[发明专利]一种大视角全息3D显示方法

权利要求书

1.一种大视角全息3D显示方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步，对于一个3D物体，把它看作是一系列的物点，每个物点对应于一个衍射像点，首先根据空间光调制器的最大衍射角计算出单个像点的全息图，并根据物体的整体尺寸分析再现像的有效观看区域，进而计算出3D物体的大尺寸全息图；第二步，为了加载大尺寸全息图，将空间光调制器无缝拼接在一起，以形成大尺寸空间光调制器阵列，并使用准直相干光作为再现光进行照射；第三步，制作具有特殊结构的液晶光栅，利用液晶光栅对全息3D显示的再现像进行二次衍射调制，从而产生N个连续的二次衍射像，实现视角的连续扩大，扩大后的全息显示的观看视角为

2.根据权利要求1所述的一种大视角全息3D显示方法，其特征在于，在步骤一中，设置坐标原点在空间光调制器的中心，被记录3D物体的大小为S，3D物体与空间光调制器之间的距离为L，空间光调制器的大小为H，S≦H，在全息图的重建过程中，为了增大视角，以空间光调制器的最大衍射角作为每一个像点的最大衍射角，得出下式：

其中是λ波长，p是空间光调制器的像素大小，此时，计算出最左像点的全息干涉图尺寸H₁以及整个3D物体的全息图尺寸H_D为：

H₁＝H+S

H_D＝H+2S

当作为像点的最大衍射角时，所需记录的3D物体的全息图尺寸大于空间光调制器的尺寸，此时再现像的视角然后分别对3D物体上每个物点的全息图进行计算，并将所有物点的全息图进行叠加，从而生成3D物体的大尺寸全息图。

3.根据权利要求1所述的一种大视角全息3D显示方法，其特征在于，在步骤二中，为了加载3D物体的大尺寸全息图，对空间光调制器的尺寸进行扩展，根据被记录3D物体的分辨率，将相同型号的空间光调制器无缝拼接在一起，形成大尺寸空间光调制器阵列，保证大尺寸空间光调制器阵列的尺寸不小于大尺寸全息图的分辨率，将大尺寸空间光调制器阵列看成一个整体加载3D物体的大尺寸全息图，并使用准直相干光作为再现光照射大尺寸空间光调制器阵列。

4.根据权利要求1所述的一种大视角全息3D显示方法，其特征在于，在步骤三中，利用液晶光栅对全息3D显示的一级再现像进行衍射调制；液晶光栅的结构包括上玻璃基板、液晶层、加电条形电极、接地条形电极和下玻璃基板，当对加电条形电极施加电压时，加电条形电极和接地条形电极之间形成环绕电场，环绕电场诱导液晶分子指向发生偏转，从而形成呈中心对称的梯度折射率分布，使入射到液晶层的光线发生衍射，液晶光栅的衍射级数N用下式表示：

其中，d是液晶光栅的节距，θ为衍射光到可调液晶光栅的入射角，60°≦θ≦90°，当液晶光栅不加电压时，观看者看到全息再现像的视角为当液晶光栅加电压时，一级再现像产生N个二次衍射像，当再现像的尺寸和衍射距离确定时，控制液晶光栅所调制的二次衍射像视角连续，此时观看视角为