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瞳孔追蹤的信息動(dòng)態(tài)控制不同位置 LED 發(fā)光,以生成瞳孔面不同位置的視點(diǎn),從而拓展出瞳,。另一方面,,LED 光源陣列方案亦可實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)復(fù)制,。通過(guò)高速切換 LED 光源,,并同步刷新 SLM 上加載的圖像,可以實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)復(fù)制,。
采用幾何透鏡不利于光學(xué)系統(tǒng)的減薄,,而透鏡全息光學(xué)元件(Holographic optical element,HOE)作為離軸的光學(xué)組合器,,可以較好地解決輕薄化問(wèn)題,。如圖4所示,經(jīng)過(guò)光學(xué)干涉制備的透鏡 HOE,,作為平面光學(xué)元件,,同時(shí)具備了聚焦與反射的光學(xué)效果。同時(shí)由于布拉格光柵的波長(zhǎng)選擇性,,透鏡 HOE 對(duì)環(huán)境光的透過(guò)率接近 100%,。利用透鏡 HOE 對(duì) LBS、LCOS 等圖像源光束進(jìn)行匯聚,,可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊,、高光效的 RPD 系統(tǒng)。
圖4:(a)透鏡 HOE 對(duì) LBS 圖像源光束匯聚,;(b)透鏡 HOE 對(duì) SLM 圖像源光束匯聚
圖源:液晶與顯示, 2022, 37(5): 642. Fig.4
與前述幾何透鏡 RPD 的出瞳拓展類似,,在基于 HOE 的 RPD 中,如圖5(a)所示,,采用透鏡陣列 HOE 產(chǎn)生點(diǎn)光源陣列復(fù)制視點(diǎn),,或采用機(jī)械偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)視點(diǎn)是常見的出瞳拓展方法。此外,,如圖5(b)所示,,HOE 的角度復(fù)用特性提供了另一種可能的解決方案,將多個(gè)匯聚光束記錄到同一個(gè) HOE 中,,從而將信號(hào)光匯聚到 3 個(gè)不同視點(diǎn),。
圖5:(a)透鏡陣列 HOE 產(chǎn)生的點(diǎn)光源陣列;(b)多個(gè)匯聚光束記錄到同一個(gè) HOE
圖源:液晶與顯示, 2022, 37(5): 642. Fig.5
近年來(lái),,具備偏振特性的體光柵器件(PVG)或液晶 HOE(LCHOE)也被用于實(shí)現(xiàn) RPD 的出瞳拓展,。與傳統(tǒng) HOE 記錄干涉光束的強(qiáng)度不同,由于液晶固有的各向異性特性,,PVG 對(duì)信號(hào)光的偏振態(tài)非常敏感,。該特性結(jié)合液晶器件的偏振調(diào)制能力,為 RPD 系統(tǒng)出瞳拓展提供新的可能。如圖6(a),,反射式液晶全息光學(xué)元件(LCHOEs)的偏振選擇特性,,通過(guò)控制偏振轉(zhuǎn)換器(PC)動(dòng)態(tài)切換入射光偏振態(tài)可以使得左手性 LCHOE 與右手性 LCHOE 分別發(fā)揮作用,從而實(shí)現(xiàn) RPD 視點(diǎn)位置的動(dòng)態(tài)切換,。如圖6(b),,同樣基于偏振選擇性,利用透射式偏振光柵(PG)器件與偏振轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)切換光束方向,,配合 HOE 產(chǎn)生兩組可切換的視點(diǎn),,以緩解傳統(tǒng) HOE 復(fù)制視點(diǎn)可能出現(xiàn)的視點(diǎn)串?dāng)_及圖像丟失。