[發明專利]全息圖像對準

有效

• 申請號: 202011502258.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN113009802B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: J.克里斯特馬斯;M.溫吉羅
• 申請（專利權）人: 恩維世科斯有限公司
• 主分類號: G03H1/22
• 分類號: G03H1/22;G02B27/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳堯劍

全息投影的方法。該方法包括使用第一和第二彩色全息通道投影至少一個校準圖像。每個校準圖像包括至少一個光斑。該方法包括對每個校準圖像執行以下步驟。第一步驟包括通過在第一空間光調制器上顯示第一全息圖并用第一顏色的光照射第一空間光調制器，而使用第一顏色全息通道將校準圖像投影到回放平面上。第二步驟包括通過在第二空間光調制器上顯示第二全息圖并用第二顏色的光照射第二空間光調制器，而使用第二顏色全息通道將校準圖像投影到回放平面上。第三步驟包括確定在由第一和第二彩色全息通道形成的光斑之間的位移矢量。第四步驟包括根據多個確定的位移矢量，預處理圖像，用于使用第二彩色全息通道進行投影。

技術領域

本公開涉及全息投影儀。更具體地，本公開涉及彩色全息投影儀和全息投影多個單色圖像的方法。一些實施例涉及在全息圖計算之前對圖像進行預處理(例如失真)的方法。一些實施例涉及使用獨立的單色全息通道對準分別通過全息投影形成的多個單色圖像的方法。一些實施例涉及平視顯示器和對準由平視顯示器形成的多個單色虛像的方法。

背景技術

從物體散射的光包含振幅和相位信息。可以通過眾所周知的干涉技術在例如感光板上捕獲該振幅和相位信息，以形成包括干涉條紋的全息記錄或“全息圖”。可以通過用合適的光照射來重建全息圖，以形成代表原始物體的二維或三維全息重建或回放圖像。

計算機生成的全息術可以在數值上模擬干涉過程。可以通過基于數學變換比如菲涅耳或傅立葉變換的技術來計算計算機生成的全息圖。這些類型的全息圖可被稱為菲涅耳/傅立葉變換全息圖或簡稱為菲涅耳/傅立葉全息圖。傅立葉全息圖可被認為是物體的傅立葉域/平面表示或物體的頻域/平面表示。例如，還可以通過相干射線追蹤或點云技術來計算計算機生成的全息圖。

可以在布置為調制入射光的振幅和/或相位的空間光調制器上對計算機生成的全息圖進行編碼。例如，可以使用電可尋址液晶、光學可尋址液晶或微鏡來實現光調制。

空間光調制器通常包括多個單獨可尋址像素，其也可以稱為單元或元素。光調制方案可以是二元、多級或連續的。可替代地，設備可以是連續的(即不包括像素)，因此光調制可以在整個設備上是連續的。空間光調制器可以是反射性的，這意味著調制光以反射輸出。空間光調制器可以同樣是透射性的，這意味著調制光以透射輸出。

可以使用本文描述的系統來提供全息投影儀。例如，這種投影儀已經應用于平視顯示器“HUD”和頭戴式顯示器“HMD”，其包括近眼設備。

可以通過組合多個單色全息投影通道來形成彩色全息投影儀。每個投影通道可以包括布置成顯示全息圖的空間光調制器和單色光源。可以由不同的相應單色光源發出的不同的相應顏色的光將具有不同的相應波長。每個全息圖可以由來自相應光源的光照射。根據全息圖對光進行空間調制。經空間調制光可以在回放平面上形成圖像。回放平面與空間光調制器在空間上分離，該過程稱為全息投影。該圖像是所需光圖案的全息重建。例如，全息圖可以是傅立葉全息圖或菲涅耳全息圖。值得注意的是，每個單色圖像由獨立的光通道形成。然而，這會帶來復雜的對準問題，這是由多種因素引起的，例如與波長有關的失真、非線性色彩分離、與波長有關的旋轉和圖像鍵滯現象，特別是如果全息投影儀是包括至少一個高倍率自由曲面鏡的平視顯示器的圖片生成單元。通過全息投影形成的每個單色圖像可以包括多個圖像點或像素。一種顏色的圖像像素與另一種顏色的相應圖像像素之間的未對準會大大降低感知的圖像質量。本公開描述了解決對準問題的方法。

發明內容

本公開的各方面在所附的獨立權利要求中定義。