全息顯示裝置和全息顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全息顯示領(lǐng)域，具體涉及一種全息顯示裝置和全息顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全息顯示技術(shù)分為光學(xué)全息技術(shù)和計(jì)算全息技術(shù)，計(jì)算全息是用計(jì)算機(jī)編碼制作全息圖，再將計(jì)算全息圖放到實(shí)際光路中獲得再現(xiàn)圖像。視窗型全息顯示的主要目標(biāo)是，只重建觀察者直接看到的那部分波前，這部分波前是波陣面的一部分，稱為觀察視窗，觀察視窗的大小與瞳孔的大小有關(guān)，觀察者通過該觀察視窗能夠看到完整的再現(xiàn)3D景象。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中視窗型全息顯示的原理示意圖，計(jì)算機(jī)生成物體或全息圖的編碼信息，并顯示屏根據(jù)該編碼信息生成相應(yīng)的編碼圖像，即，顯示屏根據(jù)編碼信息改變每一像素單元的透過率。光源I發(fā)射的光線經(jīng)過透鏡2的會聚并透過顯示屏3的各像素單元后，在觀察視窗4內(nèi)成像，當(dāng)人眼位于該觀察視窗4時(shí)，就可以看到完整的3D景象。視窗型全息顯示不需要根據(jù)觀察者所在平面的每個(gè)位置進(jìn)行編碼，從而減小了計(jì)算量。
[0004]但是，這種全息顯示方式只能使得觀看者一只眼睛看到圖像，觀察者觀看到的效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種全息顯示裝置和全息顯示方法，以實(shí)現(xiàn)雙眼視窗的全息顯示，改善顯示效果。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種全息顯示裝置，包括:
[0007]背光模塊，所述背光模塊包括聚光透鏡和設(shè)置在該聚光透鏡一側(cè)的至少一個(gè)發(fā)光子模塊，每個(gè)所述發(fā)光子模塊用于產(chǎn)生一對光源，每對所述光源對應(yīng)一對視點(diǎn)，每個(gè)所述光源在距離該光源預(yù)定距離處形成預(yù)定面積的發(fā)光區(qū)域，每對所述光源中的兩個(gè)光源以預(yù)定頻率交替發(fā)射光線，且每對所述光源中的兩個(gè)所述光源的光線能夠透過所述聚光透鏡并在對應(yīng)于兩個(gè)不同視點(diǎn)的位置會聚；
[0008]處理模塊，所述處理模塊用于以所述預(yù)定頻率交替地生成對應(yīng)于兩個(gè)所述視點(diǎn)的全息圖像的編碼信息，且所述處理模塊生成任一視點(diǎn)的全息圖像的編碼信息時(shí)，發(fā)射光線的光源為對應(yīng)于該視點(diǎn)的光源；
[0009]光調(diào)制模塊，所述光調(diào)制模塊設(shè)置在所述聚光透鏡的背離或朝向所述發(fā)光子模塊的一側(cè)，且位于每個(gè)所述光源的發(fā)光區(qū)域內(nèi)，所述光調(diào)制模塊與所述處理模塊電連接，用于根據(jù)所述編碼信息顯示相應(yīng)的編碼圖像。
[0010]優(yōu)選地，所述光源為具有預(yù)定發(fā)散角的點(diǎn)光源，以在距離該點(diǎn)光源預(yù)定距離處形成所述預(yù)定面積的發(fā)光區(qū)域。
[0011 ]優(yōu)選地，所述發(fā)光子模塊包括激光發(fā)射源、光發(fā)散單元和光會聚單元，所述光發(fā)散單元設(shè)置在所述激光發(fā)射源和所述光會聚單元之間，所述激光發(fā)射源用于向所述光發(fā)散單元發(fā)射至少一束激光，所述光發(fā)散單元用于將接收到的激光發(fā)散為兩束平行光并朝向所述光會聚單元發(fā)射兩束所述平行光，所述光會聚單元用于接收兩束所述平行光并分別將兩束所述平行光會聚，以形成兩個(gè)所述點(diǎn)光源。
[0012]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射源用于發(fā)射兩束激光，所述光發(fā)散單元包括分別與兩束所述激光對應(yīng)的兩個(gè)擴(kuò)束器，所述擴(kuò)束器包括朝向所述激光發(fā)射源設(shè)置的入光口和朝向所述光會聚單元設(shè)置的出光口，所述擴(kuò)束器的入光口用于接收相應(yīng)的一束激光，所述擴(kuò)束器用于將其入光口接收到的激光擴(kuò)散為一束平行光并將所述平行光所述出光口發(fā)射出。
[0013]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射源用于發(fā)射一束激光，所述光發(fā)散單元包括擴(kuò)束器、分光鏡和第一反射件；
[0014]所述擴(kuò)束器包括朝向所述激光發(fā)射源設(shè)置的入光口和朝向所述分光鏡設(shè)置的出光口，所述擴(kuò)束器的入光口用于接收所述激光發(fā)射源發(fā)射的激光，所述擴(kuò)束器用于將其入光口接收到的激光擴(kuò)散為一束平行光并將所述平行光所述出光口射出；
