[发明专利]多层计算全息色像差消除及视度纠正波导显示方法和系统

说明书

本发明提供了一种多层计算全息色像差消除及视度纠正波导显示方法和系统，其中的方法包括控制微型显示器发射的各物光分量以不同的角度经光波导照射在对应的全息图面上；各平面参考光分别与对应的物光分量在对应的全息图面发生干涉，得到输入耦合全息光栅；控制微型显示器以预设角度照射输入耦合全息光栅；出射平行光在光波导中以全反射的形式传播，使得各物光分量分别进入光波导中的输出耦合全息光栅中；输出耦合全息光栅输出用于色像差消除及视度纠正的出射全息图像。本发明结构简单、应用灵活性强且可靠性高，能够有效消除色差和像差，同时能够输出不同形状的出射光，使得输出的图像适合不同视力水平的使用者观看，达到视度纠正的目的。

技术领域

本发明涉及全息波导显示技术领域，具体涉及一种多层计算全息色像差消除及视度纠正波导显示方法和系统。

背景技术

全息波导显示方法结合了全息技术和波导技术，通过计算全息光栅的衍射效应，对光波进行振幅或者相位调制，利用波导对光波进行定向传播，从而实现将虚拟图像以投影的方式和外部场景图像叠加在一起的目的。该方法有效解决了光路离轴传输的问题，并具有体积小，重量轻等优点。在全息波导显示技术里面，全息技术充当着光学透镜的作用，与普通玻璃透镜相比，全息光学元件提供“薄膜光学系统”，也就是说这种元件具有比较轻的质量，并且全息光学元件的功能与底板的形状基本没有关系，易于批量制造，并且生产成本低。最主要的多个全息光学元件可以同时记录在一个全息底板上。而波导所充当的作用是对光进行定向引导，能够使光按照规定的路线传播，和光纤技术一样都是利用了光的全反射定律。

传统全息波导显示方法如图1所示，彩色(或者单色)光线通过准直系统进行光线准直之后，耦合进入全息光波导组件，经过输入耦合光栅的衍射作用后，在波导中传播进入输出耦合光栅，经过调制后进入人眼，但传统全息波导显示方法需要添加准直系统来对输入的成像光束进行准直，这样增加了系统的体积和重量，而且增加了系统的成本和复杂程度，应用准直系统无法很好地对不同颜色的光同时进行平行校正，这样会导致色差和像差的产生。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种多层计算全息色像差消除及视度纠正波导显示方法和系统，其结构简单、应用灵活性强且可靠性高，能够有效消除色差和像差，同时能够输出不同形状的出射光，使得输出的图像适合不同视力水平的使用者观看，达到视度纠正的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种多层计算全息色像差消除及视度纠正波导显示方法，所述方法包括：

控制微型显示器发射的各物光分量以不同的角度经光波导照射在对应的所述全息图面上，其中，所述物光分量包括物光红色分量、物光绿色分量和物光蓝色分量；

将各平面参考光分别以不同的角度照射在对应的全息图面上，使得各平面参考光分别与对应的物光分量在对应的全息图面发生干涉，并得到输入耦合全息光栅，其中，所述平面参考光包括红色参考光、绿参色考光和蓝色参考光；

控制所述微型显示器以预设角度照射所述输入耦合全息光栅，使得所述输入耦合全息光栅衍射产生不同颜色的出射平行光；

所述出射平行光在所述光波导中以全反射的形式传播，使得各物光分量分别进入光波导中的输出耦合全息光栅中；

以及，所述输出耦合全息光栅输出用于色像差消除及视度纠正的出射全息图像。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入耦合全息光栅为三张重叠放置的全息图，其中，所述三张重叠放置的全息图包括：所述红色参考光与物光红色分量发生干涉得到的全息图H_1r、所述绿色参考光与物光绿色分量发生干涉得到的全息图H_1g、以及，所述蓝色参考光与物光蓝色分量发生干涉得到的全息图H_1b。