CN110749999A - 具有减少的色差的全息显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全息显示装置，该全息显示装置包括：配置为发射光的光源，该光包括第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光；空间光调制器，配置为形成全息图案以调制从光源发射的光并产生全息图像；聚焦光学系统，配置为聚焦全息图像。聚焦光学系统包括具有固定焦距的固定焦距光学系统、以及具有通过电控制改变的焦距的可变焦距光学系统。固定焦距光学系统配置为将第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光分别聚焦在光轴上的不同位置，以消除由可变焦距光学系统引起的色差。

Description

具有减少的色差的全息显示装置

技术领域

本公开的示例实施方式涉及全息显示装置，更具体地，涉及具有减少的色差的全息显示装置。

背景技术

诸如眼镜型方法和非眼镜型方法的实现三维(3D)图像的方法被广泛使用。眼镜型方法的示例包括偏振眼镜型方法和快门眼镜型方法，非眼镜型方法的示例包括透镜方法和视差屏障方法。这些方法使用双目视差，并且增加视点的数量受到限制。此外，由于大脑感知到的深度与眼睛的焦深之间的差异，这些方法会使观看者感到疲劳。

近来，全息显示技术已经逐渐投入实际使用，全息显示技术是能够将大脑感知到的深度与眼睛的焦深匹配为一致并提供全视差的3D图像显示方法。根据全息显示技术，当参考光照射到其上记录有通过参考光与从原始物体反射的物光之间的干涉而获得的干涉图案的全息图案上时，参考光被衍射并且原始物体的图像被再现。当使用商业化的全息显示技术时，计算机生成的全息图(CGH)，而不是通过将原始物体直接曝光而获得的全息图案，作为电信号被提供给空间光调制器。然后，空间光调制器形成全息图案并根据输入的CGH信号衍射参考光，从而产生3D图像。

发明内容

一个或更多个示例实施方式提供了具有减少的色差的全息显示装置。

额外的方面将在以下描述中被部分地阐述且将部分地自该描述明显，或者可以通过对示例实施方式的实践而被了解。

根据一示例实施方式的一方面，提供了一种全息显示装置，该全息显示装置包括：配置为发射光的光源，该光包括第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光；空间光调制器，配置为形成全息图案以调制从光源发射的光并产生全息图像；以及聚焦光学系统，配置为聚焦全息图像，其中聚焦光学系统包括具有固定焦距的固定焦距光学系统和具有通过电控制改变的焦距的可变焦距光学系统，其中固定焦距光学系统配置为将第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光分别聚焦在光轴上的不同位置，以消除由可变焦距光学系统引起的色差。

固定焦距光学系统和可变焦距光学系统的每个可以具有正屈光力。

固定焦距光学系统可以包括：第一透镜组，配置为将第一波长的第一光聚焦在光轴上的第一位置；第二透镜组，配置为将第二波长的第二光聚焦在光轴上的与第一位置不同的第二位置；以及第三透镜组，配置为将第三波长的第三光聚焦在光轴上的分别与第一位置和第二位置不同的第三位置。

光源与第一位置之间的距离可以小于光源与第二位置之间的距离，光源与第二位置之间的距离可以小于光源与第三位置之间的距离，第三波长可以比第二波长长，第二波长可以比第一波长长。

光源与第一透镜组之间的距离可以小于光源与第二透镜组之间的距离，并且光源与第二透镜组之间的距离可以小于光源与第三透镜组之间的距离。

可变焦距光学系统可以包括可变焦距衍射透镜元件，该可变焦距衍射透镜元件对于第一波长的第一光具有第一焦距，对于第二波长的第二光具有第二焦距，并且对于第三波长的第三光具有第三焦距，第一焦距可以比第二焦距长，第二焦距可以比第三焦距长。

第一位置、第二位置和第三位置可以分别被选择，以消除由可变焦距衍射透镜元件引起的色差以使其在可变焦距衍射透镜元件的焦距调节范围内。

第一透镜组可以包括第一波长选择偏振转换元件和第一各向异性衍射透镜元件，第二透镜组可以包括第二波长选择偏振转换元件和第二各向异性衍射透镜元件，第三透镜组可以包括第三波长选择偏振转换元件和第三各向异性衍射透镜元件。

第一波长选择偏振转换元件、第一各向异性衍射透镜元件、第二波长选择偏振转换元件、第二各向异性衍射透镜元件、第三波长选择偏振转换元件和第三各向异性衍射透镜元件可以沿着光轴在远离光源的方向上顺序地布置。

第一波长选择偏振转换元件可以配置为使第一波长的第一光偏振为具有第一线偏振分量并且使第二波长的第二光和第三波长的第三光偏振为具有与第一线偏振分量正交的第二线偏振分量，第二波长选择偏振转换元件可以配置为使第二波长的第二光偏振为具有第一线偏振分量并且使第一波长的第一光和第三波长的第三光偏振为具有第二线偏振分量，第三波长选择偏振转换元件可以配置为使第三波长的第三光偏振为具有第一线偏振分量并且使第一波长的第一光和第二波长的第二光偏振为具有第二线偏振分量。

第一各向异性衍射透镜元件、第二各向异性衍射透镜元件和第三各向异性衍射透镜元件中的每个可以分别配置为聚焦第一线偏振分量的光并且在没有衍射的情况下透射第二线偏振分量的光。

固定焦距光学系统还可以包括第四波长选择偏振转换元件，该第四波长选择偏振转换元件配置为分别使第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光偏振为具有相同的线偏振分量。

第一波长选择偏振转换元件可以配置为使第一波长的第一光偏振为具有第一圆偏振分量并且使第二波长的第二光和第三波长的第三光偏振为具有与第一圆偏振分量相反的第二圆偏振分量，第二波长选择偏振转换元件可以配置为使第二波长的第二光偏振为具有第一圆偏振分量并且使第一波长的第一光和第三波长的第三光偏振为具有第二圆偏振分量，第三波长选择偏振转换元件可以配置为使第三波长的第三光偏振为具有第一圆偏振分量并且使第一波长的第一光和第二波长的第二光偏振为具有第二圆偏振分量。

第一各向异性衍射透镜元件、第二各向异性衍射透镜元件和第三各向异性衍射透镜元件中的每个可以分别配置为聚焦第一圆偏振分量的光并且在没有衍射的情况下透射第二圆偏振分量的光。

