全息波導顯示器及其全息圖像的生成方法
2023-05-07 03:32:06 1
專利名稱：全息波導顯示器及其全息圖像的生成方法
技術領域：
本發明屬於圖像顯示裝置及方法，涉及一種以平面波導為顯示屏的全息波導顯示 器及與該全息波導顯示器相適應的全息圖像的生成方法。
背景技術：
全息顯示技術是一種將圖像轉換為其在某一特定距離的衍射圖案，並使用一種或 多種單色光源照射衍射圖案的技術。在經過特定距離的傳播後，由於光的衍射及幹涉效應， 該衍射圖案可被還原成原目標圖像。相比與普通投影以及液晶顯示技術，全息投影具有以 下優點1.節能與液晶顯示遮擋不需要的光不同，全息顯示調製並引導光，理論上所有 入射的光能都將被有效利用。據統計液晶顯示的光能利用率在10-20%之間，而採用二元相 位調製技術(binary-phase modulation)的全息顯示光能利用率在40%以上，而多元相位 調製技術(multi-phase modulation)能將光能利用率提高到90%以上。另外，相比傳統投 影技術所使用的白光燈泡，全息投影所使用的雷射光源或光電二極體光源具有非常高的能 量轉換效率。2.體積小，結構簡單相比於傳統投影儀，顯示圖像的象差可由計算全息圖本身 糾正，由此省去了為矯正相差的而設置的龐大複雜且昂貴的透鏡系統。此外，對於彩色圖 像，全息投影儀使用紅綠籃三種單色光源，其色差矯正也遠比使用包含所有光譜的白光的 普通投影簡便。3.穩定性高傳統顯示技術顯示圖像與投影晶片或顯示器屏幕與顯示影像為點 對點的對應關係，若晶片或屏幕上有一個壞點，則顯示影像便產生一個壞點。而全息投影在 空間光調製器(Spatial Light Modulator, SLM)上顯示的是經過特殊計算的全息圖，其基 本原理保證了屏幕上將永遠不會產生壞點。全息圖像一個象素點對應屏幕圖像上的某頻譜 信息而非特定象素點，假設空間光調製器分辨為1000x1000，共計100萬個象素點，則其上1 個壞點對顯示圖像造成的變化為100萬分之1而無對應壞點，肉眼根本無法察覺，即使空間 光調製器上有數百個壞點，其對顯示圖像的影響也僅為幾千分之一，肉眼不易察覺。在專利CN1217539C中報導了應用常規投影儀的一種錐形波導顯示器，其優點在 於可以省去常規投影所需的光路，其厚度要比傳統背投顯示器來的薄，而可與液晶等離子 等平板顯示器相媲美。由于波導可由便宜的光學玻璃或透明塑料板製造，相比與液晶，等離 子等傳統平板顯示技術，在製作大尺寸屏幕時，其成本將會非常低廉。此外由于波導本身不 含任何電子元器件，相比液晶，等離子，光電二極體等顯示器，波導顯示器更為堅固，經久耐 用。但現有的這種波導顯示器使用常規投影，為糾正相差色差，波導的結構較為複雜而不易 製造。此外常規投影儀龐大的體積以及複雜的透鏡系統也限制了其在波導顯示上的應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種可顯示全息圖像，同時可採用波導作為顯示載體、可製造成超大屏幕、成本低廉、節能環保、堅固耐用的全息波導顯示器及與該全 息波導顯示器相適應的全息圖像的生成方法。本發明的全息波導顯示器包括一個作為顯示屏的波導和用來向波導輸入全息圖 像的全息投影系統；所述波導具有光輸入面及光輸出平面，入射光線可在波導中傳播直至 其從光輸出平面離開波導，光線在光輸出平面上的出射位置由其在入射面上的入射點位置 及入射角度共同決定。