[发明专利]用于自由曲面透镜构造的数值方法：面积参数化自由曲面透镜构造

权利要求书

1.一种用于控制二维动态可重配置的相位调制器以显示由图像数据限定的图像的方法，所述方法包括：

在二维动态可重配置的相位调制器上限定多个非交叠源区以及在显示平面处限定多个显示区，每个所述源区具有边界和源面积，并且每个所述源区与所述显示区中的相应一个以及一个源光强度值相关联；每个所述显示区具有相应的显示面积；

基于所述图像数据，向多个所述显示区中的每一个分配目标光强度值；

调整：用于所述源区的配置；或者用于所述显示区的配置；或者用于所述源区和所述显示区两者的配置，使得所述显示区的显示面积与相应源区的源面积的比率与所述源区的源光强度值与分配给相应显示区的目标光强度值的比率成比例；

为所述源面积中的每一个生成相位曲面，所述相位曲面被配置为将入射到所述源面积上的光重新定向到相应显示面积上；以及

控制所述相位调制器以向所述源区提供所述相位曲面，并且用入射光根据所述源光强度值照射所述源区。

2.根据权利要求1所述的方法，包括基于所述图像数据来确定目标源面积，并且通过执行优化以确定所述源区的边界的最优地满足目标函数的配置来调整所述源区的配置，所述目标函数量化所述源区的源面积与对应于所述源区的目标源面积的综合离差。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，生成所述相位曲面包括：基于所述源区边界在所述优化之后的配置，确定每个所述源区的法向量，并且对所述法向量进行积分以得到使所述相位调制器的相位与二维位置相关的解相位函数。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述源区包括由在多个源顶点之间延伸的线限定的非交叠源图块，所述源顶点中的每一个具有一定位置，并且其中，所述显示区包括由在多个显示顶点之间延伸的线限定的非交叠显示图块。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述源图块和所述显示图块是三角形的。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述优化确定所述源顶点的经优化的位置。

7.根据权利要求1所述的方法，包括通过执行中位切分算法来调整所述源区的配置。

8.根据权利要求1或权利要求7所述的方法，其中，为所述源面积中的每一个生成所述相位曲面包括生成对应于抛物面透镜的相位曲面。

9.根据权利要求8所述的方法，包括基于所述源面积和相应的显示面积沿两个正交方向的尺寸差异，通过在所述两个正交方向上的成对焦距来限定所述抛物面透镜。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，限定所述抛物面透镜包括指定所述两个正交方向上的斜度，所述斜度基于所述源区在所述两个正交方向上相对于相应的显示区的位移。

11.根据权利要求1至5和7中任一项所述的方法，其中，生成所述相位曲面包括低通滤波。

12.根据权利要求1至5和7中任一项所述的方法，其中，生成所述相位曲面包括相位缠绕。

13.根据权利要求1至5和7中任一项所述的方法，其中，照射所述源区包括基于所述图像数据来控制光源的输出。

14.根据权利要求13所述的方法，包括基于所述图像的平均亮度来控制所述光源的输出。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，控制所述光源的输出包括使所述光源的输出通过可变孔并且控制所述可变孔的尺寸。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，控制所述光源的输出包括改变所述光源的强度。