固定焦距光学系统还可以包括第四波长选择偏振转换元件，该第四波长选择偏振转换元件配置为使第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光偏振为具有相同的圆偏振分量。

固定焦距光学系统可以具有正屈光力，可变焦距光学系统可以具有负屈光力。

固定焦距光学系统可以包括固定焦距衍射透镜元件，该固定焦距衍射透镜元件对于第一波长的第一光具有第一焦距，对于第二波长的第二光具有第二焦距，并且对于第三波长的第三光具有第三焦距，第一焦距可以比第二焦距长，第二焦距可以比第三焦距长。

可变焦距光学系统可以包括可变焦距衍射透镜元件，其中由可变焦距衍射透镜元件引起的色差与由固定焦距衍射透镜元件引起的色差相反，并且由可变焦距衍射透镜元件引起的色差被选择，以在可变焦距衍射透镜元件的焦距调节范围内消除由固定焦距衍射透镜元件引起的色差。

全息显示装置还可以包括配置为追踪观看者的瞳孔位置的眼球追踪器。

光源可以包括：第一光源，配置为生成与第一视点对应的第一全息图像；以及第二光源，配置为生成与第二视点对应的第二全息图像，第二视点不同于第一视点。

全息显示装置还可以包括致动器，该致动器配置为基于眼球追踪器追踪到的观看者的瞳孔位置而调节第一光源和第二光源的位置。

全息显示装置还可以包括配置为将从光源发射的光传输到空间光调制器的照明光学系统。

照明光学系统包括：导光板，其可以包括输入耦合器和输出耦合器；以及光束偏转器，配置为将从光源发射的光传输到输入耦合器，其中光束偏转器可以配置为基于眼球追踪器追踪到的观看者的瞳孔位置而调节入射在输入耦合器上的光的入射角。

第一位置与第二位置之间的距离可以等于第一焦距与第二焦距之间的差值，并且第二位置与第三位置之间的距离可以等于第二焦距与第三焦距之间的差值。

根据一示例实施方式的一方面，提供了一种全息显示装置，该全息显示装置包括：配置为发射光的光源，该光包括第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光；空间光调制器，配置为形成全息图案以调制从光源发射的光并产生全息图像；以及聚焦光学系统，配置为聚焦全息图像，其中聚焦光学系统包括具有固定焦距的固定焦距光学系统以及可变焦距光学系统，该可变焦距光学系统对于第一波长的第一光具有第一焦距、对于第二波长的第二光具有第二焦距并对于第三波长的第三光具有第三焦距，其中固定焦距光学系统配置为将第一波长的第一光、第二波长的第二光、第三波长的第三光分别聚焦在光轴上的第一位置、第二位置和第三位置，第一位置、第二位置、第三位置彼此不同，以及其中第一位置与第二位置之间的距离等于第一焦距与第二焦距之间的差值，并且第二位置与第三位置之间的距离等于第二焦距与第三焦距之间的差值。

固定焦距光学系统可以包括：第一透镜组，配置为将第一波长的第一光聚焦在第一位置；第二透镜组，配置为将第二波长的第二光聚焦在第二位置；以及第三透镜组，配置为将第三波长的第三光聚焦在第三位置。

第一透镜组与光源之间的距离可以小于第二透镜组与光源之间的距离，并且第二透镜组与光源之间的距离可以小于第三透镜组与光源之间的距离。

附图说明

以上和/或另外的方面将由以下结合附图对示例实施方式的描述变得明显并且更容易理解，附图中：

图1是根据一示例实施方式的全息显示装置的配置；

图2是根据一示例实施方式的由具有正屈光力的可变焦距衍射透镜元件引起的色差的示例的剖视图；

图3是根据一示例实施方式的具有正屈光力的固定焦距光学系统的配置和操作的剖视图；

图4是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统的配置和操作的示例的剖视图；

图5是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统的配置和操作的示例的剖视图；

图6是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统的配置和操作的示例的剖视图；

图7是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统的配置和操作的示例的剖视图；

图8是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统的配置和操作的示例的剖视图；

图9是根据一示例实施方式的通过固定焦距光学系统和可变焦距光学系统的组合减少色差的示例的剖视图；

图10是根据一示例实施方式的由可变焦距光学系统的焦距变化引起的色差变化的示例的剖视图；

图11是根据一示例实施方式的由具有正屈光力的固定焦距衍射透镜元件引起的色差的示例的剖视图；

图12是根据一示例实施方式的由具有负屈光力的可变焦距衍射透镜元件引起的色差的示例的剖视图；

图13是根据一示例实施方式的通过固定焦距光学系统和可变焦距光学系统的组合减少色差的示例的剖视图；以及

图14是根据一示例实施方式的全息显示装置的配置。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述具有减少的色差的全息显示装置。相同的附图标记始终指相同的元件。在附图中，为了清楚起见，构成元件的尺寸可以被夸大。下面描述的示例实施方式仅是示例性的，并且可以由示例实施方式进行各种修改。在下面描述的层结构中，诸如“在……上方”或“在……上”的表述不仅可以包括“以接触方式直接在……上/下/左/右”的含义，而且也可以包括“以非接触方式在……上/下左/右”的含义。

当在此使用时，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任何及所有组合。还将理解，这里使用的术语“包括”和/或“包含”表明所述特征或元件的存在，但不排除一个或更多个另外的特征或元件的存在或添加。诸如“……中的至少一个”的表述当在一列元素之后时，修饰整列元素而不修饰该列中的个别元素。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应被理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c两者或者包括a、b和c的全部。

图1示出根据一示例实施方式的全息显示装置的配置。参照图1，根据一示例实施方式的全息显示装置100可以包括：用于发光的光源110；空间光调制器120，形成用于调制入射光以再现全息图像的全息图案；聚焦光学系统150，将全息图像聚焦在一空间上；以及图像处理器160，根据将再现的全息图像生成全息信号并将该全息信号提供给空间光调制器120。此外，全息显示装置100还可以包括：眼球追踪器170，追踪观看者的瞳孔位置；以及致动器180，响应于由眼球追踪器170追踪到并提供的关于观看者的瞳孔位置的信息而驱动光源110。

