CN110554593B - 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜 - Google Patents

全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜 Download PDF

Info

Publication number
CN110554593B
CN110554593B CN201810549783.7A CN201810549783A CN110554593B CN 110554593 B CN110554593 B CN 110554593B CN 201810549783 A CN201810549783 A CN 201810549783A CN 110554593 B CN110554593 B CN 110554593B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical element
interference fringes
holographic optical
material layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810549783.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110554593A (zh
Inventor
张洪术
赵合彬
邱云
王丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Beijing BOE Display Technology Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Beijing BOE Display Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd, Beijing BOE Display Technology Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN201810549783.7A priority Critical patent/CN110554593B/zh
Priority to EP19810947.2A priority patent/EP3805867A4/en
Priority to PCT/CN2019/088404 priority patent/WO2019228280A1/zh
Priority to US16/615,215 priority patent/US11320785B2/en
Publication of CN110554593A publication Critical patent/CN110554593A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110554593B publication Critical patent/CN110554593B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
    • G03H1/265—Angle multiplexing; Multichannel holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/10—Processes or apparatus for producing holograms using modulated reference beam
    • G03H1/12—Spatial modulation, e.g. ghost imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2202—Reconstruction geometries or arrangements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0127—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the depth of field
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G02B2027/0174—Head mounted characterised by optical features holographic
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2294—Addressing the hologram to an active spatial light modulator
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/0208—Individual components other than the hologram
    • G03H2001/0224—Active addressable light modulator, i.e. Spatial Light Modulator [SLM]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G03H2001/0439—Recording geometries or arrangements for recording Holographic Optical Element [HOE]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G03H2001/0473—Particular illumination angle between object or reference beams and hologram
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2249—Holobject properties
    • G03H2001/2281—Particular depth of field
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/17—Element having optical power