所述波導的側面初始形狀為三角型，前端頂角為α，為節約材料可將前端無用部 分切除，使之成為楔形，其後端為一個與正面的光輸出平面成β角的光輸入面。所述波導的前半段為顯示區域，後半段為影像擴散區域，影像擴散區域可摺疊至 顯示區域背面以節省空間佔用。所述全息投影系統包括有光源、用來對光源進行相位或強度調製並輸出所需圖像 的光源調製模塊。所述全息投影系統還包括有位於光源與光源調製模塊輸入部分之間的光源擴束 校正模塊。所述全息投影系統還可包括有位於光源調製模塊輸出部分的圖像放大校正模塊。所述全息投影系統還包括有一個控制模塊，控制模塊控制光源的開關及輸出強 弱，當光源調製模塊為可變換其上顯示影像的器件時，則控制模塊可接受輸入影像，並相應 的輸出全息圖像至光源調製模塊，且使其與光源輸出相同步。所述控制模塊還可包括有用來將普通影像同步轉換為全息圖像的全息圖像生成 模塊。當控制模塊包含全息圖像生成模塊時，其可接收普通影像，再轉換為全息圖像；當控 制模塊不包含全息圖像生成模塊時，其可直接接收由外部系統生成的全息圖像。本發明的適應於上述楔形波導的全息圖像生成方法運行在上述的全息圖像生成 模塊或外部系統中，所述全息圖像生成模塊或外部系統可以是單片機、數字晶片(DSP)、場 可編程門陣列(FPGA)等電子晶片或電腦。本發明的適應於上述楔形波導的全息圖像生成方法包括一個波導逆變換，波導逆 變換包括以下步驟(1)對所需顯示的影像加入相位因子；(2)按照不同角度的光在不同區域出射的原則將全屏幕分為一個或多個區域；(3)將對應區域的影像做傅立葉變換或傅立葉逆變換，取結果的對應波段，得到其 角頻譜；(4)逆傳播(3)的結果々^。。)，傳播後的角頻譜
2其中 k = λ /2 π，λ 為入射光的波長；(5)將An' (fx，fx)逆向旋轉π/2-2ηα ；(由於全息圖像對旋轉角度並不敏感，在 大多情況下不用旋轉也可獲得較滿意的圖像質量，因此該步驟也可省略)(6)計算並補償由於空氣波導界面及透鏡系統造成的影響；(7)將所有角頻譜疊加，再做傅立葉逆變換或傅立葉變換，得到空間的幅度與相位 分布。上述波導逆變換的步驟中，可以將步驟(1)和步驟(2)的次序相交換。上述波導逆變換的步驟中，還可以將步驟(6) (7)由下列步驟替換
a.計算並補償不同界面造成的影響；b.將所有角頻譜疊加，再做傅立葉逆變換或傅立葉變換，得到空間的幅度與相位 分布；c.計算並補償透鏡系統造成的影響。為了提高圖像的顯示質量，本發明的全息圖像生成方法還可以是首先將輸入圖 像通過波導逆變換計算得出全息圖，將其量化，再通過波導變換計算量化後全息圖在光輸 出平面的幅度與相位，取其相位，並加入到原輸入圖像；再重新計算全息圖；重複以上步 驟，直至滿足設定的次數後，再將得到的全息圖輸出至光源調製模塊；所述波導變換包括以 下步驟(1)對全息圖像做傅立葉逆變換或傅立葉變換得到其角頻譜，並劃分成一個或多 個波段，得到各波段角頻譜；(2)計算並補償透鏡及不同界面造成的影響；(3)將(2)中得到的結果旋轉π/2-2ηα ；(由於全息圖像對旋轉角度並不敏感， 在大多情況下不用旋轉也可獲得較滿意的圖像質量，因此該步驟也可省略)(4)傳播(3)的結果An(fx，fy)，傳播後的角頻譜