光源110可以包括：第一光源110L，用于将形成在观看者左眼中的全息图像；以及第二光源110R，用于将形成在观看者右眼中的全息图像。第一光源110L和第二光源110R的每个可以被布置为提供倾斜地入射在空间光调制器120上的照明光。例如，第一光源110L可以相对于空间光调制器120位于观看者左眼的相反侧上，第二光源110R可以相对于空间光调制器120位于观看者右眼的相反侧上。

第一光源110L和第二光源110R还可以包括激光二极管，以提供具有相对高的相干性的照明光。然而，示例实施方式不限于此。例如，第一光源110L和第二光源110R还可以包括发光二极管(LED)，因为当照明光具有一定程度的空间相干性时，照明光可以被空间光调制器120充分地衍射和调制。除LED之外，还可以使用任何其它光源，只要该光源发射具有空间相干性的光。图1显示了第一光源110L和第二光源110R的每个中的一个作为示例，但是第一光源110L和第二光源110R可以包括多个光源的阵列。

空间光调制器120可以形成全息图案，以根据从图像处理器160提供的全息信号调制并衍射从光源110发射的照明光。空间光调制器120可以使用以下中的任何一种：能够仅执行相位调制的相位调制器、能够仅执行幅度调制的幅度调制器、以及能够执行相位调制和幅度调制两者的复合调制器。作为一示例，空间光调制器120在图1中被示出为透射式空间光调制器，然而，示例实施方式不限于此，也可以使用反射式空间光调制器。空间光调制器120可以使用基于诸如镓砷化物(GaAs)的化合物半导体的半导体调制器或液晶器件(LCD)作为透射式空间光调制器。空间光调制器120可以使用例如数字微镜器件(DMD)、硅上液晶(LCoS)或半导体调制器作为反射式空间光调制器。

图像处理器160可以配置为根据将提供给观看者的全息图像生成全息信号，将该全息信号提供给空间光调制器120，以及控制光源110的操作。例如，图像处理器160可以控制打开和关闭第一光源110L和第二光源110R。图像处理器160可以使用软件实现，或者可以以其中嵌入了这种软件的功能的半导体芯片的形式实现。

眼球追踪器170可以通过相机等获得观看者的图像，检测图像中的观看者的瞳孔，并分析观看者瞳孔的位置。眼球追踪器170可以实时追踪观看者瞳孔的位置变化并将结果提供给图像处理器160。然后，图像处理器160可以响应于从眼球追踪器170提供的关于观看者瞳孔位置的信息而生成全息信号。例如，图像处理器160可以根据归因于观看者的位置变化的视点变化而生成全息信号，并且可以将生成的全息信号提供给空间光调制器120。此外，图像处理器160可以通过控制致动器180改变第一光源110L和第二光源110R的位置，以使照明光朝向观看者的瞳孔位置移动。

聚焦光学系统150配置为聚焦通过空间光调制器120调制照明光而形成的再现光，以在预定空间上形成全息图像。例如，聚焦光学系统150可以将再现光聚焦在观看者的瞳孔位置上。

聚焦光学系统150可以包括具有固定焦距的固定焦距光学系统140和焦距通过电控制改变的可变焦距光学系统130。可变焦距光学系统130可以响应于观看者与全息显示装置100之间的距离的变化而改变焦距。例如，当从眼球追踪器170接收到观看者正远离全息显示装置100移动的信息时，可变焦距光学系统130可以增大焦距。另一方面，当接收到观看者正接近全息显示装置100的信息时，可变焦距光学系统130可以减小焦距。

当折射透镜元件用作固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130时，聚焦光学系统150的体积会更大。结果，制造相对薄的全息显示装置100会变得更加困难。根据示例实施方式，为了减小全息显示装置100的厚度，可以使用衍射透镜元件作为固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130。例如，可变焦距光学系统130可以包括包含液晶面板的可变焦距衍射透镜元件。可变焦距衍射透镜元件可以通过被配置为调节穿过液晶面板的光的相位而用作菲涅耳透镜。例如，液晶面板中的液晶可以形成诸如同心圆的几何相控阵，使得可变焦距衍射透镜元件用作透镜，并且焦距可以通过改变液晶的相控阵来调节。

此外，根据一示例实施方式，固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130两者可以具有正屈光力。例如，固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130两者可以用作凸透镜。因为穿过衍射透镜元件的光的衍射角与入射光的波长长度成比例，所以当光透过像凸透镜那样起作用的衍射透镜元件时，衍射透镜元件通常引起与由折射透镜引起的色差相反的色差。例如，图2是由用作可变焦距光学系统130的具有正屈光力的可变焦距衍射透镜元件引起的色差的示例的剖视图。参照图2，当具有第一波长的光L1、具有比第一波长长的第二波长的光L2和具有比第二波长长的第三波长的光L3入射在可变焦距衍射透镜元件上时，具有最长的第三波长的光L3以最大的角度被衍射，而具有最短的第一波长的光L1以最小的角度被衍射。然后，第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3在光轴OX上聚焦的位置被改变。例如，可变焦距衍射透镜元件对于红光的焦距可以是最短的，而可变焦距衍射透镜元件对于蓝光的焦距可以是最长的。

为了补偿由包括可变焦距衍射透镜元件的可变焦距光学系统130引起的色差，固定焦距光学系统140可以被配置为分别将第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3聚焦在光轴OX上的不同位置。例如，图3是根据一示例实施方式的具有正屈光力的固定焦距光学系统140的配置和操作的剖视图。参照图3，固定焦距光学系统140可以包括：第一透镜组141，将第一波长的光L1聚焦在光轴OX上的第一位置P1；第二透镜组142，将第二波长的光L2聚焦在光轴OX上的与第一位置P1不同的第二位置P2；以及第三透镜组143，将第三波长的光L3聚焦在光轴OX上的与第一位置P1和第二位置P2不同的第三位置P3。第一透镜组141在没有衍射的情况下透射第二波长的光L2和第三波长的光L3，第二透镜组142在没有衍射的情况下透射第一波长的光L1和第三波长的光L3，第三透镜组143在没有衍射的情况下透射第一波长的光L1和第二波长的光L2。

