[發明專利]全息圖計算的方法

有效

• 申請號: 201980037350.6
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN112236725B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: N.科林斯;J.克里斯馬斯
• 申請（專利權）人: 杜爾利塔斯有限公司
• 主分類號: G03H1/08
• 分類號: G03H1/08;G03H1/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳堯劍

1.一種具有振幅和相位分量的全息圖的計算方法，

所述全息圖被配置為由顯示設備顯示，所述顯示設備包括光調制像素的陣列，其中每個光調制像素是包含可操作成調制振幅和相位的液晶的單元；

其中每個單元只能在多個復數調制水平下操作，其中所述多個復數調制水平是能在復數平面上限定的可能復數調制水平的子集，

該方法包括以下有序步驟：

(i)接收包括代表振幅的多個數據值的輸入圖像；

(ii)將隨機相位值分配給所述多個數據值中的每個數據值以形成第一復數數據集；

(iii)對所述第一復數數據集進行逆傅立葉變換以形成第二復數數據集；

(iv)將所述第二復數數據集中的每個復數數據值約束為多個可允許復數數據值之一，以形成全息圖，每個可允許復數數據值包括振幅調制值和相位調制值；

該方法還包括：

在復數平面中限定線，其中所述全息圖的多個可允許復數數據值的每個基本位于所述線上，并且其中在所述線上的所述多個可允許復數數據值的每個對應于所述顯示設備的單元配置成操作所處的多個復數調制水平的相應一個；

其中該線是朝向原點的螺旋線，包括第一部分和第二部分，所述第一部分是圍繞原點的基本閉合的環，所述第二部分從所述環的圓周朝向所述復數平面的原點向內延伸；以及

其中，所述多個可允許復數數據值的相位調制值基本跨越2π，并且其中，所述可允許復數數據值中的至少一個具有基本為零的振幅調制值和基本為零的相位調制值。

2.如權利要求1所述的全息圖的計算方法，其中，將所述第二復數數據集約束為所述多個可允許復數數據值的步驟形成第三復數數據集，該方法還包括：

(v)對所述第三復數數據集執行正向傅立葉變換以形成第四復數數據集；以及

(vi)測量所述第四復數數據集的振幅分量和所述輸入圖像之間的差。

3.如權利要求2所述的全息圖的計算方法，其中，如果所測量的差大于誤差，則所述方法還包括：

(vii)將所述第四復數數據集的相位分量與代表所述輸入圖像的振幅的多個數據值或代表從所述輸入圖像導出的振幅的多個數據值組合，以形成第五復數數據集；

(viii)逆傅立葉變換所述第五復數數據集以形成第六復數數據集；以及

(ix)將所述第六復數數據集中的每個復數數據值約束為所述多個可允許復數數據值之一以形成全息圖。

4.如權利要求3所述的全息圖的計算方法，還包括重復有序步驟(v)至(ix)，直到由先前迭代產生的所述復數數據集的振幅分量與所述輸入圖像之間的所測量的差小于誤差。

5.如權利要求1所述的全息圖的計算方法，其中，所述第二部分延伸至原點，或者其中，所述第二部分延伸超過原點。

6.如權利要求1所述的全息圖的計算方法，其中，對于所述復數數據集中的每個復數數據值，所述約束步驟包括：

將所述振幅和相位分量替換為所述復數平面中最接近的可允許復數據值的振幅和相位分量。

7.如權利要求1所述的全息圖的計算方法，其中，對于所述復數數據集中的每個復數數據值，所述約束步驟包括：

(a)如果所述振幅分量小于閾值，則將所述振幅分量和相位分量替換為零；以及

(b)如果所述振幅分量等于或大于閾值，則將所述振幅和相位分量替換為所述復數平面中最接近的可允許復數據值的振幅和相位分量。

8.如權利要求1所述的全息圖的計算方法，其中，對于所述復數數據集中的每個復數數據值，所述約束步驟包括：

將所述振幅和相位分量替換為包含所述復數數據值的復數平面的象限中最接近的可允許復數據值的振幅和相位分量。

9.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

在至少一個顯示設備的光調制像素上顯示全息圖；以及

用相干光照射所述至少一個顯示設備，并執行傅立葉變換以在回放平面處生成全息重建。