[发明专利]一种基于非视域成像的全息波导显示装置及其方法

权利要求书

1.一种基于非视域成像的全息波导显示装置，其特征在于，包括相机(10)、平板波导(20)、出耦合元件(21)、入耦合元件(22)、微处理器(23)、微显示器(24)、准直透镜(25)、第一数据传输线(26)、第二数据传输线(27)；

所述相机(10)、入耦合元件(21)和出耦合元件(22)位于平板波导(20)上，相机(10)位于入耦合元件(21)和出耦合元件(22)之间；

所述微处理器(23)、微显示器(24)和准直透镜(25)位于平板波导(20)的正下方；

所述准直透镜(25)位于微显示器(24)和平板波导(20)之间；

所述微处理器(23)的一端通过第一数据传输线(26)与相机(10)连接，另一端通过第二数据传输线(27)与微显示器(24)连接；

所述准直透镜(25)位于微显示器(24)和平板波导(20)之间。

2.根据权利要求1所述的一种基于非视域成像的全息波导显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、相机(10)捕获非视域场景中的漫反射信息；

步骤2、捕获到的漫反射信息经过数据传输线(26)输入到微处理器(23)中，微处理器(23)将漫反射信息发送到云服务器中进行计算；

步骤3、微处理器(23)接受云服务器的计算结果，将重建后的目标物图像输送到微显示器(24)作为像源；

步骤4、微显示器(24)发出的光经过准直透镜(25)准直后，光线平行进入入耦合元件(22),入耦合元件(22)将光线耦合进入平板波导(20)中，光线在平板波导(20)中发生全反射后到达出耦合元件(21)，出耦合元件(21)将光耦合进入人眼，光线传输过程完成后将使微显示器(24)中的图像以虚像的形式呈现在眼前。

3.根据权利要求2所述的基于非视域成像的全息波导显示的方法，其特征在于，所述步骤一中非视域场景包括目标物(11)、中介墙(12)、遮挡物(13)，目标物(11)的信息经过中介墙(12)发生漫反射，相机(10)捕获中介墙(12)上的漫反射信息。

4.根据权利要求3所述的基于非视域成像的全息波导显示的方法，其特征在于，所述漫反射信息为图像的光强度信息。

5.根据权利要求4所述的基于非视域成像的全息波导显示的方法，其特征在于，所述步骤二中计算方法包括以下步骤：

场景图像生成的图像矩阵为(x，y)，漫反射信息为图像矩阵(m，n)，中间的转换矩阵为(m*n，x*y)，三者存在如下关系：

y＝Tf

其中f为场景图像，y为漫反射信息，T为转换矩阵；

若转换矩阵T可逆，重建的图像矩阵用下式求解：

f＝T^-1y；

若转换矩阵T不可逆，那么云服务器将转换矩阵T先转换为伪可逆矩阵，并按照下式计算目标物图像信息：

6.根据权利要求5所述的基于非视域成像的全息波导显示的方法，其特征在于，所述转换矩阵通过光线追踪、神经网络或深度学习的方式得到。