第一位置P1、第二位置P2和第三位置P3被选择以消除由可变焦距光学系统130引起的色差。例如，因为可变焦距衍射透镜元件对于第三波长的光L3的焦距是最短的，所以与第一位置P1和第二位置P2相比，第三位置P3被布置得离可变焦距衍射透镜元件最远。换言之，光源110与第一位置P1之间的距离可以小于光源110与第二位置P2之间的距离，光源110与第二位置P2之间的距离可以小于光源110与第三位置P3之间的距离。此外，光轴OX上的第一位置P1和第二位置P2之间的距离D1可以等于可变焦距衍射透镜元件对于第一波长的光L1的焦距与可变焦距衍射透镜元件对于第二波长的光L2的焦距之间的差值。此外，光轴OX上的第二位置P2和第三位置P3之间的距离D2可以等于可变焦距衍射透镜元件对于第二波长的光L2的焦距与可变焦距衍射透镜元件对于第三波长的光L3的焦距之间的差值。

为此，第一透镜组141、第二透镜组142和第三透镜组143可以布置在光轴OX上的不同位置。例如，光源110与第一透镜组141之间的距离可以小于光源110与第二透镜组142之间的距离，光源110与第二透镜组142之间的距离可以小于光源110与第三透镜组143之间的距离。换言之，第一透镜组141、第二透镜组142和第三透镜组143可以在从光源110发射的照明光的行进方向上顺序地布置。

第一透镜组141对于第一波长的光L1的焦距、第二透镜组142对于第二波长的光L2的焦距和第三透镜组143对于光L3的焦距可以彼此相等，但不限于此。第一透镜组141、第二透镜组142和第三透镜组143在光轴OX上的具体位置可以根据第一透镜组141、第二透镜组142和第三透镜组143的焦距以及第一位置P1、第二位置P2和第三位置P3来确定。当第一透镜组141对于第一波长的光L1的焦距、第二透镜组142对于第二波长的光L2的焦距和第三透镜组143对于光L3的焦距彼此相等时，第一透镜组141与第二透镜组142之间的距离d1可以等于第一位置P1与第二位置P2之间的距离D1。第二透镜组142与第三透镜组143之间的距离d2可以与第二位置P2和第三位置P3之间的距离D2相同。

为了使第一透镜组141、第二透镜组142和第三透镜组143分别仅聚焦第一波长的对应光L1、第二波长的对应光L2和第三波长的对应光L3，第一透镜组141、第二透镜组142和第三透镜组143可以以各种方式配置。例如，图4是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统140的配置和操作的示例的剖视图。参照图4，第一透镜组141可以包括第一波长选择偏振转换元件141a和第一各向异性衍射透镜元件141b，第二透镜组142可以包括第二波长选择偏振转换元件142a和第二各向异性衍射透镜元件142b，第三透镜组143可以包括第三波长选择偏振转换元件143a和第三各向异性衍射透镜元件143b。第一波长选择偏振转换元件141a、第一各向异性衍射透镜元件141b、第二波长选择偏振转换元件142a、第二各向异性衍射透镜元件142b、第三波长选择偏振转换元件143a和第三各向异性衍射透镜元件143b可以沿着光轴OX在远离光源110的方向上(即，在由光源110发射的照明光的行进方向上)顺序地布置。

第一波长选择偏振转换元件141a可以配置为转换入射光的偏振，使得第一波长的光L1具有第一线偏振分量并且第二波长的光L2和第三波长的光L3具有与第一线偏振分量正交的第二线偏振分量。第二波长选择偏振转换元件142a配置为转换入射光的偏振，使得第二波长的光L2具有第一线偏振分量并且第一波长的光L1和第三波长的光L3具有第二线偏振分量。第三波长选择偏振转换元件143a配置为转换入射光的偏振，使得第三波长的光L3具有第一线偏振分量并且第一波长的光L1和第二波长的光L2具有第二线偏振分量。第一各向异性衍射透镜元件141b、第二各向异性衍射透镜元件142b和第三各向异性衍射透镜元件143b可以配置为衍射并聚焦第一线偏振分量的光且在没有衍射的情况下透射第二线偏振分量的光。

例如，在穿过第一波长选择偏振转换元件141a的第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3当中，第一波长的光L1具有第一线偏振分量，而第二波长的光L2和第三波长的光L3具有第二线偏振分量。具有第一线偏振分量的第一波长的光L1被第一各向异性衍射透镜元件141b衍射，而具有第二线偏振光分量的第二波长的光L2和第三波长的光L3在没有衍射的情况下穿过第一各向异性衍射透镜元件141b。在穿过第一各向异性衍射透镜元件141b之后，第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3入射在第二波长选择偏振转换元件142a上。第一波长的光L1在穿过第二波长选择偏振转换元件142a的同时被偏振为具有第二线偏振分量，而第二波长的光L2被第二波长选择偏振转换元件142a偏振为具有第一线偏振分量。因此，第一波长的光L1和第三波长的光L3不被第二各向异性衍射透镜元件142b衍射，仅第二波长的光L2被第二各向异性衍射透镜元件142b衍射。在穿过第二各向异性衍射透镜元件142b之后，第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3入射在第三波长选择偏振转换元件143a上。第二波长的光L2被第三波长选择偏振转换元件143a偏振为具有第二线偏振分量，而第三波长的光L3被第三波长选择偏振转换元件143a偏振为具有第一线偏振分量。因此，第一波长的光L1和第二波长的光L2不被第三各向异性衍射透镜元件143b衍射，仅第三波长的光L3被第三各向异性衍射透镜元件143b衍射。结果，在由固定焦距光学系统140最终聚焦的光当中，第一波长的光L1和第二波长的光L2可以具有第二线偏振分量，而第三波长的光L3可以具有第一线偏振分量。

图5是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统140的配置和操作的示例的剖视图。参照图5，第一透镜组141还可以包括配置为仅透射入射光中的第二线偏振分量的偏振板141c。偏振板141c可以在光路上位于第一波长选择偏振转换元件141a前面，比第一波长选择偏振转换元件141a更靠近光源110。第一波长选择偏振转换元件141a配置为使入射光当中的第一波长的光L1的偏振方向旋转90度，并使第二波长的光L2和第三波长的光L3无任何旋转地透射。因此，在穿过第一波长选择偏振转换元件141a的光当中，第一波长的光L1具有第一线偏振分量，第二波长的光L2和第三波长的光L3具有第二线偏振分量。然后，仅第一波长的光L1被第一各向异性衍射透镜元件141b衍射，而第二波长的光L2和第三波长的光L3在没有衍射的情况下透射。