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/19—Microoptic array, e.g. lens array
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2225/00—Active addressable light modulator
    • G03H2225/60—Multiple SLMs
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2270/00—Substrate bearing the hologram
    • G03H2270/55—Substrate bearing the hologram being an optical element, e.g. spectacles

Abstract

本发明公开一种全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜，涉及图像显示领域。该全息光学元件包括基材及记录材料层，记录材料层中记录有至少两组干涉条纹，每组干涉条纹包括第一干涉条纹和第二干涉条纹；第一干涉条纹由分别从记录材料层两侧入射的第一信号光和第一参考光形成；第二干涉条纹由分别从记录材料层两侧入射的第二信号光和第二参考光形成，且第二信号光在入射前经过透镜；第一信号光的入射角与第二参考光的入射角相等；各组干涉条纹对应的第一信号光的入射方向各不相同，且各组干涉条纹对应的第二信号光在入射前所经过的透镜的焦距各不相等。利用本发明的方法制作和进行像重建的全息光学元件可以成多个景深的像。

Description

全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜
技术领域
本发明涉及图像显示技术领域，尤其涉及全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜。
背景技术
全息光学元件(Holographic Optical Elements，HOE)是根据全息术原理制成的光学元件，通常制作在感光薄膜材料上，其基于衍射原理，是一种衍射光学元件。所谓全息术是指在照相胶片或干板上通过记录光波的振幅和位相分布并再现物体三维图像的技术。普通照相只能记录物体反射或透射光的振幅(强度)，所以记录的是物体的二维图像。全息术不仅可记录光的振幅，还可记录其位相。照明物体的反射光波承载着物体形态的信息传播，用记录介质把携带信息的光波波前记录下来，将可在另一时间和场所，采用适当方法把波前再现出来，从而可观察到物体的三维图像。
景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后的距离范围。随着全息光学元件的发展以及用户端对图像景深需求的增加，显示领域对于具有多景深的全息光学元件的研究越来越受到关注。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜，该全息光学元件可以呈现至少两个景深的像。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种全息光学元件，包括基材，及设置于所述基材上的记录材料层，所述记录材料层中记录有至少两组干涉条纹，每组所述干涉条纹包括第一干涉条纹和第二干涉条纹；所述第一干涉条纹由分别从所述记录材料层两侧入射的第一信号光和第一参考光形成；所述第二干涉条纹由分别从所述记录材料层两侧入射的第二信号光和第二参考光形成，且所述第二信号光在入射前经过透镜；所述第一信号光的入射角与所述第二参考光的入射角相等；各组所述干涉条纹对应的第一信号光的入射方向各不相同，且各组所述干涉条纹对应的第二信号光在入射前所经过的透镜的焦距各不相等。
上述全息光学元件上记录的每一组干涉条纹都可以成一种景深的像，具备多组干涉条纹的全息光学元件可以成多景深的像。
并且，形成第一干涉条纹的过程相当于制作特定角度反射镜的过程，通过设计第一信号光和第一参考光的入射角度，可以使探测光经第一干涉条纹定向衍射至特定的方向，从而使全息光学元件具备定向反射功能。
另外，形成第二干涉条纹的过程中利用了透镜具有焦点的性质，使成像的位置处于固定位置，人眼只有在与焦距有关的特定位置才可以观察到像，使全息光学元件具备了透镜功能。
此外，上述全息光学元件中记录不同入射角度信号光的干涉条纹，可以呈现多个角度信号光对应的像，实现全息光学元件的多角度复用；且不同入射角度信号光的干涉条纹储存于同一全息光学元件中，可以有效地增大全息光学元件存储波前信息的容量，提高存储密度。
另一方面，上述全息光学元件还具有透明、体积小、厚度薄的优点，可以贴敷于增强现实眼镜，用于增强现实眼镜时环境光可以透过全息光学元件进入人眼与不同景深图像融合，形成丰富的视觉体验。
第二方面，本发明实施例还提供了一种全息光学元件的制作方法，包括在基材上形成记录材料层的步骤，所述制作方法还包括在所述记录材料层中制作至少两组干涉条纹的步骤，该步骤包括：采用第一信号光与第一参考光分别从所述基材的两侧照射所述记录材料层,在所述记录材料层中记录第一干涉条纹；在所述基材一侧放置透镜，采用第二信号光和第二参考光分别从所述基材的两侧照射所述记录材料层，且所述第二信号光与所述透镜处于所述基材的同一侧，在所述记录材料层中记录第二干涉条纹；其中，制作每组所述干涉条纹时，所述第一信号光的入射角与所述第二参考光的入射角角度相等；制作不同组所述干涉条纹时，采用入射方向不同的第一信号光，且采用焦距不同的透镜。
上述全息光学元件的制作方法所能实现的有益效果，与第一方面所提供的全息光学元件所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
第三方面，本发明实施例还提供了一种全息光学元件的像重建方法，应用于如上所述的全息光学元件，所述像重建方法包括采用探测光分别照射所述全息光学元件的至少两组干涉条纹以建立至少两种景深的像的步骤，该步骤包括：在所述全息光学元件的一侧设置空间光调制器，该空间光调制器处于形成所述全息光学元件的第一干涉条纹的第一信号光光路的延长线上；采用探测光沿第一参考光的入射方向照射所述第一干涉条纹，所述探测光与所述空间光调制器处于所述全息光学元件的同侧，使所述探测光经所述第一干涉条纹衍射至所述空间光调制器；利用所述空间光调制器对所述探测光的衍射光进行调制，并使调制得到的调制光沿形成所述全息光学元件的第二干涉条纹的第二参考光的入射方向返回至所述全息光学元件，使所述调制光经所述第二干涉条纹衍射至形成所述第二干涉条纹的第二信号光光路的延长线上。其中，所述探测光为所述第一信号光的相干光，所述调制光为所述第二信号光的相干光。
