[发明专利]一种基于锥透镜的全息AR显示方法

权利要求书

1.一种基于锥透镜的全息AR显示方法，其特征在于，该方法通过由激光器、准直透镜、空间光调制器和分光镜组成的系统实现，并包括以下五个步骤：

第一步，对于虚拟物体的图像，通过计算机提取物体的信息，生成物体的相位全息图；

第二步，使用锥透镜来实现全息显示，计算出锥透镜的焦深，并用计算机生成锥透镜的相位信息，加载到空间光调制器上，以实现大的焦深再现；

第三步，将物体的全息图信息与锥透镜的相位信息叠加，产生最终的全息图；

第四步，使用分光镜作为全息AR显示的组合器件，将最终全息图加载到空间光调制器上，当使用激光照射加载有最终全息图的空间光调制器时，根据衍射理论，通过分光镜的反射可以看到重建的虚拟物体图像；

第五步，将真实物体置于分光镜的另一侧，通过分光镜可以看到真实物体的场景信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于锥透镜的全息AR显示方法，其特征在于，锥透镜的相位用以下公式表示：

其中λ是光波的波长，d是径向坐标，f₀是焦距，z是焦深，r是锥透镜的半径；当使用锥透镜时，可以在z的焦深范围内看到清晰的图像，相较于传统的光学透镜，锥透镜同时具有长焦深和高水平分辨率两个优点，当在全息重建中使用锥透镜时，可以在长焦深处看到清晰的图像；空间光调制器用于记录锥透镜的相位信息，根据上述公式将计算后的锥透镜相位信息与全息图信息相加并加载到空间光调制器上，当再现光照射空间光调制器时，重建图像的衍射分布信息U_f(x,y)为：

其中k＝2π/λ,U(u,v)是全息图的分布信息，当最终全息图被加载到空间光调制器上时，重建的图像可以由分光镜反射到观看者眼中，同时，观看者也可以通过BS看到真实的物体场景，虚拟物体重建图像的观看范围等于锥透镜的焦深距离。