[发明专利]焦距调制光学系统和具有其的全息显示装置

说明书

公开了焦距调制光学系统和具有该焦距调制光学系统的全息显示装置。该全息显示装置包括：光源，配置为发射多种颜色光；焦距调制光学系统，包括至少一个可变焦距透镜，所述至少一个可变焦距透镜被配置为基于入射在可变焦距透镜上的光的颜色通过对所述至少一个可变焦距透镜的电控制而改变入射光的聚焦位置；以及空间光调制器，配置为通过衍射从焦距调制光学系统输出的光而形成全息图像。

技术领域

本公开的示例实施方式涉及焦距调制光学系统和包括其的全息显示装置。

背景技术

全息显示装置将一般图像信号转换成全息图像信号，并通过使用光学系统将转换后的图像传输到左眼和右眼，从而显示三维(3D)图像。全息显示装置被认为是理想的3D显示器，其在显示具有更清晰深度的3D图像的同时不会引起眼睛疲劳。然而，为了实现上述特征，需要具有波长尺寸的像素的高分辨率空间光调制器(SLM)、具有相干性的面光源、以及用于计算机生成的全息图(CGH)的相对大量的计算。

近来，为了减少数据处理量和分辨率的条件，已经提出了双目全息图方法，其仅向与观看者的每只眼睛对应的视场提供全息图像。例如，仅具有与观看者的左眼视场对应的视点的全息图像及具有与右眼视场对应的视点的全息图像被生成并被提供给观看者的左眼和右眼。在这种情况下，因为不需要生成用于其它视点的全息图像，所以可以显著减少数据处理量，因而当前商业化的显示装置可以满足空间光调制器的分辨率条件。

在全息显示装置中，当使用彩色光时发生色差，并且色差会使图像质量劣化。

发明内容

一个或更多个示例实施方式提供了用于可减少色差的焦距调制光学系统的方法和装置。

另外的一个或更多个示例实施方式提供了用于全息显示装置的方法和装置，该全息显示装置包括可减少色差的焦距调制光学系统。

额外的方面将在以下描述中被部分地阐述且将部分自该描述明显，或者可以通过对示例实施方式的实践而被了解。

根据一示例实施方式的一方面，提供了一种焦距调制光学系统，其包括：至少一个可变焦距透镜，配置为根据颜色通过电控制而改变入射光的聚焦位置，其中所述至少一个可变焦距透镜是可变的使得每种颜色光在相同的位置处形成焦点。

所述至少一个可变焦距透镜可以包括第一基板、设置在第一基板上的第一电极层、与第一基板相对设置的第二基板、设置在第二基板上的第二电极层、以及设置在第一基板与第二基板之间的液晶层，所述液晶层包括多个有源透镜，所述多个有源透镜被配置为基于施加在第一电极层与第二电极层之间的电压而改变。

第一电极层和第二电极层中的至少一个可以包括彼此分开设置的条形电极。

所述多个有源透镜的阵列节距、形状和曲率中的至少一者可以基于施加到条形电极的电压来调节。

焦距调制光学系统还可以包括固定焦距透镜，其被配置为聚焦入射在可变焦距透镜上的光。

所述颜色光可以包括第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光，其中所述至少一个可变焦距透镜包括：第一可变焦距透镜，配置为将第一颜色光聚焦在第一位置；第二可变焦距透镜，配置为将第二颜色光聚焦在第一位置；以及第三可变焦距透镜，配置为将第三颜色光聚焦在第一位置，其中第一可变焦距透镜、第二可变焦距透镜和第三可变焦距透镜可以被顺序地设置。

焦距调制光学系统还可以包括：第一波长选择延迟器，提供在第一可变焦距透镜前面；第二波长选择延迟器，提供在第一可变焦距透镜与第二可变焦距透镜之间；以及第三波长选择延迟器，提供在第二可变焦距透镜与第三可变焦距透镜之间。