上述全息光学元件的制作方法所能实现的有益效果，与第一方面所提供的全息光学元件所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
第四方面，本发明实施例还提供了一种增强现实眼镜，包括镜框和镜片，所述镜片上设置有上述技术方案中的全息光学元件。
上述增强现实眼镜所能实现的有益效果，与第一方面所提供的全息光学元件所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所提供的全息光学元件制作方法的一组干涉条纹中第一干涉条纹的制作方法示意图。
图2为图1所示的一组干涉条纹中第二干涉条纹的制作方法示意图。
图3为本发明实施例所提供的全息光学元件制作方法的另一组干涉条纹中第一干涉条纹的制作方法示意图。
图4为图3所示的另一组干涉条纹中第二干涉条纹的制作方法示意图。
图5为图1和图2所示的一组干涉条纹的像重建方法示意图。
图6为图3和图4所示的另一组干涉条纹的像重建方法示意图。
图7为图5和图6中像重建后的景深示意图。
图8为压缩光场原理示意图。
附图标记：
1-全息光学元件； 2-透镜；
3-第一信号光； 4-第二信号光；
5-第一参考光； 6-第二参考光；
7-第一探测光； 8-第二探测光；
9-第一像； 10-第二像；
11-偏振层； 12-背光层；
13-液晶屏幕层A； 14-液晶屏幕层B；
SLM1-第一空间光调制器； SLM2-第二空间光调制器。
具体实施方式
下面将结合本发明申请实施例中的附图，对本发明申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明申请保护的范围。
本发明实施例提供了一种全息光学元件，包括基材，及设置于基材上的记录材料层，记录材料层中记录有至少两组干涉条纹，每组干涉条纹包括第一干涉条纹和第二干涉条纹；请参阅图1，第一干涉条纹由分别从记录材料层两侧入射的第一信号光3和第一参考光5形成；请参阅图2，第二干涉条纹由分别从记录材料层两侧入射的第二信号光4和第二参考光6形成，且第二信号光4在入射前经过透镜2。其中，第一信号光3的入射角θ1与第二参考光6的入射角θ1”相等。各组干涉条纹对应的第一信号光3的入射方向各不相同，且各组干涉条纹对应的第二信号光4在入射前所经过的透镜2的焦距各不相等。
需要说明的是，入射角指入射光线与入射表面法线(如图1中垂直于全息光学元件1表面的虚线所示)的夹角，入射方向不同的两束光线其入射角可能相同，例如两束入射光线从入射表面法线的两侧对称入射，其入射角相等。还需要说明的是，所述第一信号光3、第一参考光5、第二信号光4和第二参考光6为平面波，第一参考光5为第一信号光3的相干光，第二参考光6为第二信号光4的相干光。
示例性的，请参阅图1，对于第一组干涉条纹，第一信号光3以θ1的角度从全息光学元件1的记录材料层的左侧入射，第一参考光5以θ1’的角度从全息光学元件1的记录材料层的右侧入射，全息光学元件1的记录材料层中记录下第一干涉条纹。请参阅图2，第二信号光4从全息光学元件1的左侧入射，且入射前经过焦距为f1的透镜2，第二参考光6以θ1”的角度从全息光学元件1的右侧入射，全息光学元件1的记录材料层中记录下第二干涉条纹。由此可以形成具有一组干涉条纹的全息光学元件1。对于第二组干涉条纹，改变第一信号光3、第一参考光5和第二参考光6的入射角度，改变透镜2的焦距，重复上述步骤形成第二组干涉条纹的第一干涉条纹和第二干涉条纹。以此类推，通过改变光束的角度和透镜2的焦距，可以在同一全息光学元件1上形成多组干涉条纹。
本实施例与现有技术相比，现有技术一般通过编程计算机算法或者通过变焦距实现多景深成像，例如调整液晶棱镜中的电压实现变焦进而成多景深的像。本实施例中，全息光学元件1上记录的每一组干涉条纹都可以成一种景深的像，具备多组干涉条纹的全息光学元件1可以成多景深的像，成像方法简单易操作，成本较低。
并且，形成第一干涉条纹的过程相当于制作特定角度反射镜的过程，通过设计第一信号光3和第一参考光5的入射角度，可以使探测光经第一干涉条纹定向衍射至特定的方向，从而使全息光学元件1具备定向反射功能。形成第二干涉条纹的过程中利用了透镜2具有焦点的性质，使成像的位置处于固定位置，人眼只有在与焦距有关的特定位置才可以观察到像，使全息光学元件1具备了透镜2功能。因此本发明的实施例在一个全息光学元件1中集成了多种光学元件的功能，更具有实用性。
另外，本实施例的全息光学元件1中记录不同入射角度信号光的干涉条纹，可以呈现多个角度信号光对应的像，实现全息光学元件1的多角度复用；且不同入射角度信号光的干涉条纹储存于同一全息光学元件1中，可以有效地增大全息光学元件1存储波前信息的容量，提高存储密度。
此外，本实施例的全息光学元件1还具有透明、体积小、厚度薄的优点。本实施例在一个全息光学元件1薄膜里集成多种光学元件的功能，而现有技术是通过具有一定厚度的元件(如液晶棱镜)实现多种光学元件功能的集成。与现有技术相比，本实施例的全息光学元件1厚度薄、透明度高，可以贴敷于增强现实眼镜，用于增强现实眼镜时环境光可以透过全息光学元件1进入人眼与不同景深图像融合，形成丰富的视觉体验。
在一些实施例中，记录材料层的形成材料包括感光树脂、卤化银和重铬酸明胶中的至少一种。
本发明的一些实施例还提供了一种全息光学元件的制作方法，用于制作上述实施例中的全息光学元件1。该全息光学元件1的制作方法，包括在基材上形成记录材料层的步骤，还包括在记录材料层中制作至少两组干涉条纹的步骤，该步骤包括：采用第一信号光3与第一参考光5分别从基材的两侧照射记录材料层，在记录材料层中记录第一干涉条纹；在基材一侧放置透镜2，采用第二信号光4和第二参考光6分别从基材的两侧照射记录材料层，且第二信号光4与透镜2处于基材的同一侧，在记录材料层中记录第二干涉条纹。其中，制作每组干涉条纹时，第一信号光3的入射角与第二参考光6的入射角角度相等；制作不同组干涉条纹时，采用入射方向不同的第一信号光3，且采用焦距不同的透镜2。
需要说明的是，上述制作过程中，第一信号光3、第一参考光5、第二信号光4和第二参考光6为平面波，第一参考光5为第一信号光3的相干光，第二参考光6为第二信号光4的相干光。另外，在制作第二干涉条纹时加入透镜2的作用是，利用透镜2具有焦点的功能，使光线通过全息光学元件1后成像的位置处于特定位置，观察者只有在该特定位置才可以观察到像。采用透镜2参数不同，全息光学元件1成像的位置就不同，从而实现多景深成像功能。多组干涉条纹制作过程中采用的透镜2种类相同，焦距不同，大小等其他规格可以相同或不同。
