全息是在感光材料内部曝光形成的“复杂的3D光栅”。白光照明时,满足布拉格条件的波长和照明方向的光能够被衍射成像。由于没有一个显示器件能够直接实现体光栅的刷新,实现动态体全息三维显示目前尚不可行。像面全息指的是三维物体与全息图距离非常近时记录的全息图,白光照明时的色散不严重,可以进行灰度的3D显示或配合R、G、B的LED光源时序彩色3D显示,实现时序彩色显示的系统复杂,成本高。彩虹全息通过限制纵向色模糊可实现彩色3D显示,满足一定程度光谱的纵向扩展需要全息图具有比较高的空间频率,因此传统的彩色彩虹全息图均为通过光刻技术制造的高分辨率静态全息图,仅能实现静态彩色3D显示。实现直接白光照明的动态彩色彩虹全息3D显示并以此来解决增强显示头盔或眼镜中的辐辏问题是全息显示技术应用的一个关键点。
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