瓏璟光電與北航合作的全彩全息近眼顯示研究成果在國際權(quán)威光學期刊發(fā)表

近日,瓏璟光電光學研發(fā)團隊,與北航顯示與成像研究室合作,基于白光照明,設計了一套緊湊的近眼顯示系統(tǒng),實現(xiàn)了清晰的、無散斑噪點的動態(tài)彩色3D近眼顯示。其研究成果被美國光學學會主辦的權(quán)威期刊Optics Express接收(iF:3.56, top 2),題為“Full color computer generated holographic near-eye display based on white light illumination”(基于白光照明、計算機生成的全彩全息近眼顯示)。

(論文已發(fā)表,敬請搜索查閱)

全息3D顯示是基于衍射成像的真三維顯示技術(shù)。一般情況下全息3D顯示需要使用激光作為光源照明全息圖實現(xiàn)單色或彩色3D顯示,由于激光的相干性原因,再現(xiàn)像存在比較嚴重的散斑噪點。

使用非相干的白光照明全息圖可實現(xiàn)無散斑噪點的全息3D顯示,但成像的深度會減少到若干厘米的范圍。對于近眼顯示而言,成像深度減少不再是弊端,全息3D顯示所成的實像可通過目鏡系統(tǒng)再次放大成像于遠處,因此白光照明的全息3D顯示在近眼顯示領域具有重要的應用價值。

實現(xiàn)白光照明的全息有三種:體全息、像面全息與彩虹全息。瓏璟光電與北航顯示與成像研究室通過頻域分析的方法,驗證了在現(xiàn)有4K分辨率LCoS的條件下,實現(xiàn)動態(tài)彩色彩虹全息近眼顯示的可行性問題,并提出了實現(xiàn)2D彩色全息圖和3D彩色全息圖的快速算法。首次將彩虹全息的思想應用于全彩色動態(tài)近眼顯示領域,設計了一套緊湊的近眼顯示系統(tǒng),實現(xiàn)了清晰的、無散斑噪點的動態(tài)彩色3D近眼顯示。該技術(shù)有望應用于增強現(xiàn)實智能頭盔或眼鏡中,實現(xiàn)無輻輳調(diào)節(jié)沖突的增強現(xiàn)實3D近眼顯示。

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【延申閱讀】

實現(xiàn)白光照明的全息有三種:體全息、像面全息與彩虹全息。體全息是在感光材料內(nèi)部曝光形成的“復雜的3D光柵”。白光照明時,滿足布拉格條件的波長和照明方向的光能夠被衍射成像。由于沒有一個顯示器件能夠直接實現(xiàn)體光柵的刷新,實現(xiàn)動態(tài)體全息三維顯示目前尚不可行。像面全息指的是三維物體與全息圖距離非常近時記錄的全息圖,白光照明時的色散不嚴重,可以進行灰度的3D顯示或配合R、G、B的LED光源時序彩色3D顯示,實現(xiàn)時序彩色顯示的系統(tǒng)復雜,成本高。彩虹全息通過限制縱向色模糊可實現(xiàn)彩色3D顯示,滿足一定程度光譜的縱向擴展需要全息圖具有比較高的空間頻率,因此傳統(tǒng)的彩色彩虹全息圖均為通過光刻技術(shù)制造的高分辨率靜態(tài)全息圖,僅能實現(xiàn)靜態(tài)彩色3D顯示。實現(xiàn)直接白光照明的動態(tài)彩色彩虹全息3D顯示并以此來解決增強顯示頭盔或眼鏡中的輻輳問題是全息顯示技術(shù)應用的一個關(guān)鍵點。

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