此外，第二波长选择偏振转换元件142a配置为使入射光当中的第一波长的光L1和第二波长的光L2的偏振方向旋转90度，并使第三波长的光L3无任何旋转地透射。因此，在穿过第二波长选择偏振转换元件142a的光当中，第一波长的光L1和第三波长的光L3具有第二线偏振分量，而第二波长的光L2具有第一线偏振分量。然后，仅第二波长的光L2被第二各向异性衍射透镜元件142b衍射，而第一波长的光L1和第三波长的光L3在没有衍射的情况下透射。

此外，第三波长选择偏振转换元件143a配置为使入射光当中的第二波长的光L2和第三波长的光L3的偏振方向旋转90度，并使第一波长的光L1无任何旋转地透射。因此，在穿过第三波长选择偏振转换元件143a的光当中，第一波长的光L1和第二波长的光L2具有第二线偏振分量，而第三波长的光L3具有第一线偏振分量。然后，仅第三波长的光L3被第三各向异性衍射透镜元件143b衍射，而第一波长的光L1和第二波长的光L2在没有衍射的情况下透射。

图6是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统140的配置和操作的示例的剖视图。参照图6，第三透镜组143还可以包括转换入射光的偏振使得第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3具有相同的线偏振分量的第四波长选择偏振转换元件143c。第四波长选择偏振转换元件143c可以在光路上沿光进行方向放置于第三各向异性衍射透镜元件143b后面，比第三各向异性衍射透镜元件143b更远离光源110。图6所示的固定焦距光学系统140的其余配置可以与图5所示的固定焦距光学系统140的配置相同。例如，在入射光当中，第四波长选择偏振转换元件143c可以使第一波长的光L1和第二波长的光L2无任何旋转地透射，并使第三波长的光L3的偏振方向旋转90度。由固定焦距光学系统140最终聚焦的第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3可以全部具有第二线偏振分量。

然而，示例实施方式不限于此，可以实施利用圆偏振特性执行上述操作的固定焦距光学系统140。例如，图7是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统140的配置和操作的示例的剖视图。参照图7，第一透镜组141可以包括第一波长选择偏振转换元件241a和第一各向异性衍射透镜元件241b，第二透镜组142可以包括第二波长选择偏振转换元件242a和第二各向异性衍射透镜元件242b，第三透镜组143可以包括第三波长选择偏振转换元件243a和第三各向异性衍射透镜元件243b。

第一波长选择偏振转换元件241a配置为转换入射光的偏振，使得第一波长的光L1具有第一圆偏振分量(例如右旋圆偏振分量)而第二波长的光L2和第三波长的光L3具有与第一圆偏振分量相反的第二圆偏振分量(例如左旋圆偏振分量)。第二波长选择偏振转换元件242a被配置为转换入射光的偏振，使得第二波长的光L2具有第一圆偏振分量，而第一波长的光L1和第三波长的光L3具有第二圆偏振分量。第三波长选择偏振转换元件243a被配置为转换入射光的偏振，使得第三波长的光L3具有第一圆偏振分量，而第一波长的光L1和第二波长的光L2具有第二圆偏振分量。第一各向异性衍射透镜元件241b、第二各向异性衍射透镜元件242b和第三各向异性衍射透镜元件243b配置为衍射并聚焦第一圆偏振分量的光，并且在没有衍射的情况下透射第二圆偏振分量的光。

图8是根据一示例实施方式的固定焦距光学系统140的配置和操作的示例的剖视图。参照图8，第一透镜组141还可以包括仅透射入射光当中的第二圆偏振分量的偏振板241c。偏振板241c可以在光路上位于第一波长选择偏振转换元件241a前面，比第一波长选择偏振转换元件241a更靠近光源110。第一波长选择偏振转换元件241a配置为使入射光当中的第一波长的光L1的偏振方向在相反方向上旋转，并使第二波长的光L2和第三波长的光L3无任何旋转地透射。因此，在穿过第一波长选择偏振转换元件241a的光之中，第一波长的光L1具有第一圆偏振分量，而第二波长的光L2和第三波长的光L3具有第二圆偏振分量。然后，仅第一波长的光L1被第一各向异性衍射透镜元件241b衍射并聚焦，而第二波长的光L2和第三波长的光L3在没有衍射的情况下透射。

此外，第二波长选择偏振转换元件242a配置为使入射光当中的第一波长的光L1和第二波长的光L2的偏振方向在相反方向上旋转并使第三波长的光L3无旋转地透射。因此，在穿过第二波长选择偏振转换元件242a的光当中，第一波长的光L1和第三波长的光L3具有第二圆偏振分量，而第二波长的光L2具有第一圆偏振分量。然后，仅第二波长的光L2被第二各向异性衍射透镜元件242b衍射并聚焦，而第一波长的光L1和第三波长的光L3在没有衍射的情况下透射。

第三波长选择偏振转换元件243a配置为使入射光当中的第二波长的光L2和第三波长的光L3的偏振方向在相反方向上旋转，并使第一波长的光L1无旋转地透射。因此，在穿过第三波长选择偏振转换元件243a的光当中，第一波长的光L1和第二波长的光L2具有第二圆偏振分量，而第三波长的光L3具有第一圆偏振分量。然后，仅第三波长的光L3被第三各向异性衍射透镜元件243b衍射，而第一波长的光L1和第二波长的光L2在没有衍射的情况下透射。

参照图8，第三透镜组143还可以包括转换入射光的偏振使得第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3具有相同的圆偏振分量的第四波长选择偏振转换元件243c。第四波长选择偏振转换元件243c在光路上沿光行进方向位于第三各向异性衍射透镜元件243b后面，比第三各向异性衍射透镜元件243b更远离光源110。例如，在入射光当中，第四波长选择偏振转换元件243c可以使第一波长的光L1和第二波长的光L2无旋转地透射，并使第三波长的光L3的偏振方向在相反方向上旋转。由固定焦距光学系统140最终聚焦的第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3可以全部具有第二圆偏振分量。

图9是由固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的组合所致的色差减少的示例的剖视图。参照图9，第一波长的光L1被固定焦距光学系统140聚焦在光轴OX上的第一位置P1，第二波长的光L2被聚焦在光轴OX上的第二位置P2，第三波长的光L3被聚焦在光轴OX上的第三位置P3。固定焦距光学系统140与第一位置P1之间的距离小于固定焦距光学系统140与第二位置P2之间的距离，并且固定焦距光学系统140与第二位置P2之间的距离可以小于固定焦距光学系统140与第三位置P3之间的距离。