采用上述方法制作全息光学元件1所能产生的有益效果与本实施例中所述的全息光学元件1的有益效果相同，此处不再赘述。
在一些实施例中，第二信号光4的入射角度根据观察者观察图像时眼睛相对于全息光学元件1的位置及视角确定，例如，观察者观察图像时，眼睛正对全息光学元件1的中心，视角为零，此时设置第二信号光4的入射方向与基材平面相垂直，可使成像位置位于观察者观察的方向；又例如，观察者眼睛位于全息光学元件1基材平面的右侧上方，设置第二信号光4从全息光学元件1基材平面的左侧下方入射，可以使观察者顺利观察到成像。
下面以观察者观察图像时眼睛正对全息光学元件1的中心为例，详细说明全息光学元件1的制作方法。
制作第一组干涉条纹时，包括对第一干涉条纹进行制作的步骤。请参阅图1，第一信号光3以θ1的角度从全息光学元件1的记录材料层的左侧入射，同时第一参考光5以θ1’的角度从全息光学元件1的记录材料层的右侧入射，全息光学元件1的记录材料层中记录下第一干涉条纹。制作第一组干涉条纹时，还包括对第二干涉条纹进行制作的步骤，请参阅图2，在全息光学元件1的基材左侧放置焦距为F1的透镜2，采用第二信号光4从透镜2的左侧照射记录材料层，由于观察者观察图像时眼睛正对全息光学元件1的中心，第二信号光4延图2中的水平方向(全息光学元件1的法线方向)入射；同时采用第二参考光6以θ1”的角度从基材的右侧照射记录材料层，即可在记录材料层中记录第二干涉条纹。其中，第一信号光3的入射角θ1与第二参考光6的入射角θ1”角度相等。
制作第二组干涉条纹时，同样包括对第一干涉条纹的制作。请参阅图3，第一信号光3以θ2的角度从全息光学元件1的记录材料层的左侧入射，同时第一参考光5以θ2’的角度从全息光学元件1的记录材料层的右侧入射，全息光学元件1的记录材料层中记录下第二组干涉条纹的第一干涉条纹。对第二干涉条纹进行制作的步骤，请参阅图4，在全息光学元件1的基材左侧放置焦距为F2的透镜2，采用第二信号光4从透镜2的左侧延水平方向照射记录材料层，同时采用第二参考光6以θ2”的角度从基材的右侧照射记录材料层，即可在记录材料层中记录第二组干涉条纹的第二干涉条纹。其中，第一信号光3的入射角θ2与第二参考光6的入射角θ2”角度相等。
在制作第一、二组干涉条纹的过程中，两个第一信号光3的入射角可以采用不对称的设计，即θ1＝θ1”，θ2＝θ2”，且θ1≠θ2；也可以采用对称设计，即θ1＝θ1”＝θ2＝θ2”，两个第一信号光3以同样的入射角大小入射，但是方向不同。
采用上述方法，改变第一信号光3的入射方向，相应的第一参考光5、第二参考光6入射角也随之改变，同时采用不同焦距的透镜2，可以制作多组干涉条纹，形成多景深的像。
在一些实施例中，不同组干涉条纹的第二参考光6的入射角度差大于或等于0.5°。由于不同组干涉条纹之间具有角度依存性，不同角度全息衍射互不影响，但角度不宜过于相近。角度过近，干涉条纹之间发生微小的衍射，容易形成“鬼影”，影响成像质量，并且实际应用时在参考光发射器需要多个的情况下，发射器之间的安装空间受到限制，角度过于接近会导致发射器无法安装，影响成像效果。
在一些实施例中，透镜2种类包括凸透镜2、凹透镜2和菲涅尔透镜2中的至少一种。制作全息光学元件1过程中使用的透镜2种类不同，像重建后成像种类不同，应用时可根据实际成像需要选择透镜2种类。采用凸透镜2，成多景深实像，成像观察位置与凸透镜2处于全息光学元件1的异侧，多组不同焦距的凸透镜2成多景深的像，且凸透镜2焦距越大，成像位置距离全息光学元件1越远；采用凹透镜2，成多景深虚像，成像观察位置与凹透镜2处于全息光学元件1的同侧，呈现的是放大的虚像，各组像存在放大倍率之间的差异；菲涅尔透镜2相当于多焦点的凸透镜2，采用菲涅尔透镜2成一个主像和多个副像，且成缩小的多景深实像。
在一些实施例中，选用的透镜2的面积等于或大于基材的面积，这样便于在整个基材上记录干涉条纹，增大全息光学元件1可视场的面积。
在一些实施例中，透镜2贴近基材设置，透镜2与基材之间的间距为0～5cm。透镜2与基材的距离如果太远，第一干涉条纹的成像与第二干涉条纹的成像就会不在一个平面，容易产生相差。理想状况下，透镜2应与元件基材合为一体，使基材实现透镜2的功能，实际操作时，透镜2只能尽量贴近基材，不易产生相差。
本发明的一些实施例还提供了一种全息光学元件的像重建方法，应用于如上所述方法制作的全息光学元件1。所述像重建方法包括采用探测光分别照射全息光学元件1的至少两组干涉条纹以建立至少两种景深的像的步骤，该步骤包括：在全息光学元件1的一侧设置空间光调制器(Spatial Light Modulator，简称SLM)，该空间光调制器处于形成全息光学元件1的第一干涉条纹的第一信号光3光路的延长线上；采用探测光沿第一参考光5的入射方向照射第一干涉条纹，探测光与空间光调制器处于全息光学元件1的同侧，使探测光经第一干涉条纹衍射至空间光调制器；利用空间光调制器对探测光的衍射光进行调制，并使调制得到的调制光沿形成全息光学元件1的第二干涉条纹的第二参考光6的入射方向返回至全息光学元件1，使调制光经第二干涉条纹衍射至形成第二干涉条纹的第二信号光4光路的延长线上。其中，探测光为第一信号光3的相干光，调制光为第二信号光4的相干光。
采用上述方法对全息光学元件1进行像重建所能产生的有益效果与本实施例中所述的全息光学元件1的有益效果相同，此处不再赘述。
下面以观察者观察图像时眼睛正对全息光学元件1的中心，且成像为两种景深的像为例，详细说明按照上述实施例制作的全息光学元件1的像重建方法。
请参阅图5，第一种景深的像成像时，利用第一组干涉条纹进行成像。在全息光学元件1的右侧设置第一空间光调制器SLM1，该第一空间光调制器SLM1处于形成第一组干涉条纹的第一干涉条纹的第一信号光3光路的延长线上。在全息光学元件1的右侧，采用第一探测光7沿第一参考光5的入射方向照射第一干涉条纹，入射角为θ1’，使第一探测光7经第一干涉条纹衍射至第一空间光调制器SLM1。利用第一空间光调制器SLM1对第一探测光7的衍射光进行调制，例如对光进行振幅、相位的调制，也可以对每个像素反射多少光进行调制，即调整每个像素的灰阶，从而使出射光呈现不同的像。对第一探测光7的衍射光进行调制后得到第一调制光，第一调制光沿形成第一组干涉条纹的第二干涉条纹的第二参考光6的入射方向(与第一探测光7的衍射光光路方向相反)返回至全息光学元件1，即第一调制光的入射角为θ1”，使第一调制光经第二干涉条纹衍射至形成第二干涉条纹的第二信号光4光路的延长线上(衍射后的第一调制光延水平方向出射)。观察者眼睛处于正对全息光学元件1的中心的方向，可以观察到一种景深的图像，即第一像9。
