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公开(公告)号：CN117233978A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311057169.6
申请日：2023-08-22
Applicant: 上海大学
IPC: G02B30/33 , G02B30/24 , G02B5/32 , H04N13/305 , H04N13/346 , H04N13/383
Abstract: 本发明公开了一种基于光源阵列观看范围拓展的指向式背光裸眼三维显示装置和方法。该指向式背光裸眼三维显示装置包括光源阵列、第一透镜、棱镜、全息光学元件、第二透镜、显示屏、光源阵列控制器、总控制器和视点追踪装置。光源阵列中不同位置点光源发出的光线被第一透镜准直成不同角度的平行光通过棱镜照射全息光学元件，得到焦点位置不同的发散光束，再经第二透镜和显示屏后会聚到相应的观察者视点位置。根据观察者的双眼位置，通过总控制器计算光源阵列相应点光源位置并点亮，显示屏同步显示相应视差图像。视点追踪装置实时检测观察者的双眼位置，切换光源阵列中的相应的点光源产生相应指向背光并渲染显示图像，实现观看范围拓展的裸眼三维显示。
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公开(公告)号：CN114967155A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210731538.4
申请日：2022-06-24
Applicant: 上海大学
IPC: G02B27/01
Abstract: 本发明公开了一种用于增强现实显示基于共光路干涉的全息光学元件合光器的制备装置和方法。该全息光学元件合光器的制备装置包括相干光源、电子快门、衰减器、扩束准直系统、第一反射镜、全息干板和曲面反射镜等。本发明采用共光路干涉将照射在全息干板上的光束和部分透过并由曲面反射镜反射从另一侧照射的光束干涉完成全息光学元件合光器的制备。本发明采用扫描信号光模组变动全息干板或信号光光束的位置，通过扫描对全息干板时序多次曝光形成多个会聚焦点，完成用于眼瞳箱扩展的全息光学元件合光器制备。本发明的制备装置和制备方法采用共光路干涉，降低了曝光过程中振动的影响，提高了曝光效率，同时也可实现增强现实显示眼瞳箱扩展的效果。
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公开(公告)号：CN114967154A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210730548.6
申请日：2022-06-24
Applicant: 上海大学
IPC: G02B27/01
Abstract: 本发明公开了一种近眼显示眼瞳箱扩展的全息光学元件合光器的制备装置和方法。该全息光学元件合光器的制备装置包括相干光源、扩束准直系统、分束器、扫描信号光模组、全息干板、第一透镜、第一反射镜、移动平台驱动系统、总控制器、电子快门和衰减器等。本发明还提出在光路中加入微透镜阵列制备用于近眼显示眼瞳箱扩展的全息光学元件合光器。本发明采用扫描信号光模组将信号光进行扫描制备用于近眼显示眼瞳箱扩展的全息光学元件合光器。根据眼瞳箱扩展的需求确定曝光的焦点数量和相应位置，并确定空间移动平台的运动轨迹和曝光时间，扫描信号光模组循环扫描对全息干板曝光后在人眼处形成多个会聚焦点从而对近眼显示眼瞳箱进行了有效扩展。
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公开(公告)号：CN118962982A
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202411182468.7
申请日：2024-08-27
Applicant: 上海大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN115145037A
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN202210642142.2
申请日：2022-06-07
Applicant: 上海大学
IPC: G02B27/01
Abstract: 本发明提供了一种基于视场扫描拼接的大视场角高分辨全息近眼显示装置和显示方法。该全息近眼显示装置包括点光源、准直透镜、反射镜、反射镜旋转系统、分束器、空间光调制器、中继光学系统、总控制器。或者包括点光源移动平台、准直透镜、平台移动控制系统、分束器、空间光调制器、中继光学系统、总控制器。本发明通过旋转反射镜或移动点光源即可改变入射到空间光调制器上的平行光的方向，使不同角度入射的全息图通过中继光学系统精确地会聚到人眼所在的位置，在保证出瞳大小一定的情况下通过连续扫描来增加观看图像的可视角度范围以及图像分辨率，采用视场角连续扫描的方法同时实现大视场角和大出瞳的高分辨全息近眼显示。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115145036A
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN202210640456.9
申请日：2022-06-07
Applicant: 上海大学
IPC: G02B27/01