其中k= λ/2 π, λ為入射光的波長；(5)對各波段分別做傅立葉變換或傅立葉變換，並只取其對應區域的幅度及相位 分布；(6)將各區域幅度及相位分布疊加得到總幅度及相位分布。上述波導變換的步驟中，步驟(1) (2)可由下列步驟替換a.計算並補償透鏡系統造成的影響；b.對全息圖像做傅立葉逆變換或傅立葉變換得到其角頻譜，並劃分成一個或多個 波段，得到各波段角頻譜；c.計算並補償不同界面造成的影響。上述波導變換的步驟中，可將步驟(3)和(4)的順序互換。為了進一步提高圖像的顯示質量，本發明的全息圖像生成方法還可以對上述輸出 至光源調製模塊的全息圖像通過在短時間內快速顯示多幀細微差別圖像，利用人眼視覺殘 留效應，使其在視網膜上相疊加來減小誤差，其具體步驟如下(1)確定每幀顯示圖像由多少幀子圖像組成，計為M ；(2)對輸入圖像加入相位因子，初始相位因子可取隨即相位。確定每一子幀圖像需 迭代的次數N;(3)進行波導逆變換，得到所需全息圖；(4)根據所使用空間光調製器件對全息圖進行量化，得到可在其上顯示的量化全 息圖；(5)判斷是否達到迭代次數，若是則運行步驟(6)，若否則運行波導變換，得到
量化全息圖對應的顯示圖像的幅度與相位分布，取其相位，加到原輸入圖像，並跳回步驟 ⑶；(6)將量化全息圖作為一個子幀顯示在光源調製模塊上；(7)判斷是否完成此圖像所有子幀的顯示，若是則輸入下一幀圖像，跳回步驟(1)；若否則運行波導變換，將所得圖像的幅度與原輸入圖像的幅度進行比較，根據所得誤 差對原輸入圖像的強度進行修改，再跳回步驟(2)。本發明的全息波導顯示器相比與普通投影儀，具有體積小，成本低，節能環保，穩 定不易損壞等優點。相比普通全息投影技術，本發明與波導顯示相結合，使產品具有了屏 幕，省去了投影儀所需的光路空間，而在外形及使用上與普通平板顯示器無異。此外與波導 相結合可以使產品具有被改造成觸控螢幕，透明顯示器，三維顯示器等等未來應用的空間。
圖1是顯示了波導側面結構的本發明的全息波導顯示器實施例的結構示意圖；圖2是圖1的俯視結構示意圖；圖3是顯示了波導側面結構的本發明的全息波導顯示器另一實施例的結構示意 圖；圖4是圖3的俯視結構示意圖；圖5是本發明一個實施例的全息投影系統原理圖；圖6是本發明另一實施例的全息投影系統原理圖；圖7是圖6所示原理圖的一種可實施的光路圖；圖8是楔形波導的全息圖像生成原理圖；圖9是波導逆變換的流程圖；圖10是波導變換的流程圖；圖11是一種減小全息圖像誤差的方法的原理圖。
具體實施例方式如圖1、2所示，本發明實施例的全息波導顯示器包括一個作為顯示屏的波導11 和用來向波導輸入全息圖像的全息投影系統12。波導的形狀可如圖1所示，側面初始形狀 為三角型，其前端頂角為α，為節約材料可將前端無用部分切除，使之成為楔形，為便於光 入射，波導後端經計算後可設計成一與出射面成β角的平面。其俯視圖可為長方形，三角 形，或其它便於顯示的形狀。其後半部作為影像擴散區域111 (光傳播區域)，前半部作為 顯示區域112用來顯示影像。其中後半部也可摺疊到前半部背面從而節省空間(如圖3、 圖4))，使波導顯示器形狀與普通平板顯示器無異，其中影像擴散區域與屏幕之間有一層界 面，可為空氣或特殊介質，以確保光在此界面上只反射而不出射。在屏幕表面可鍍上一層增 透膜(抗反射薄膜)，以確保光達到出射角度後能全部出射，消除因二次反射對影像造成的 影響。如圖5、圖6所示，全息投影系統包括下列部分光源光源採用單色光源，例如雷射或光電二極體。通過使用紅，綠，籃三種單色光 源，即可得到彩色圖像。光源擴束校正模塊及圖像放大校正模塊它們用於將雷射擴束和校正以及對光源 調製模塊的輸出影像進行放大和校正。例如可將擴束後的光源校正為平行光用來照射光調 制模塊，並使用透鏡系統來放大輸出的全息圖。