[发明专利]全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜

说明书

本发明公开一种全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜，涉及图像显示领域。该全息光学元件包括基材及记录材料层，记录材料层中记录有至少两组干涉条纹，每组干涉条纹包括第一干涉条纹和第二干涉条纹；第一干涉条纹由分别从记录材料层两侧入射的第一信号光和第一参考光形成；第二干涉条纹由分别从记录材料层两侧入射的第二信号光和第二参考光形成，且第二信号光在入射前经过透镜；第一信号光的入射角与第二参考光的入射角相等；各组干涉条纹对应的第一信号光的入射方向各不相同，且各组干涉条纹对应的第二信号光在入射前所经过的透镜的焦距各不相等。利用本发明的方法制作和进行像重建的全息光学元件可以成多个景深的像。

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域，尤其涉及全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜。

背景技术

全息光学元件(Holographic Optical Elements，HOE)是根据全息术原理制成的光学元件，通常制作在感光薄膜材料上，其基于衍射原理，是一种衍射光学元件。所谓全息术是指在照相胶片或干板上通过记录光波的振幅和位相分布并再现物体三维图像的技术。普通照相只能记录物体反射或透射光的振幅(强度)，所以记录的是物体的二维图像。全息术不仅可记录光的振幅，还可记录其位相。照明物体的反射光波承载着物体形态的信息传播，用记录介质把携带信息的光波波前记录下来，将可在另一时间和场所，采用适当方法把波前再现出来，从而可观察到物体的三维图像。

景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后的距离范围。随着全息光学元件的发展以及用户端对图像景深需求的增加，显示领域对于具有多景深的全息光学元件的研究越来越受到关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜，该全息光学元件可以呈现至少两个景深的像。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种全息光学元件，包括基材，及设置于所述基材上的记录材料层，所述记录材料层中记录有至少两组干涉条纹，每组所述干涉条纹包括第一干涉条纹和第二干涉条纹；所述第一干涉条纹由分别从所述记录材料层两侧入射的第一信号光和第一参考光形成；所述第二干涉条纹由分别从所述记录材料层两侧入射的第二信号光和第二参考光形成，且所述第二信号光在入射前经过透镜；所述第一信号光的入射角与所述第二参考光的入射角相等；各组所述干涉条纹对应的第一信号光的入射方向各不相同，且各组所述干涉条纹对应的第二信号光在入射前所经过的透镜的焦距各不相等。

上述全息光学元件上记录的每一组干涉条纹都可以成一种景深的像，具备多组干涉条纹的全息光学元件可以成多景深的像。

并且，形成第一干涉条纹的过程相当于制作特定角度反射镜的过程，通过设计第一信号光和第一参考光的入射角度，可以使探测光经第一干涉条纹定向衍射至特定的方向，从而使全息光学元件具备定向反射功能。

另外，形成第二干涉条纹的过程中利用了透镜具有焦点的性质，使成像的位置处于固定位置，人眼只有在与焦距有关的特定位置才可以观察到像，使全息光学元件具备了透镜功能。

此外，上述全息光学元件中记录不同入射角度信号光的干涉条纹，可以呈现多个角度信号光对应的像，实现全息光学元件的多角度复用；且不同入射角度信号光的干涉条纹储存于同一全息光学元件中，可以有效地增大全息光学元件存储波前信息的容量，提高存储密度。

另一方面，上述全息光学元件还具有透明、体积小、厚度薄的优点，可以贴敷于增强现实眼镜，用于增强现实眼镜时环境光可以透过全息光学元件进入人眼与不同景深图像融合，形成丰富的视觉体验。