[0015]所述分光鏡包括分光膜，所述分光膜朝向所述擴(kuò)束器的出光口，用于將所述擴(kuò)束器的出光口射出的平行光的一部分透射至所述光會聚單元，并將所述平行光的另一部分反射至所述第一反射件，所述第一反射件的反射面朝向所述分光鏡，且傾斜于所述擴(kuò)束器的出光方向，所述第一反射件用于將所述分光膜所反射的光線反射至所述光會聚單元。
[0016]優(yōu)選地，所述第一反射件包括棱鏡，所述第一反射件還包括朝向所述分光鏡設(shè)置的入光面和朝向所述光會聚單元設(shè)置的出光面，所述第一反射件的反射面分別與所述入光面和所述出光面相連，所述分光鏡所反射的光線經(jīng)過所述第一反射件的入光面入射至所述第一反射件的反射面，所述第一反射件的反射面用于將接收到的光線向所述出光面反射。
[0017]優(yōu)選地，每個(gè)所述擴(kuò)束器的入光口與所述激光發(fā)射源之間均設(shè)置有小孔光闌，所述激光發(fā)射源發(fā)射的激光能夠穿過相應(yīng)的小孔光闌上的光闌孔并發(fā)射至相應(yīng)的擴(kuò)束器。
[0018]優(yōu)選地，所述光會聚單元包括設(shè)置在所述光發(fā)散單元和所述聚光透鏡之間的兩個(gè)凸透鏡，所述兩個(gè)凸透鏡的主光軸均與所述聚光透鏡的主光軸平行，兩個(gè)所述凸透鏡用于分別將所述光發(fā)散單元發(fā)射的兩束平行光會聚在相應(yīng)的所述凸透鏡和所述聚光透鏡之間。
[0019]優(yōu)選地，所述光會聚單元包括兩個(gè)凸透鏡和分別與兩個(gè)所述凸透鏡對應(yīng)的兩個(gè)第二反射件，所述凸透鏡的主光軸與所述聚光透鏡的主光軸相交叉，所述第二反射件的反射面朝向所述光發(fā)散單元，且傾斜于所述光發(fā)散單元的出光方向，所述光發(fā)散單元射出的兩束所述平行光分別射向兩個(gè)所述第二反射件的反射面，所述第二反射件的反射面用于將接收到的光線向相應(yīng)的凸透鏡反射；
[0020]兩個(gè)所述凸透鏡用于分別將相應(yīng)的第二反射件的反射面反射的光線會聚，形成兩個(gè)初始點(diǎn)光源；
[0021]所述發(fā)光子模塊還包括設(shè)置在兩個(gè)所述凸透鏡之間的第三反射件，所述第三反射件用于將兩個(gè)所述初始點(diǎn)光源的光線朝向所述聚光透鏡反射，朝向所述聚光透鏡發(fā)射光線的初始點(diǎn)光源形成為所述點(diǎn)光源。
[0022]優(yōu)選地，所述第二反射件包括棱鏡，所述第二反射件包括朝向所述光發(fā)散單元設(shè)置的入光面和朝向相應(yīng)的凸透鏡設(shè)置的出光面，所述第二反射件的反射面分別與所述入光面和所述出光面相連，所述光發(fā)散單元射出的兩束所述平行光分別經(jīng)相應(yīng)的第二反射件的入光面入射至相應(yīng)的反射面，所述第二反射件的反射面用于將接收到的光線向相應(yīng)的出光面反射。
[0023]優(yōu)選地，所述第三反射件包括反射面，
[0024]所述背光模塊還包括與所述第三反射件相連的電機(jī)，所述電機(jī)用于帶動所述第三反射件繞預(yù)定軸線旋轉(zhuǎn)，以使得任意時(shí)刻，所述反射面最多將一個(gè)所述初始點(diǎn)光源的光線反射至所述聚光透鏡，
[0025]所述電機(jī)與所述處理模塊電連接，當(dāng)所述處理模塊生成對應(yīng)于任意一個(gè)視點(diǎn)的全息圖像的編碼信息時(shí)，所述處理模塊能夠控制所述電機(jī)運(yùn)行以使得所述第三反射件的反射面能夠?qū)⒃撘朁c(diǎn)對應(yīng)的初始點(diǎn)光源的光線反射至所述聚光透鏡。
[0026]優(yōu)選地，所述第三反射件包括分別朝向兩個(gè)所述凸透鏡的兩個(gè)反射面，每個(gè)所述反射面用于將相應(yīng)的凸透鏡會聚的點(diǎn)光源的光線朝向所述聚光透鏡反射。
[0027]優(yōu)選地，每個(gè)所述凸透鏡和所述激光發(fā)射源之間均設(shè)置有擋光板，所述擋光板用于在其開啟時(shí)使所述激光發(fā)射源的光線發(fā)射至相應(yīng)的凸透鏡、并在其閉合時(shí)對射向該擋光板對應(yīng)的凸透鏡的光線進(jìn)行遮擋，分別對應(yīng)于兩個(gè)所述凸透鏡的兩個(gè)擋光板能夠交替開啟；
[0028]兩個(gè)所述擋光板均與所述處理模塊電連接，當(dāng)所述處理模塊生成對應(yīng)于任意一個(gè)視點(diǎn)的全息圖像的編碼信息時(shí)，所述處理模塊能夠控制對應(yīng)于該視點(diǎn)的光源所對應(yīng)的擋光板開啟。
[0029]優(yōu)選地，所述光調(diào)制模塊包括顯示面板和驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路用于接收所述處理模塊所發(fā)送的編碼信息并控制顯示面板顯示相應(yīng)的編碼圖像。
[0030]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種全息顯示方法，包括:
[0031]以預(yù)定頻率交替生成對應(yīng)于兩個(gè)視點(diǎn)的全息圖像的編碼信息，并以所述預(yù)定頻率交替生成兩個(gè)光源，所述光源用于朝向全息顯示裝置的光調(diào)制模塊發(fā)光，并且，生成對應(yīng)于任意一個(gè)視點(diǎn)的全息圖像的編碼信息時(shí)，發(fā)光的光源的光線能夠穿過所述光調(diào)制模塊的顯示區(qū)域并在與該視點(diǎn)對應(yīng)的位置會聚。
[