光源調製模塊此模塊用來對光源進行相位或強度調製並輸出所需圖像。其可採用矽上液晶系統晶片(LCOS)，數字微鏡元件(DMD)，或全息照片，光柵陣列等。若採用矽上液晶系統晶片(LCOS)，數字微鏡元件(DMD)等器件，則其上顯示的全息圖可通過控制模塊 進行高速切換，從而實現動態視頻流的輸出。控制模塊控制模塊用於控制光源的開關及輸出強弱，其可由單片機，數字晶片 (DSP)，場可編程門陣列(FPGA)等電子晶片及電路構成。若空間光調製模塊採用矽上液晶 系統晶片(LCOS)，數字微鏡元件(DMD)等可實現變換其上顯示影像的器件，則控制模塊將 接受輸入影像，並相應的輸出全息圖至空間光調製模塊，且使其與光源輸出相同步。此外， 若輸入為普通影像，則控制模塊將包含全息圖生成模塊，實現普通視頻至全息圖的實時同 步轉換後，再將生成的全息圖輸出至空間光調製模塊，並保持光源與其同步(如圖5)。若控 制模塊的輸入為全息影像，則此模塊可不含有全息圖轉換模塊。控制模塊直接將輸入全息 影像輸出到空間光調製模塊，並使光源強弱與相應影像保持同步(如圖6)，而普通視頻流 至全息圖視頻流的轉換過程可由外部的計算機完成。圖7所示為圖5所示原理圖的一種可行的具體實現光路。其中光源使用紅、綠、籃 三種單色雷射，光源擴束校正及圖像放大校正模塊由透鏡1 透鏡5構成。透鏡1、2、3為光 源校正透鏡，使相應光源由非平面波轉換為平面波。透鏡4，5構成反向望遠鏡結構，用於放 大光源調製模塊輸出的全息影像。空間光調製模塊使用矽上液晶系統晶片(LCOS)加入偏 振片後可實現對光的相位調製。控制模塊使用數字晶片(DSP)或場可編程門陣列(FPGA)， 實現將輸入的普通影像實時同步轉換為全息圖像的功能，並同步光源與全息圖像的輸出。可有多種光路實現圖5或6的原理，圖7僅為其中一種方案。圖5或6的原理也 可通過每種顏色的雷射各配置一個光源調製器件而實現，例如整個系統中含有3塊矽上液 晶系統晶片(LCOS)分別調製紅、綠、籃三種光源從而提高圖像質量。光在波導中的傳播不同於自由空間中的傳播方式。因此波導中的全息圖生成也將 區別與自由空間中的生成方法。本發明的楔形結構的波導，不同角度的入射光可被等效成 投影在旋轉不同角度的出射平面上。圖8為楔形波導的側視圖，其表面有鍍膜，波導頂角為 α，高為H，長為L。光進入波導後入射角為θ，經計算，角度屬於(0in，θ η+2α]的光的投 影可等效於投影在旋轉2ma後的波導表面上，而角度屬於(θ η-2α，θ J的光等效於投 影在旋轉2(m+l) α後的波導表面上。圖9為一種生成波導全息圖像的方法，本發明中稱為波導逆變換。其步驟如下1.對所需顯示的影像T(x，y)加入相位因子T(x，y) Xeji>(x』y)，初始相位因子Φ (χ, y)可為隨機相位；2.按照不同角度的光在不同區域出射的原則將全屏幕分為N個區域(區域間可
部分重疊，即不同角度的入射光因入射點不同而在屏幕上同一點出射)，分別對應角頻譜上
N 個波段
，其中 = ； p 起空間濾波
0 (υ) € Rn
器作用，Rn為對應的屏幕區域；3.將區域η的影像做傅立葉變換或傅立葉逆變換，並只取結果的η波段，得到 其角頻譜，An(fx，fy) = F{Tn(x, y)}XQn(fx, fy)，其中F{}其中為傅立葉或傅立葉逆變換，
Λ (fx,fv)eS
Qn(LJy) = X0 J J)^ S，起角譜濾波器的作用，Sn為對應的波段；
4.逆傳播 An(fx，fy)。傳播後的角頻譜4