Abstract: 本发明提供了一种基于光源阵列的大视场角高分辨全息近眼显示装置和显示方法。本发明装置包括光源阵列、透镜、分束器、空间光调制器、中继光学系统、光源阵列控制器、空间光调制器驱动器以及总控制器。光源阵列中不同位置点光源发出的光线被透镜准直成不同角度的平行光照明空间光调制器，经空间光调制器上的计算全息图调制并衍射，衍射的图像光通过中继光学系统会聚到出瞳位置供人眼观看。本发明在保证出瞳大小一定的情况下通过时序依次点亮不同位置点光源来增加观看图像的可视角度范围以及图像分辨率，采用视场角分时扫描的方法同时实现大视场角和大出瞳的高分辨全息近眼显示。
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公开(公告)号：CN118884599A
公开(公告)日：2024-11-01
申请号：CN202411182461.5
申请日：2024-08-27
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明公开了一种曲面全息波导的全息光学元件及其制备方法与装置。该曲面全息波导的反射式或透射式全息光学元件制备装置包括：相干光源、电子快门、衰减器、扩束准直系统、第一反射镜、分束器、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、柱面透镜、耦合棱镜、曲面波导、全息记录材料。本发明通过耦合棱镜形成的各向同性光路传播空间，确保了构造光波前的角度关系在全息光学元件中被稳定且精确地记录。此外，特殊设计下的离轴柱面构造光波前参与形成的体全息光栅，可以保证在通过柱面面型的曲面波导传输图像时，光束沿切向全反射传播且不累积畸变。该发明的实施例通过曲面全息波导技术实现的增强现实装置及方法，提供了一种头戴式曲面显示设备的新方案。
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公开(公告)号：CN117214987A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311139076.8
申请日：2023-09-05
Applicant: 上海大学
Abstract: 本发明提供了一种用于指向背光三维显示的全息光学元件的制备装置和制备方法。该指向背光三维显示的全息光学元件的制备装置包括激光光源、第一半波片、分束器、第二半波片、第一扩束准直系统、固定反射镜、第二扩束准直系统、旋转反射镜、棱镜、全息光学元件、移动平台、定向扩散器、总控制器、电子快门、衰减器、反射镜旋转系统。根据制备全息光学元件需求，通过总控制器控制移动平台和反射镜旋转系统，规划移动平台运行路径和每个可控旋转平台当系统判断制备装置已经平稳并且在等待时间结束后开启电子快门接通光路并曝光相应时间；重复执行上述步骤直至所有的设计角度位置均被曝光。最后得到用于指向式背光裸眼三维显示的全息光学元件。
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公开(公告)号：CN117192675A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311054168.6
申请日：2023-08-21
Applicant: 上海大学
IPC: G02B5/32 , G06F3/14 , G03H1/02 , G03H1/04 , G03H1/22 , G02B27/09 , G02B27/12 , G02B27/30 , G02B27/62 , G02B26/10 , G02B26/12 , G02B27/10 , G03F7/20
Abstract: 本发明公开了一种用于彩色悬浮透明式全息光学元件及其制备装置与制备方法，用于悬浮透明显示的全息光学元件由彩色全息材料和透光基板组成。人眼通过全息光学元件可同时观察到彩色的悬浮虚拟二维图像以及真实外界环境，实现虚实信息的叠加。该全息光学元件的制备装置包括相干光源、扩束准直系统、分束器、移动光学系统等。本发明采用可移动光学模组进行二维扫描来制备用于彩色悬浮透明显示的全息光学元件。根据所需焦点数量以及位置，移动光学系统按照规划的路径循环多次曝光。本发明还提出通过微透镜阵列进行点对点并行曝光来制备用于彩色悬浮透明显示的全息光学元件。
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公开(公告)号：CN117111199A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311054169.0
申请日：2023-08-21
Applicant: 上海大学
IPC: G02B5/32 , G06F3/01 , G03H1/02 , G03H1/04 , G03H1/22 , G02B27/09 , G02B27/12 , G02B27/30 , G02B27/62 , G02B26/10 , G02B26/12 , G03F7/20
Abstract: 一种悬浮透明式全息光学元件，包括透光基板和设置在该透光基板的表面的全息感光膜材料，全息感光膜材料的表面记录了通过时序曝光或并行曝光产生的二维阵列信息，二维阵列信息由两束相干点光源从所述全息感光膜材料的两侧，即全息感光膜材料的正面和全息感光膜材料的反面，同步照射在所述全息感光膜材料的相同位置产生干涉，实现点对点叠加曝光而成。本发明作为成像器件，使图像在空气中成像，悬浮在全息光学元件之前，人眼既能观察到悬浮图像也能看到真实环境，实现虚实场景的融合，达到增强现实的效果。同时，能将悬浮显示系统与手势交互系统结合起来，用户可以用手势直接控制悬浮的图像，提升用户的体验感，满足用户的实际应用需求。
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