根据一示例实施方式，如图2所示，包括具有正屈光力的可变焦距衍射透镜元件的可变焦距光学系统130对于第三波长的光L3具有最短焦距，并且对于第一波长的光L1具有最长焦距。因此，当固定焦距光学系统140被配置使得第一位置P1、第二位置P2和第三位置P3与由可变焦距光学系统130引起的色差实质上相反时，由可变焦距光学系统130引起的色差可以被固定焦距光学系统140消除。例如，第一位置P1和第二位置P2之间的距离与可变焦距光学系统130对于第一波长的光L1的焦距和对于第二波长的光L2的焦距之间的差值相同，并且第二位置P2和第三位置P3之间的距离可以与可变焦距光学系统130对于第二波长的光L2的焦距和对于第三波长的光L3的焦距之间的差值相同。包括固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的聚焦光学系统150可以将第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3聚焦到第四位置P4，而没有色差。

根据一示例实施方式，可变焦距光学系统130的焦距根据观看者的位置而改变，并且色差的程度随着焦距改变而改变。同时，固定焦距光学系统140的焦距总是固定的。结果，根据可变焦距光学系统130的焦距，色差可以被完全消除或不充分地补偿或过度补偿。例如，图10是由可变焦距光学系统130的焦距变化引起的色差变化的示例的剖视图。参照图10，当包括固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的聚焦光学系统150的整个焦距是F1时，由可变焦距光学系统130引起的色差被完全消除。当聚焦光学系统150的焦距缩短到F2时，由可变焦距光学系统130引起的色差被不充分地补偿。当聚焦光学系统150的焦距增大到F3时，由可变焦距光学系统130引起的色差被过度补偿。

然而，当第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3在焦距F2和F3处的焦点位置之间的差异足够小时，观看者不会检测到色差。例如，当第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3的焦点位置之间的差异小于可允许的弥散圆的直径时，可以认为色差被消除。因此，第一位置P1、第二位置P2和第三位置P3可以被选择，使得包括可变焦距衍射透镜元件的可变焦距光学系统130的焦距调节范围内的色差被消除为小于可允许的弥散圆的直径。或者，可以选择由包括固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的聚焦光学系统150引起的色差小于可允许的弥散圆的直径的区域作为可变焦距光学系统130的焦距调节范围。

根据示例实施方式，固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130两者可以具有正屈光力，并且由具有一个可变焦距衍射透镜元件的可变焦距光学系统130引起的色差可以用具有多个衍射透镜元件的固定焦距光学系统140补偿。然而，示例实施方式不限于此，根据示例实施方式，固定焦距光学系统140可以仅包括一个固定焦距衍射透镜元件。在这种情况下，可以用具有负屈光力的可变焦距光学系统130来补偿由具有正屈光力的固定焦距光学系统140引起的色差。

例如，图11是由用作可变焦距光学系统140的具有正屈光力的固定焦距衍射透镜元件引起的色差的示例的剖视图。参照图11，当第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3入射时，具有最长波长的第三波长的光L3以最大角度被衍射，而具有最短波长的第一波长的光L1以最小角度被衍射。然后，第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3在光轴OX上聚焦的位置改变。例如，具有最长波长的第三波长的光L3被聚焦在光轴OX上最靠近固定焦距光学系统140的第一位置P11，第二波长的光L2被聚焦在光轴OX上的第二位置P12，具有最短波长的第一波长的光L1被聚焦在光轴OX上最远离固定焦距光学系统140的第三位置P13。换言之，固定焦距光学系统140对于第一波长的光L1的焦距比固定焦距光学系统140对于第二波长的光L2的焦距长，并且固定焦距光学系统140对于第二波长的光L2的焦距比固定焦距光学系统140对于第三波长的光L3的焦距长。

为了补偿由包括这种固定焦距衍射透镜元件的固定焦距光学系统140引起的色差，可变焦距光学系统130可以包括具有负屈光力的可变焦距衍射透镜元件。该可变焦距衍射透镜元件可以被配置为引起与由固定焦距光学系统140的固定焦距衍射透镜元件引起的色差相反的色差。

例如，图12是由用作可变焦距光学系统130的具有负屈光力的可变焦距衍射透镜元件引起的色差的示例的剖视图。因为可变焦距衍射透镜元件具有负屈光力，所以穿过可变焦距衍射透镜元件的光发散。具有最短波长的第一波长的光L1以最小角度发散，具有最长波长的第三波长的光L3以最大角度发散。当光束沿与第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3的行进方向相反的方向被延长时，光束的延长线沿可变焦距光学系统130的前向方向会聚在光轴OX上。光束的延长线会聚的点是可变焦距光学系统130的虚焦点。

如图12所示，第一波长的光L1的延长线L1'会聚在第一位置P23，第二波长的光L2的延长线L2'会聚在第二位置P22，并且第三波长的光L3的延长线L3'会聚在第三位置P21。从可变焦距光学系统130到第一位置P21的距离比从可变焦距光学系统130到第二位置P22的距离更近，并且从可变焦距光学系统130到第二位置P22的距离比从可变焦距光学系统130到第三位置P23的距离更近。通过选择可变焦距光学系统130的虚焦点的位置，由固定焦距光学系统140引起的色差可以在可变焦距光学系统130的焦距调节范围内被消除。

例如，图13是基于固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的组合的色差减小的示例的剖视图。参照图13，第一波长的光L1被固定焦距光学系统140聚焦在光轴OX上的第三位置P13，第二波长的光L2被聚焦在光轴OX上的第二位置P12，第三波长的光L3被聚焦在光轴OX上的第一位置P11。固定焦距光学系统140与第一位置P11之间的距离小于固定焦距光学系统140与第二位置P12之间的距离，并且固定焦距光学系统140与第二位置P12之间的距离可以小于固定焦距光学系统140与第三位置P13之间的距离。

同时，包括具有负屈光力的可变焦距衍射透镜元件的可变焦距光学系统130使具有最短波长的第一波长的光L1以最小角度发散，并使具有最长波长的第三波长的光L3以最大角度发散。因此，由固定焦距光学系统140引起的色差和由可变焦距光学系统130引起的色差彼此相反。然后，包括固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的聚焦光学系统150可以使第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3无色差地聚焦在光轴OX上比第三位置P13更远的第四位置P14。