其中k = λ /2 π，λ為入射光的波長；5.計算An' (fx，fx)逆向旋轉π/2-2ηα後的結果(若旋轉角度不大，此步驟也 可省略)；6.計算並補償空由於空氣波導界面及透鏡系統造成的影響；7.將所有角頻譜疊加，再做傅立葉逆變換或傅立葉變換，得到空間的幅度與相位 分布。此方法中步驟的順序可做出調整，以適應不同系統。最後選擇幅度或相位之一併 根據所使用的空間光調製器量化生成全息圖，例如，對於二元相位調製的空間光調製器，一 種量化方法是採取令所有相位大於0的點取π /2，小於0的點取_ π /2，從而得到一張二元 全息圖。步驟3，4，6在數學上可表示為 其中*為卷積運算，因為
與具體圖像無關，所以可事
先計算並存儲，所以可使用一次卷積計算代替兩次傅立葉變換，從而提高運算速度。另外上述方法可逆，只需進行些微修改，便可得計算全息圖在屏幕顯示的波導變 換(圖10)(1)對全息圖做傅立葉逆變換或傅立葉變換得到其角頻譜，並劃分成一個或多個 波段，得到各波段角頻譜；(2)計算並補償透鏡及不同界面造成的影響；(3)將(2)中得到的結果旋轉π/2-2ηα (若旋轉角度不大，此步驟也可省略)；(4)傳播(3)的結果An(fx，fy)， 得角頻譜
為入射光的波長；(5)對各波段分別做傅立葉變換或傅立葉變換，並只取其對應區域的幅度及相位 分布；(6)將各區域幅度及相位分布疊加得到總幅度及相位分布。上述步驟的順序可根據情況調整。量化過程將產生誤差，為提高圖像質量，可利用人眼的視覺殘留效應以及電子空 間光調製器的高刷新率來實現圖像的快速顯示來減小由於全息圖在電子空間光調製器上 量化而造成的誤差。例如，一塊刷新率為每秒1024赫茲的矽上液晶系統晶片(LC0S)，每秒 可顯示1024幀圖像，按普通視頻一秒24幀圖像記，則每幀圖像可由42幀子圖像組成，子圖 像間存在細微差別以彌補彼此間的誤差，由於人眼的視覺殘留效應，最後觀測到的圖像將 具有很高的質量。(專利申請CN101310225A中介紹了一種在自由空間中二維全息投影的象 差校正方法。本發明中所使用的相差校正基于波導變換而非簡單的傅立葉變換，與其存在 明顯不同)，本發明的波導全息圖校正方法如圖11 1.輸入一幀新圖像，確定其由多少幀子圖像組成，計為M
2.對輸入圖像加入相位因子，初始相位因子可取隨即相位。確定計算每一子幀圖 像需迭代的次數N。3.進行波導逆變換，得到所需全息圖4.根據空間光調製器件進行全息圖量化，得到可在其上顯示的量化全息圖5.判斷是否達到迭代次數，若是則運行步驟6，若否則運行波導變換，得到量化全 息圖所對應顯示圖像的幅度與相位分布，取相位分布，加到2中輸入圖像，並跳回步驟36.將量化全息圖作為一個子幀顯示在空間光調製器上7.判斷是否完成此圖像所有子幀的顯示，若是則輸入下一幀圖像，跳回步驟1。若 否則運行波導變換，將所得圖像的幅度與原輸入圖像的幅度進行比較，根據所得誤差通過 特殊方法對原輸入圖像的強度進行細微修改，再跳回步驟2。步驟2至5類似計算普通全息圖時可採用的蓋師貝格-撒克斯通 (Gerchberg-Saxton)或劉-泰(Liu-Taghizadeh)方法，利用相位自由度，通過迭代來優化 相位，從而得到質量更高的全息圖。步驟7實現將量化產生的誤差反饋給輸入圖像，並通過 特殊方法來修改下一子幀所顯示的圖像，以期彌補當前子幀圖像的誤差。
權利要求