请参阅图6，第二种景深的像成像时，利用第二组干涉条纹进行成像。在全息光学元件1的右侧设置第二空间光调制器SLM2，该第二空间光调制器SLM2处于形成第二组干涉条纹的第一干涉条纹的第一信号光3光路的延长线上。在全息光学元件1的右侧，采用第二探测光8沿第一参考光5的入射方向照射第一干涉条纹，入射角为θ2’，使第二探测光8经第一干涉条纹衍射至第二空间光调制器SLM2。利用第二空间光调制器SLM2对第二探测光8的衍射光进行调制，并使调制得到的第二调制光沿形成第二组干涉条纹的第二干涉条纹的第二参考光6的入射方向(与第二探测光8的衍射光光路方向相反)返回至全息光学元件1，即第二调制光的入射角为θ2”，使第二调制光经第二干涉条纹衍射至形成第二干涉条纹的第二信号光4光路的延长线上(衍射后的第二调制光延水平方向出射)。观察者眼睛处于正对全息光学元件1的中心的方向，可以观察到另一种景深的图像，即第二像10。
第一像9与第二像10的成像远近关系，与制作全息光学元件1时使用的透镜2焦距有关。例如，制作全息光学元件1时使用的透镜2焦距有F1＞F2，则如图7所示，第一像9的成像位置与全息光学元件1之间的距离大于第二像10的成像位置与全息光学元件1之间的距离。
在一些实施例中，空间光调制器包括振幅型空间光调制器或相位型空间光调制器。如果空间光调制器选用振幅型调制器，例如数字微镜(DMD)，可以成固定景深的像，如图7中的第一像9和第二像10。如果空间光调制器选用相位型空间光调制器(可改变相位的空间光调制器)，如LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)调制器，相位变化会对图像产生影响，呈现的像是复杂的、变景深、图像改变的像。当需要呈现可动态调整的图像时，可选用相位型空间光调制器。
在一些实施例中，全息光学元件的像重建方法还包括：采用多个空间光调制器，重复上述像重建的步骤，形成多束调制光，不同束调制光对不同景深的像进行调制，且使多束调制光的光强满足压缩光场光强调制关系，以形成光场增强现实。所谓光场，就是指光在每一个方向通过每一个点的光量，使用光场技术，可以起到基于距离对物体进行聚焦的效果。普通的增强现实(AR)透过镜片只能呈现平面图像或单一景深的图像，光场增强现实技术可以呈现至少两个景深的图像。
按照如上所述的步骤进行全息光学元件的制作和像重建之后，呈现出的如图7所示的图像景深是固定的景深；如果形成光场增强现实，通过人眼观察调制的光场时，所感觉到的景深比图7中所示的景深要大，与图7中的景深相比，压缩光场景深是一个连续的范围，不是两个固定的点，景深更广。因此形成光场增强现实，观察者可观察到连续景深的像，视觉感觉景深更广，提升用户体验。
压缩光场的原理请参阅图8，光场系统通常设置背光层12、偏振层11和多个液晶屏幕，使用液晶屏幕作为多层光场显示的空间光调制单元，它可以通过层与层之间对应像素甚至亚像素位置的灰度值来调制入射光线(来自于背光层12)的光强，每层液晶屏幕对应像素的灰度值决定了光强传输率。请参阅图8，α1，α2，β1分别为液晶屏幕层A 13和液晶屏幕层B14的像素位置，假设有两束光线穿过液晶屏幕层A 13和液晶屏幕层B 14，这两束光线的输出光强可以表示成
Iout(α1,β1)＝Iin×TA(α1)×TB(β1)
Iout(α2,β1)＝Iin×TA(α2)×TB(β1)
其中，TA(α1)和TA(α2)分别表示液晶屏幕层A 13在α1和α2位置的光强传输率，同样的，TB(β1)表示在β1位置的光强传输率，因此两束光线具有不同的光强。基于这一模型，虽然不同的光线会经过某一液晶屏的相同像素，但是他们必将经过相隔一定距离的另一层屏幕的不同像素，并因此实现了不同光场强度信息。根据这一原理，可以利用控制不同液晶屏的显示像素来实现光场的调控。
对应到本实施例中，图7中的第一像9和第二像10，可以假设为两个液晶屏，第一像9和第二像10起到了压缩光场的原理中液晶屏的作用，相当于在两个固定的位置设置两个液晶屏，穿过两个液晶屏的光可以互相调制。第一个液晶屏(第一像9)显示了一个图像，第二个液晶屏(第二像10)起到像素开关的作用，每个像素的开关和灰度通过空间光调制器的算法设定，进而获得每条光线的光路方向，从而形成一个特定的光场。如果后期不对空间光调制器设置任何算法，人眼直接观察，看到的是两个景深的像，是一个断层的光场；如果两个空间光调制器之间设置了算法，通过空间光调制器控制每个像素的亮暗和灰度，就可以形成一个连续的压缩光场，压缩光场景深是一个范围，不是两个固定的点，景深更广。
穿过两个液晶屏(两个像)的光在调制的时候，光线方向不是唯一确定的，前面屏上的一个点，可能对应后面屏上的两个点或多个点，相当于像素多用，光线的方向不是唯一的。在光线方向不唯一确定的情况下，光场的景深深度就不够深。三层屏(三个像)时，三点一线对光线方向的确定情况更加准确，光线通过每一层屏上的点唯一确定之后，就可以调制出无穷大的景深。实际应用中由于像素数量是有限的，三层屏也不能唯一确定所有的光线方向，所以屏数(成像数)越多，调制的效果越好。每一层屏(每个像)对应设置一个空间光调制器，多层屏(多个像)就需要设置多个空间光调制器。形成压缩光场的过程中每个空间光调制器互相配合，反射的调制光不断变化，就可以形成一个动态变化的图像。
本发明的一些实施例还提供了一种增强现实眼镜，包括镜框和镜片，镜片上设置如上所述的全息光学元件1。上述全息光学元件1轻薄、透明，可以直接贴敷于镜片上，操作简单方便，并且上述全息光学元件1可实现多景深图像同时调制，因此全息光学元件1在呈现其调制的多景深图像的同时，外界环境光也可以透过全息光学元件1进入人眼，从而与多景深图像融合，呈现出更丰富的图像信息。
在一些实施例中，增强现实眼镜还包括探测光发射器和空间光调制器，二者设置在镜框上，可以通过卡扣连接、粘贴连接或固定连接等可行的方式连接。探测光发射器和空间光调制器设置的位置和角度根据其出射光线所需的实际方向和角度设置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种全息光学元件，包括基材，及设置于所述基材上的记录材料层，其特征在于，所述记录材料层中记录有至少两组干涉条纹，每组所述干涉条纹包括第一干涉条纹和第二干涉条纹；所述第一干涉条纹由分别从所述记录材料层两侧入射的第一信号光和第一参考光形成；所述第二干涉条纹由分别从所述记录材料层两侧入射的第二信号光和第二参考光形成，且所述第二信号光在入射前经过透镜；