此外，当可变焦距光学系统130响应于观看者的位置信息而改变虚焦点位置时，包括固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的聚焦光学系统150的焦点位置也改变。因此，由聚焦光学系统150引起的整体色差的程度也改变。因此，可变焦距光学系统130被配置为根据焦距而调节对于第一波长的光L1、第二波长的光L2和第三波长的光L3的虚焦点位置的差异，使得在焦距调节范围内由聚焦光学系统150引起的整体色差被消除为小于可允许的弥散圆的直径。根据一示例实施方式，可以选择由包括固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的聚焦光学系统150引起的色差小于可允许的弥散圆的直径的区域作为可变焦距光学系统130的焦距调节范围。

图14是根据一示例实施方式的全息显示装置的配置的配置图。参照图14，根据一示例实施方式的全息显示装置200可以包括：提供光的光源110；空间光调制器120，形成用于调制入射光以再现全息图像的全息图案；聚焦光学系统150，聚焦全息图像；图像处理器160，根据将被再现的全息图像生成全息信号并将该全息信号提供给空间光调制器120；照明光学系统210，将从光源110发射的光传输到空间光调制器120；以及眼球追踪器170，追踪观看者的瞳孔位置。

根据一示例实施方式的全息显示装置200可以使用照明光学系统210用单个光源110提供用于左眼的全息图像和用于右眼的全息图像，该照明光学系统210可以被配置为划分从光源110入射的光并使光分别朝左眼方向和右眼方向移动。例如，照明光学系统210可以包括具有输入耦合器212和输出耦合器213的透明导光板211、以及将从光源110发射的光提供给输入耦合器212的光束偏转器214。

光束偏转器214可以包括配置为衍射入射光从而产生以不同角度行进的两个光束的液晶偏转器。这两个光束可以以不同的角度入射在输入耦合器212上，并且在导光板211中以不同的角度进一步行进。结果，通过输出耦合器213发射的两个光束的发射角度也彼此不同。这两个光束可以穿过聚焦光学系统150和空间光调制器120，并且最终可以分别行进到观看者的左眼和右眼。光束偏转器214还可以响应于从眼球追踪器170提供的观看者的瞳孔位置信息而调节入射在输入耦合器212上的两个光束的入射角。

聚焦光学系统150可以包括具有固定焦距的固定焦距光学系统140和焦距通过电控制改变的可变焦距光学系统130。固定焦距光学系统140和可变焦距光学系统130的配置及操作可以与已参照图2至图13描述的配置及操作相同。

虽然已经参照附图中示出的示例实施方式描述了具有减少的色差的上述全息显示装置，但是它们仅是示例。应理解，这里描述的示例实施方式应仅在描述性意义上被考虑而不是为了限制的目的。对每个示例实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它示例实施方式内的其它类似特征或方面。

虽然已经参照附图描述了示例实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变而不背离如由所附权利要求限定的精神和范围。

Claims (27)

1.一种全息显示装置，包括：

配置为发射光的光源，所述光包括第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光；

空间光调制器，配置为形成全息图案以调制从所述光源发射的所述光并且产生全息图像；以及

聚焦光学系统，配置为聚焦所述全息图像，

其中所述聚焦光学系统包括：

具有固定焦距的固定焦距光学系统；和

具有通过电控制改变的焦距的可变焦距光学系统，

其中所述固定焦距光学系统被配置为将所述第一波长的第一光、所述第二波长的第二光和所述第三波长的第三光分别聚焦在光轴上的不同位置，以消除由所述可变焦距光学系统导致的色差。

2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统和所述可变焦距光学系统的每个具有正屈光力。

3.根据权利要求2所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统包括：

第一透镜组，配置为将所述第一波长的第一光聚焦在所述光轴上的第一位置；

第二透镜组，配置为将所述第二波长的第二光聚焦在所述光轴上与所述第一位置不同的第二位置；以及

第三透镜组，配置为将所述第三波长的第三光聚焦在所述光轴上与所述第一位置和所述第二位置不同的第三位置。

4.根据权利要求3所述的全息显示装置，其中所述光源与所述第一位置之间的距离小于所述光源与所述第二位置之间的距离，

所述光源与所述第二位置之间的距离小于所述光源与所述第三位置之间的距离，

所述第三波长比所述第二波长长，以及

所述第二波长比所述第一波长长。

5.根据权利要求4所述的全息显示装置，其中所述光源与所述第一透镜组之间的距离小于所述光源与所述第二透镜组之间的距离，以及

所述光源与所述第二透镜组之间的距离小于所述光源与所述第三透镜组之间的距离。

6.根据权利要求4所述的全息显示装置，其中所述可变焦距光学系统包括可变焦距衍射透镜元件，所述可变焦距衍射透镜元件对于所述第一波长的第一光具有第一焦距，对于所述第二波长的第二光具有第二焦距，并且对于所述第三波长的第三光具有第三焦距，

所述第一焦距比所述第二焦距长，以及

所述第二焦距比所述第三焦距长。

7.根据权利要求6所述的全息显示装置，其中所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置被分别选择，以消除由所述可变焦距衍射透镜元件导致的色差以使其位于所述可变焦距衍射透镜元件的焦距调节范围内。

8.根据权利要求3所述的全息显示装置，其中所述第一透镜组包括第一波长选择偏振转换元件和第一各向异性衍射透镜元件，

所述第二透镜组包括第二波长选择偏振转换元件和第二各向异性衍射透镜元件，以及

所述第三透镜组包括第三波长选择偏振转换元件和第三各向异性衍射透镜元件。

9.根据权利要求8所述的全息显示装置，其中所述第一波长选择偏振转换元件、所述第一各向异性衍射透镜元件、所述第二波长选择偏振转换元件、所述第二各向异性衍射透镜元件、所述第三波长选择偏振转换元件和所述第三各向异性衍射透镜元件沿着所述光轴在远离所述光源的方向上顺序地布置。

10.根据权利要求8所述的全息显示装置，其中所述第一波长选择偏振转换元件被配置为使所述第一波长的第一光偏振为具有第一线偏振分量并且使所述第二波长的第二光和所述第三波长的第三光偏振为具有与所述第一线偏振分量正交的第二线偏振分量，

