[發明專利]全息光學元件及其制作方法、像重建方法、增強現實眼鏡

有效

• 申請號: 201810549783.7
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN110554593B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張洪術;趙合彬;邱云;王丹
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;北京京東方顯示技術有限公司
• 主分類號: G03H1/12
• 分類號: G03H1/12;G03H1/22;G02B30/00
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種全息光學元件，包括基材，及設置于所述基材上的記錄材料層，其特征在于，所述記錄材料層中記錄有至少兩組干涉條紋，每組所述干涉條紋包括第一干涉條紋和第二干涉條紋；所述第一干涉條紋由分別從所述記錄材料層兩側入射的第一信號光和第一參考光形成；所述第二干涉條紋由分別從所述記錄材料層兩側入射的第二信號光和第二參考光形成，且所述第二信號光在入射前經過透鏡；

所述第一信號光的入射角與所述第二參考光的入射角相等；

各組所述干涉條紋對應的第一信號光的入射方向各不相同，且各組所述干涉條紋對應的第二信號光在入射前所經過的透鏡的焦距各不相等。

2.根據權利要求1所述的全息光學元件，其特征在于，所述記錄材料層的形成材料包括感光樹脂、鹵化銀和重鉻酸明膠中的至少一種。

3.一種全息光學元件的制作方法，包括在基材上形成記錄材料層的步驟，其特征在于，所述制作方法還包括在所述記錄材料層中制作至少兩組干涉條紋的步驟，該步驟包括：

采用第一信號光與第一參考光分別從所述基材的兩側照射所述記錄材料層,在所述記錄材料層中記錄第一干涉條紋；在所述基材一側放置透鏡，采用第二信號光和第二參考光分別從所述基材的兩側照射所述記錄材料層，且所述第二信號光與所述透鏡處于所述基材的同一側，在所述記錄材料層中記錄第二干涉條紋；

其中，制作每組所述干涉條紋時，所述第一信號光的入射角與所述第二參考光的入射角角度相等；

制作不同組所述干涉條紋時，采用入射方向不同的第一信號光，且采用焦距不同的透鏡。

4.根據權利要求3所述的全息光學元件的制作方法，其特征在于，所述第二信號光的入射角度根據觀察者觀察圖像時眼睛相對于全息光學元件的位置及視角確定。

5.根據權利要求4所述的全息光學元件的制作方法，其特征在于，觀察者眼睛正對全息光學元件中心，所述第二信號光的入射方向與基材平面相垂直。

6.根據權利要求3所述的全息光學元件的制作方法，其特征在于，不同組第二參考光的入射角度差大于或等于0.5°。

7.根據權利要求3所述的全息光學元件的制作方法，其特征在于，所述透鏡包括凸透鏡、凹透鏡和菲涅爾透鏡中的至少一種。

8.根據權利要求3所述的全息光學元件的制作方法，其特征在于，所述透鏡的面積等于或大于所述基材的面積。

9.根據權利要求3所述的全息光學元件的制作方法，其特征在于，所述透鏡貼近所述基材設置，所述透鏡與所述基材之間的間距為0～5cm。

10.一種全息光學元件的像重建方法，其特征在于，應用于如權利要求1所述的全息光學元件，所述像重建方法包括采用探測光分別照射所述全息光學元件的至少兩組干涉條紋以建立至少兩種景深的像的步驟，該步驟包括：

在所述全息光學元件的一側設置空間光調制器，該空間光調制器處于形成所述全息光學元件的第一干涉條紋的第一信號光光路的延長線上；

采用探測光沿第一參考光的入射方向照射所述第一干涉條紋，所述探測光與所述空間光調制器處于所述全息光學元件的同側，使所述探測光經所述第一干涉條紋衍射至所述空間光調制器；

利用所述空間光調制器對所述探測光的衍射光進行調制，并使調制得到的調制光沿形成所述全息光學元件的第二干涉條紋的第二參考光的入射方向返回至所述全息光學元件，使所述調制光經所述第二干涉條紋衍射至形成所述第二干涉條紋的第二信號光光路的延長線上；

其中，所述探測光為所述第一信號光的相干光，所述調制光為所述第二信號光的相干光。

11.根據權利要求10所述的全息光學元件的像重建方法，其特征在于，所述空間光調制器包括振幅型空間光調制器或相位型空間光調制器。