一種全息波導顯示器，其特徵是它包括一個作為顯示屏的波導(11)和用來向波導輸入全息圖像的全息投影系統(12)；所述波導具有光輸入面及光輸出平面，入射光線可在波導中傳播直至其從光輸出平面離開波導，光線在光輸出平面上的出射位置由其在入射面上的入射點位置及入射角度共同決定。
2.根據權利要求1所述的全息波導顯示器，其特徵是所述波導的側面形狀為楔形，其 後端為光輸入面，正面為光輸出平面。
3.根據權利要求2所述的全息波導顯示器，其特徵是根據所述波導的前半段為顯示 區域(112)，後半段為影像擴散區域(111)，影像擴散區域摺疊至顯示區域背面。
4.根據權利要求1 3之一所述的全息波導顯示器，其特徵是所述全息投影系統包 括有光源、用來對光源進行相位或強度調製並輸出所需圖像的光源調製模塊。
5.根據權利要求4所述的全息波導顯示器，其特徵是所述全息投影系統包括有位於 光源與光源調製模塊輸入部分之間的光源擴束校正模塊。
6.根據權利要求4所述的全息波導顯示器，其特徵是所述全息投影系統包括有位於 光源調製模塊輸出部分的圖像放大校正模塊。
7.根據權利要求4所述的全息波導顯示器，其特徵是所述全息投影系統還包括有一 個控制模塊，控制模塊控制光源的開關及輸出強弱，當光源調製模塊為可變換其上顯示影 像的器件時，則控制模塊可接受輸入影像，並相應的輸出全息圖像至光源調製模塊，且使其 與光源輸出相同步。
8.根據權利要求7所述的全息波導顯示器，其特徵是所述控制模塊包括有用來將普 通影像同步轉換為全息圖像的全息圖像生成模塊。
9.一種適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方法，其特徵是它包 括一個波導逆變換，波導逆變換包括以下步驟(1)對所需顯示的影像加入相位因子；(2)按照不同角度的光在不同區域出射的原則將全屏幕分為一個或多個區域；(3)將對應區域的影像做傅立葉變換或傅立葉逆變換，取結果的對應波段，得到其角頻譜；(4)逆傳播(3)的結果An(fx，fy)，傳播後的角頻譜 An(ZxJx)=式(y;』y;)xZsin2"Wi-(從)2-(場)2 其中 k = χ /2 ，χ 為入射光的波長；(5)將kn' (fx, fx)逆向旋轉 π /2-2η α ；(6)計算並補償由於空氣波導界面及透鏡系統造成的影響；(7)將所有角頻譜疊加，再做傅立葉逆變換或傅立葉變換，得到空間的幅度與相位分布。
10.根據權利要求9所述的適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方 法，其特徵是所述的波導逆變換是在其步驟中將所述的步驟(5)省略。
11.根據權利要求9所述的適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方 法，其特徵是所述的波導逆變換是在其步驟中將步驟(1)和步驟(2)的次序相交換。
12.根據權利要求9所述的適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方 法，其特徵是所述的波導逆變換是在其步驟中將步驟(6) (7)由下列步驟替換a.計算並補償不同界面造成的影響；b.將所有角頻譜疊加，再做傅立葉逆變換或傅立葉變換，得到空間的幅度與相位分布；c.計算並補償透鏡系統造成的影響。