所述第一信号光的入射角与所述第二参考光的入射角相等；
各组所述干涉条纹对应的第一信号光的入射方向各不相同，且各组所述干涉条纹对应的第二信号光在入射前所经过的透镜的焦距各不相等。
2.根据权利要求1所述的全息光学元件，其特征在于，所述记录材料层的形成材料包括感光树脂、卤化银和重铬酸明胶中的至少一种。
3.一种全息光学元件的制作方法，包括在基材上形成记录材料层的步骤，其特征在于，所述制作方法还包括在所述记录材料层中制作至少两组干涉条纹的步骤，该步骤包括：
采用第一信号光与第一参考光分别从所述基材的两侧照射所述记录材料层,在所述记录材料层中记录第一干涉条纹；在所述基材一侧放置透镜，采用第二信号光和第二参考光分别从所述基材的两侧照射所述记录材料层，且所述第二信号光与所述透镜处于所述基材的同一侧，在所述记录材料层中记录第二干涉条纹；
其中，制作每组所述干涉条纹时，所述第一信号光的入射角与所述第二参考光的入射角角度相等；
制作不同组所述干涉条纹时，采用入射方向不同的第一信号光，且采用焦距不同的透镜。
4.根据权利要求3所述的全息光学元件的制作方法，其特征在于，所述第二信号光的入射角度根据观察者观察图像时眼睛相对于全息光学元件的位置及视角确定。
5.根据权利要求4所述的全息光学元件的制作方法，其特征在于，观察者眼睛正对全息光学元件中心，所述第二信号光的入射方向与基材平面相垂直。
6.根据权利要求3所述的全息光学元件的制作方法，其特征在于，不同组第二参考光的入射角度差大于或等于0.5°。
7.根据权利要求3所述的全息光学元件的制作方法，其特征在于，所述透镜包括凸透镜、凹透镜和菲涅尔透镜中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的全息光学元件的制作方法，其特征在于，所述透镜的面积等于或大于所述基材的面积。
9.根据权利要求3所述的全息光学元件的制作方法，其特征在于，所述透镜贴近所述基材设置，所述透镜与所述基材之间的间距为0～5cm。
10.一种全息光学元件的像重建方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的全息光学元件，所述像重建方法包括采用探测光分别照射所述全息光学元件的至少两组干涉条纹以建立至少两种景深的像的步骤，该步骤包括：
在所述全息光学元件的一侧设置空间光调制器，该空间光调制器处于形成所述全息光学元件的第一干涉条纹的第一信号光光路的延长线上；
采用探测光沿第一参考光的入射方向照射所述第一干涉条纹，所述探测光与所述空间光调制器处于所述全息光学元件的同侧，使所述探测光经所述第一干涉条纹衍射至所述空间光调制器；
利用所述空间光调制器对所述探测光的衍射光进行调制，并使调制得到的调制光沿形成所述全息光学元件的第二干涉条纹的第二参考光的入射方向返回至所述全息光学元件，使所述调制光经所述第二干涉条纹衍射至形成所述第二干涉条纹的第二信号光光路的延长线上；
其中，所述探测光为所述第一信号光的相干光，所述调制光为所述第二信号光的相干光。
11.根据权利要求10所述的全息光学元件的像重建方法，其特征在于，所述空间光调制器包括振幅型空间光调制器或相位型空间光调制器。
12.根据权利要求10所述的全息光学元件的像重建方法，其特征在于，还包括：采用多个所述空间光调制器，重复如权利要求10所述的步骤，形成多束调制光，不同束所述调制光对不同景深的像进行调制，且使多束所述调制光的光强满足压缩光场光强调制关系，以形成光场增强现实。
13.一种增强现实眼镜，包括镜框和镜片，其特征在于，所述镜片上设置有如权利要求1所述的全息光学元件。
14.根据权利要求13所述的增强现实眼镜，其特征在于，所述增强现实眼镜还包括探测光发射器和空间光调制器，二者设置在所述镜框上。
CN201810549783.7A 2018-05-31 2018-05-31 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜 Active CN110554593B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810549783.7A CN110554593B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜
EP19810947.2A EP3805867A4 (en) 2018-05-31 2019-05-24 HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR MAKING IT, IMAGE RECONSTRUCTION METHOD AND AUGMENTED REALITY GLASSES
PCT/CN2019/088404 WO2019228280A1 (zh) 2018-05-31 2019-05-24 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜
US16/615,215 US11320785B2 (en) 2018-05-31 2019-05-24 Holographic optical element and manufacturing method thereof, image reconstruction method and augmented reality glasses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810549783.7A CN110554593B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110554593A CN110554593A (zh) 2019-12-10
CN110554593B true CN110554593B (zh) 2021-01-26

Family

ID=68696807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810549783.7A Active CN110554593B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11320785B2 (zh)
EP (1) EP3805867A4 (zh)
CN (1) CN110554593B (zh)
