[发明专利]一种全息图生成方法、控制单元、投影装置和抬头显示器

权利要求书

1.一种全息图生成方法，其特征在于，应用于投影装置，所述投影装置包括空间光调制器和第一镜头组，所述空间光调制器设于所述第一镜头组的前焦平面上，所述空间光调制器用于载入所述全息图，并根据所述全息图对接收到的照明光进行调制，以产生三维图像光场，所述第一镜头组用于对所述三维图像光场进行显示形成三维图像；

所述方法包括：

步骤S100：获取所述空间光调制器所在平面的初始相位、所述第一镜头组的焦距、所述三维图像的n个显示深度、以及所述三维图像在所述n个显示深度所在平面上的图像信息，n≥2，n为整数；

步骤S200：根据所述焦距和所述n个显示深度，分别得到各个显示深度对应的第一复振幅；

步骤S300：根据第k个显示深度对应的所述第一复振幅、第k个显示深度所在平面上的所述图像信息和初始相位，计算得到所述空间光调制器所在平面的第一相位，将所述初始相位更新为所述第一相位，其中，1≤k≤n，k为整数；

步骤S400：重复执行步骤S300，完成从第1个显示深度至第n个显示深度计算所述第一相位的一次迭代过程；

步骤S500：继续重复执行步骤S300，直到完成预设次数所述迭代过程，以最终获得的所述第一相位作为待所述空间光调制器载入的纯相位全息图。

2.根据权利要求1所述的全息图生成方法，其特征在于，所述空间光调制器所在平面的初始相位包括随机相位或二次相位。

3.根据权利要求2所述的全息图生成方法，其特征在于，所述步骤S300包括：

步骤S310：根据所述初始相位和第k个显示深度对应的所述第一复振幅，得到所述空间光调制器所在平面的第二复振幅；

步骤S320：对所述第二复振幅进行二维傅里叶变换，得到所述第二复振幅对应的频谱；

步骤S330：将第k个显示深度所在平面上的所述图像信息与所述频谱的振幅进行权重叠加、并保留所述频谱的相位，得到权重后的频谱；

步骤S340：对所述权重后的频谱进行二维逆傅里叶变换，得到所述空间调制器所在平面上的第三复振幅；

步骤S350：根据所述第三复振幅和第k个显示深度对应的所述第一复振幅，得到所述第一相位，将所述初始相位更新为所述第一相位。

4.根据权利要求3所述的全息图生成方法，其特征在于，所述步骤S310包括：

步骤S311：根据所述初始相位，得到所述空间光调制器所在平面的第四复振幅；

步骤S312：根据第k个显示深度对应的所述第一复振幅的共轭和所述第四复振幅，得到所述第二复振幅。

5.根据权利要求3所述的全息图生成方法，其特征在于，所述步骤S330包括：

通过以下公式得到所述权重后的频谱F_zk′：

其中，

A_zk＝|F_zk|/max{|F_zk|}；

P_k为第k个显示深度所在平面上的所述图像信息，ε为第k个显示深度所在平面上的所述图像信息对应的权重因子，|F_zk|为所述频谱F_zk的模，max{|F_zk|}表示对|F_zk|求最大值，angle{F_zk}表示对F_zk取相位。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的全息图生成方法，其特征在于，第k个显示深度对应的所述第一复振幅为其中，

z_k为所述三维图像的第k个显示深度，λ为波长，f₁为所述第一镜头组的焦距，(x,y)为所述空间光调制器所在平面上的坐标。

7.一种控制单元，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-6任意一项所述的全息图生成方法。