13.—種適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方法，其特徵是首先 將輸入圖像按照權利要求9 12之一所述的波導逆變換計算得出全息圖，將其量化，再通 過波導變換計算量化後全息圖在光輸出平面的幅度與相位，取其相位，並加入到原輸入圖 像；再重新計算全息圖；重複以上步驟，直至滿足設定的次數後，再將得到的全息圖輸出至 光源調製模塊；所述波導變換包括以下步驟(1)對全息圖像做傅立葉逆變換或傅立葉變換得到其角頻譜，並劃分成一個或多個波 段，得到各波段角頻譜；(2)計算並補償透鏡及不同界面造成的影響；(3)將(2)中得到的結果旋轉π/2-2ηα；(4)傳播(3)的結果々^^，^)，傳播後的角頻譜 AXfxJx)=式(人，力)xe_購Μ—丨_(從)2_(場)2其中k = χ /2 π，λ為入射光的波長；(5)對各波段分別做傅立葉變換或傅立葉變換，並只取其對應區域的幅度及相位分布；(6)將各區域幅度及相位分布疊加得到總幅度及相位分布。
14.根據權利要求13所述的適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方 法，其特徵是所述的波導變換是在其步驟中將步驟(3)省略。
15.根據權利要求13所述的適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方 法，其特徵是所述的波導變換是在其步驟中將步驟(1) (2)由下列步驟替換a.計算並補償透鏡系統造成的影響；b.對全息圖像做傅立葉逆變換或傅立葉變換得到其角頻譜，並劃分成一個或多個波 段，得到各波段角頻譜；c.計算並補償不同界面造成的影響。
16.根據權利要求13所述的適應於權利要求2或3所述波導顯示器的全息圖像生成方 法，其特徵是所述的波導變換是在其步驟中將步驟(3)和⑷的順序互換。
17.根據權利要求13 16之一所述的全息圖像生成方法，其特徵是對輸出至光源調 制模塊的全息圖像，進行進行如下步驟的處理(1)確定每幀顯示圖像由多少幀子圖像組成，計為M；(2)對輸入圖像加入相位因子，初始相位因子可取隨即相位。確定每一子幀圖像需迭代 的次數N;(3)進行波導逆變換，得到所需全息圖；(4)根據所使用空間光調製器件對全息圖進行量化，得到可在其上顯示的量化全息圖； (5)判斷是否達到迭代次數，若是則運行步驟(6)，若否則運行波導變換，得到量化全 息圖對應的顯示圖像的幅度與相位分布，取其相位，加到原輸入圖像，並跳回步驟(3)；(6)將量化全息圖作為一個子幀顯示在光源調製模塊 上；(7)判斷是否完成此圖像所有子幀的顯示，若是則輸入下一幀圖像，跳回步驟(1)；若 否則運行波導變換，將所得圖像的幅度與原輸入圖像的幅度進行比較，根據所得誤差對原 輸入圖像的強度進行修改，再跳回步驟(2)。
全文摘要
本發明屬於圖像顯示裝置及方法，涉及一種以平面波導為顯示屏的全息波導顯示器及與該全息波導顯示器相適應的全息圖像的生成方法。其全息波導顯示器包括一個作為顯示屏的波導和用來向波導輸入全息圖像的全息投影系統；所述波導具有光輸入面及光輸出平面，入射光線可在波導中傳播直至其從光輸出平面離開波導，光線在光輸出平面上的出射位置由其在入射面上的入射點位置及入射角度共同決定。本發明全的息波導顯示器可顯示全息圖像，同時可採用波導作為顯示載體、可製造成超大屏幕、成本低廉、節能環保、堅固耐用。
文檔編號G03H1/04GK101881936SQ201010191189
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者談順毅 申請人:談順毅