所述第二波长选择偏振转换元件被配置为使所述第二波长的第二光偏振为具有所述第一线偏振分量并且使所述第一波长的第一光和所述第三波长的第三光偏振为具有所述第二线偏振分量，以及

所述第三波长选择偏振转换元件被配置为使所述第三波长的第三光偏振为具有所述第一线偏振分量并且使所述第一波长的第一光和所述第二波长的第二光偏振为具有所述第二线偏振分量。

11.根据权利要求10所述的全息显示装置，其中所述第一各向异性衍射透镜元件、所述第二各向异性衍射透镜元件和所述第三各向异性衍射透镜元件中的每个被配置为聚焦所述第一线偏振分量的光，并且在没有衍射的情况下透射所述第二线偏振分量的光。

12.根据权利要求10所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统还包括第四波长选择偏振转换元件，所述第四波长选择偏振转换元件配置为使所述第一波长的第一光、所述第二波长的第二光和所述第三波长的第三光偏振为具有相同的线偏振分量。

13.根据权利要求8所述的全息显示装置，其中所述第一波长选择偏振转换元件配置为使所述第一波长的第一光偏振为具有第一圆偏振分量并且使所述第二波长的第二光和所述第三波长的第三光偏振为具有与所述第一圆偏振分量相反的第二圆偏振分量，

所述第二波长选择偏振转换元件配置为使所述第二波长的第二光偏振为具有所述第一圆偏振分量并且使所述第一波长的第一光和所述第三波长的第三光偏振为具有所述第二圆偏振分量，以及

所述第三波长选择偏振转换元件配置为使所述第三波长的第三光偏振为具有所述第一圆偏振分量并且使所述第一波长的第一光和所述第二波长的第二光偏振为具有所述第二圆偏振分量。

14.根据权利要求13所述的全息显示装置，其中所述第一各向异性衍射透镜元件、所述第二各向异性衍射透镜元件和所述第三各向异性衍射透镜元件中的每个配置为聚焦所述第一圆偏振分量的光并且在没有衍射的情况下透射所述第二圆偏振分量的光。

15.根据权利要求13所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统还包括第四波长选择偏振转换元件，所述第四波长选择偏振转换元件配置为使所述第一波长的第一光、所述第二波长的第二光和所述第三波长的第三光偏振为具有相同的圆偏振分量。

16.根据权利要求1所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统具有正屈光力，并且所述可变焦距光学系统具有负屈光力。

17.根据权利要求16所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统包括固定焦距衍射透镜元件，所述固定焦距衍射透镜元件对于所述第一波长的第一光具有第一焦距，对于所述第二波长的第二光具有第二焦距，并且对于所述第三波长的第三光具有第三焦距，

所述第一焦距比所述第二焦距长，以及

所述第二焦距比所述第三焦距长。

18.根据权利要求17所述的全息显示装置，其中所述可变焦距光学系统包括可变焦距衍射透镜元件，由所述可变焦距衍射透镜元件引起的色差与由所述固定焦距衍射透镜元件引起的色差相反，以及

由所述可变焦距衍射透镜元件引起的色差被选择，以在所述可变焦距衍射透镜元件的焦距调节范围内消除由所述固定焦距衍射透镜元件引起的色差。

19.根据权利要求1所述的全息显示装置，还包括：

眼球追踪器，配置为追踪观看者的瞳孔位置。

20.根据权利要求19所述的全息显示装置，其中所述光源包括：

第一光源，配置为生成与第一视点对应的第一全息图像；以及

第二光源，配置为生成与第二视点对应的第二全息图像，所述第二视点不同于所述第一视点。

21.根据权利要求20所述的全息显示装置，还包括：

致动器，配置为基于所述眼球追踪器追踪到的所述观看者的瞳孔位置而调节所述第一光源和所述第二光源的位置。

22.根据权利要求19所述的全息显示装置，还包括：

照明光学系统，配置为将从所述光源发射的光传输到所述空间光调制器。

23.根据权利要求22所述的全息显示装置，其中所述照明光学系统包括：

导光板，包括输入耦合器和输出耦合器；以及

光束偏转器，配置为将从所述光源发射的光传输到所述输入耦合器，以及

其中所述光束偏转器配置为基于所述眼球追踪器追踪到的所述观看者的瞳孔位置而调节入射在所述输入耦合器上的光的入射角。

24.根据权利要求6所述的全息显示装置，其中所述第一位置与所述第二位置之间的距离等于所述第一焦距与所述第二焦距之间的差值，以及

所述第二位置与所述第三位置之间的距离等于所述第二焦距与所述第三焦距之间的差值。

25.一种全息显示装置，包括：

配置为发光的光源，所述光包括第一波长的第一光、第二波长的第二光和第三波长的第三光；

空间光调制器，配置为形成全息图案以调制从所述光源发射的所述光并且产生全息图像；以及

聚焦光学系统，配置为聚焦所述全息图像，

其中所述聚焦光学系统包括：

具有固定焦距的固定焦距光学系统；和

可变焦距光学系统，对于所述第一波长的第一光具有第一焦距，对于所述第二波长的第二光具有第二焦距，并且对于所述第三波长的第三光具有第三焦距，

其中所述固定焦距光学系统配置为将所述第一波长的第一光、所述第二波长的第二光和所述第三波长的第三光分别聚焦在光轴上的第一位置、第二位置和第三位置，所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置彼此不同，以及

其中所述第一位置与所述第二位置之间的距离等于所述第一焦距与所述第二焦距之间的差值，所述第二位置与所述第三位置之间的距离等于所述第二焦距与所述第三焦距之间的差值。

26.根据权利要求25所述的全息显示装置，其中所述固定焦距光学系统包括：

第一透镜组，配置为将所述第一波长的第一光聚焦在所述第一位置；

第二透镜组，配置为将所述第二波长的第二光聚焦在所述第二位置；以及

第三透镜组，配置为将所述第三波长的第三光聚焦在所述第三位置。

27.根据权利要求26所述的全息显示装置，其中所述第一透镜组与所述光源之间的距离小于所述第二透镜组与所述光源之间的距离，以及

所述第二透镜组与所述光源之间的距离小于所述第三透镜组与所述光源之间的距离。

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