WO (1) WO2019228280A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113448086A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 光宝电子(广州)有限公司 可调整成像位置的抬头显示器
US11913776B2 (en) * 2021-01-06 2024-02-27 Applied Materials, Inc. Interference in-sensitive Littrow system for optical device structure measurement
CN117677905A (zh) * 2021-06-15 2024-03-08 歌尔股份有限公司 复制全息图的方法和全息图光学元件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790284A (en) * 1993-06-01 1998-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Display apparatus and displaying method for image display producing stereoscopic effect
EP1859408B1 (en) * 2005-03-16 2009-03-25 Consiglio Nazionale delle Ricerche Holographic method with numerical reconstruction for obtaining an image of a three-dimensional object in which even points out of the depth of field are in focus, and holographic apparatus using such a method
CN106662731A (zh) * 2014-03-05 2017-05-10 亚利桑那大学评议会 可佩戴3d增强现实显示器
CN106909217A (zh) * 2017-01-17 2017-06-30 深圳市幻实科技有限公司 一种增强现实的全息投影交互方法、装置及系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000063729A1 (en) * 1999-04-15 2000-10-26 Gilson Greyson H Method and apparatus for reference distribution aerial image formation
US7092133B2 (en) * 2003-03-10 2006-08-15 Inphase Technologies, Inc. Polytopic multiplex holography
JP3944501B2 (ja) * 2004-09-29 2007-07-11 株式会社東芝 ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法
US20090279406A1 (en) * 2005-08-30 2009-11-12 Pioneer Corporation Hologram recording and reproducing system
WO2008061259A2 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Celloptic, Inc. System, apparatus and method for extracting three-dimensional information of an object from received electromagnetic radiation
JP2010165423A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Sony Corp 記録再生方法、ホログラム記録媒体
US20130038916A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Method of making multiplexed transmission holograms
JP5753768B2 (ja) * 2011-11-18 2015-07-22 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 光情報記録装置、光情報再生装置、光情報記録再生装置、光情報記録方法、光情報再生方法および光情報記録再生方法
KR101859663B1 (ko) * 2011-11-24 2018-06-29 삼성전자주식회사 홀로그래피 소자, 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치 및 홀로그래피 영상 처리 방법
CN102411298B (zh) * 2011-11-30 2014-11-05 昆明理工大学 一种三维实时超分辨数字全息记录方法
TWI452453B (zh) * 2012-04-13 2014-09-11 E Lon Optronics Co Ltd 彩色全像影像的合成系統
JP5868494B2 (ja) * 2012-04-23 2016-02-24 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 光情報記録再生装置、および光情報記録再生方法、および再生装置
CN102768410B (zh) * 2012-07-26 2015-09-02 李志扬 一种基于光学波前重建的相干三维立体显示装置
CN102841448B (zh) * 2012-09-13 2014-09-10 东南大学 一种多屏幕成像的立体显示器的成像方法
JP2015056194A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社日立エルジーデータストレージ 光情報再生装置、及び参照光調整方法
CN109445095B (zh) * 2013-11-27 2021-11-23 奇跃公司 虚拟和增强现实系统与方法
CN106662754B (zh) * 2014-05-30 2021-05-25 奇跃公司 用于采用虚拟或增强现实装置生成虚拟内容显示的方法和系统
CN106154797B (zh) * 2016-09-09 2018-12-18 京东方科技集团股份有限公司 一种全息显示面板、全息显示装置及其显示方法
