[发明专利]全息图计算的方法

权利要求书

1.一种具有振幅和相位分量的全息图的计算方法，

所述全息图被配置为由显示设备显示，所述显示设备包括光调制像素的阵列，其中每个光调制像素是包含可操作成调制振幅和相位的液晶的单元；

其中每个单元只能在多个复数调制水平下操作，其中所述多个复数调制水平是能在复数平面上限定的可能复数调制水平的子集，

该方法包括以下有序步骤：

(i)接收包括代表振幅的多个数据值的输入图像；

(ii)将随机相位值分配给所述多个数据值中的每个数据值以形成第一复数数据集；

(iii)对所述第一复数数据集进行逆傅立叶变换以形成第二复数数据集；

(iv)将所述第二复数数据集中的每个复数数据值约束为多个可允许复数数据值之一，以形成全息图，每个可允许复数数据值包括振幅调制值和相位调制值；

该方法还包括：

在复数平面中限定线，其中所述全息图的多个可允许复数数据值的每个基本位于所述线上，并且其中在所述线上的所述多个可允许复数数据值的每个对应于所述显示设备的单元配置成操作所处的多个复数调制水平的相应一个；

其中该线是朝向原点的螺旋线，包括第一部分和第二部分，所述第一部分是围绕原点的基本闭合的环，所述第二部分从所述环的圆周朝向所述复数平面的原点向内延伸；以及

其中，所述多个可允许复数数据值的相位调制值基本跨越2π，并且其中，所述可允许复数数据值中的至少一个具有基本为零的振幅调制值和基本为零的相位调制值。

2.如权利要求1所述的全息图的计算方法，其中，将所述第二复数数据集约束为所述多个可允许复数数据值的步骤形成第三复数数据集，该方法还包括：

(v)对所述第三复数数据集执行正向傅立叶变换以形成第四复数数据集；以及

(vi)测量所述第四复数数据集的振幅分量和所述输入图像之间的差。

3.如权利要求2所述的全息图的计算方法，其中，如果所测量的差大于误差，则所述方法还包括：

(vii)将所述第四复数数据集的相位分量与代表所述输入图像的振幅的多个数据值或代表从所述输入图像导出的振幅的多个数据值组合，以形成第五复数数据集；

(viii)逆傅立叶变换所述第五复数数据集以形成第六复数数据集；以及

(ix)将所述第六复数数据集中的每个复数数据值约束为所述多个可允许复数数据值之一以形成全息图。

4.如权利要求3所述的全息图的计算方法，还包括重复有序步骤(v)至(ix)，直到由先前迭代产生的所述复数数据集的振幅分量与所述输入图像之间的所测量的差小于误差。

5.如权利要求1所述的全息图的计算方法，其中，所述第二部分延伸至原点，或者其中，所述第二部分延伸超过原点。

6.如权利要求1所述的全息图的计算方法，其中，对于所述复数数据集中的每个复数数据值，所述约束步骤包括：

将所述振幅和相位分量替换为所述复数平面中最接近的可允许复数据值的振幅和相位分量。

7.如权利要求1所述的全息图的计算方法，其中，对于所述复数数据集中的每个复数数据值，所述约束步骤包括：

(a)如果所述振幅分量小于阈值，则将所述振幅分量和相位分量替换为零；以及

(b)如果所述振幅分量等于或大于阈值，则将所述振幅和相位分量替换为所述复数平面中最接近的可允许复数据值的振幅和相位分量。

8.如权利要求1所述的全息图的计算方法，其中，对于所述复数数据集中的每个复数数据值，所述约束步骤包括：

将所述振幅和相位分量替换为包含所述复数数据值的复数平面的象限中最接近的可允许复数据值的振幅和相位分量。

9.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在至少一个显示设备的光调制像素上显示全息图；以及

用相干光照射所述至少一个显示设备，并执行傅立叶变换以在回放平面处生成全息重建。