US10108144B2 (en) * 2016-09-16 2018-10-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Holographic wide field of view display
KR101894017B1 (ko) 2016-11-08 2018-08-31 서울대학교산학협력단 홀로그래픽 광학 소자의 제조 장치 및 홀로그램 재생 장치
CN107894666B (zh) * 2017-10-27 2021-01-08 杭州光粒科技有限公司 一种头戴式多深度立体图像显示系统及显示方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790284A (en) * 1993-06-01 1998-08-04 Canon Kabushiki Kaisha Display apparatus and displaying method for image display producing stereoscopic effect
EP1859408B1 (en) * 2005-03-16 2009-03-25 Consiglio Nazionale delle Ricerche Holographic method with numerical reconstruction for obtaining an image of a three-dimensional object in which even points out of the depth of field are in focus, and holographic apparatus using such a method
CN106662731A (zh) * 2014-03-05 2017-05-10 亚利桑那大学评议会 可佩戴3d增强现实显示器
CN106909217A (zh) * 2017-01-17 2017-06-30 深圳市幻实科技有限公司 一种增强现实的全息投影交互方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
US11320785B2 (en) 2022-05-03
US20210356910A1 (en) 2021-11-18
EP3805867A1 (en) 2021-04-14
WO2019228280A1 (zh) 2019-12-05
EP3805867A4 (en) 2022-03-02
CN110554593A (zh) 2019-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7775666B2 (en) Three-dimensional image communication terminal and projection-type three-dimensional image display apparatus
US11740460B2 (en) Optical systems with multi-layer holographic combiners
EP0590913B1 (en) Stereoscopic display method and apparatus
JP2023510478A (ja) 折り返しの光路のためのホログラフィック光学素子を備える光学アセンブリ
KR101894017B1 (ko) 홀로그래픽 광학 소자의 제조 장치 및 홀로그램 재생 장치
JP2022521675A (ja) 光拡大カプラを備える光学システム
CN110554593B (zh) 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜
JPH0667591A (ja) ホログラムの作成および立体表示方法並びに立体表示装置
TW200839289A (en) Electronic wavefront device and method of electronically rendering a wavefront
CN103105634B (zh) 薄的平坦式会聚透镜
US20130065159A1 (en) Color holographic optical element
US6212007B1 (en) 3D-display including cylindrical lenses and binary coded micro-fields
US20020101657A1 (en) Stereoscopic display device
JP3270332B2 (ja) 三次元像投写装置
JPH11510614A (ja) 三次元画像を形成し再生する方法及びその装置
KR20190115215A (ko) 홀로그래픽 디스플레이 장치, 홀로그램 광학 시스템 및 홀로그램 영상 기록 방법
KR102099142B1 (ko) 공간 광 변조 패널 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치
Lee et al. Display Techniques for Augmented Reality and Virtual Reality
KR101980353B1 (ko) 박막 평판형 수렴 렌즈
KR102374014B1 (ko) 3차원 영상투사용 홀로그래픽 스크린의 제작장치 및 제작방법
US20220253017A1 (en) Beam expanding film and holographic display apparatus including the same
JPH01302376A (ja) 画像情報処理装置及び画像情報記録装置
JPH0478977B2 (zh)
Luo Breaking Through the Fov Limit of Augmented Reality Near-To-Eye Display with High Resolution by Digital Micromirror Device and Volume Hologram Grating
KR101462330B1 (ko) 전자 홀로그래픽 디스플레이의 상 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant