数字全息图显示设备制造技术

本发明专利技术涉及数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备通过使用复合调制来将3D图像显示为全息图。该数字全息图显示设备包括：空间光调制器，其包括第一像素和第二像素，所述第一像素通过调制第一平面偏振光的相位来输出第一调制光，所述第二像素通过调制所述第一平面偏振光的相位来输出第二调制光，其中，所述第二像素与所述第一像素相邻；和光组合器，其改变从所述第一像素输出的所述第一调制光的路径，使得所述第一调制光的路径对应于从所述第二像素输出的所述第二调制光的路径，以将所述第一调制光和所述第二调制光组合在一起，其中，所述第一调制光的相位与所述第二调制光的相位不同。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备通过使用空间光调制器来显示3D图像。
技术介绍
现在积极进行针对三维（3D）图像和实现3D图像的研究。3D图像技术为观看者提供与对象的完全真实外观相对应的3D图像，而二维（2D）图像技术提供与对象的平面图相对应的图像。因此，实现3D图像的技术是最终技术。已知三种代表性的用于再现3D图像的方法：立体方法、全息方法和整体成像方法。全息方法使用激光束，使得可以利用肉眼观看3D图像。全息方法是最理想的方法，因为它具有优良的视觉立体特性并且观看者没有任何疲劳地观看3D图像。全息方法在胶片上记录从对象光束和参考光束的叠加所获得的光学干涉。对象光束指的是通过照射具有高相干性的激光束而从对象分散（distract）的光束，并且参考光束指的是具有高相干性的光束。更具体地说，光学干涉可以是包括光波的强度信息和相位信息的一系列干涉条纹（fringe），并且胶片可以是标准的感光胶片。因此，在标准的感光胶片上记录干涉条纹。干涉条纹在胶片上形成一种衍射光栅，这称为全息图。因此，全息方法可以通过将参考光束照射到干涉条纹来再现3D图像。已存在计算机生成全息术（CGH）的新进展，所述计算机生成全息术（CGH）是一种数字地生成干涉条纹的方法。例如，可以通过数字地计算干涉条纹并将其打印到掩模或胶片上以由适当的相干光源随后照射来生成全息干涉图案。近来，开发用于显示动态图像以及静态图像的计算机生成全息术。计算机生成全息术向诸如LCSLM（液晶空间光调制器）的空间光调制器（在下文中，称为SLM）发送全息干涉图案数据。接着，SLM显示全息干涉图案，并且通过向SLM照射参考光束将全息干涉图案再现为3D图像。图1是示出根据现有技术的使用计算机生成全息术的数字全息图显示设备的结构图。参照图1，计算机10生成将在SLM20上显示的全息干涉图案数据，并向SLM20发送全息干涉图案数据。SLM20可以实现为LCSLM。在该情况中，SLM20可以是透射型液晶显示设备。SLM20可以呈现全息干涉图案。在SLM20的一侧，设置用于生成参考光束的激光源30。为了将参考光束90从激光源30辐射到SLM20的全部表面上，可以顺序地布置扩展器40和透镜系统50。从激光源30输出的参考光束90穿过扩展器40和透镜系统50而辐射到SLM20的一侧。由于SLM20是透射型液晶显示设备，所以将在SLM20的另一侧再现全息干涉图案。美国专利号5,416,618公开一种使用两个透射型液晶显示器的全息方法的3D图像显示设备。更具体地说，美国专利号5,416,618使用用于调制光的相位的第一SLM和用于调制光的振幅的第二SLM以使光的干涉最大化。因此，美国专利号5,416,618通过光的干涉将3D图像实现为全息图。但是，美国专利号5,416,618具有如下4个缺点：（1）难以将第一SLM和第二SLM对准，（2）由于两个SLM导致用于制造3D图像显示设备的成本增加，（3）3D图像显示设备的厚度较厚，和（4）3D图像显示设备的驱动复杂。
技术实现思路
实施方式涉及一种数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备包括：空间光调制器，其包括第一像素和第二像素，所述第一像素通过调制第一平面偏振光的相位来输出第一调制光，所述第二像素通过调制所述第一平面偏振光的相位来输出第二调制光，其中，所述第二像素与所述第一像素相邻；和光组合器，其改变从所述第一像素输出的所述第一调制光的路径，使得所述第一调制光的路径对应于从所述第二像素输出的所述第二调制光的路径，以将所述第一调制光所述第二调制光组合在一起，其中，所述第一调制光的相位与所述第二调制光的相位不同。在该
技术实现思路
中描述的特征和优点以及下面的详细描述不是为了限制。根据附图、说明书和权利要求，多个附加的特征和优点对于本领域普通技术人员将是明显的。附图说明图1是示出根据现有技术的使用计算机生成全息术的数字全息图显示设备的结构图；图2是示出数字全息图显示设备的示意图的框图。图3是详细示出图2的空间光调制器的截面图。图4A至4C是空间光调制器的像素的截面图。图5是示出图2的背光单元、空间光调制器、相位延迟板、光组合器和偏振器的截面图。图6是示出光组合器的第一光束路径转换膜和第二光束路径转换膜的示例示图。具体实施方式下面参照附图更全面地描述实施方式。在整个说明书中相同的标号指示相同的元件。在下面的描述中，如果确定与实施方式相关的公知功能或配置的详细描述使主题不清楚，则将省略详细的描述。本公开涉及通过使用复合（complex）调制来将3D图像显示为全息图的数字全息图显示设备。复合调制表示调制光的相位和振幅二者。光的干涉可以通过复合调制而被最大化。图2是示出数字全息图显示设备的示意图的框图。参照图2，根据示例实施方式的数字全息图显示设备包括空间光调制器（在下文中，称为SLM）100、SLM驱动器110、背光单元200、背光驱动器210、光组合器300、相位延迟板400、偏振器500和控制器600。SLM100实现为透射型液晶面板，该透射型液晶面板在上基板和下基板之间包括液晶层。像素按照矩阵形式设置在由数据线和选通线的交叉结构限定的单元区域中。每个像素连接到薄膜晶体管。响应于通过选通线提供的选通脉冲，薄膜晶体管将经由数据线提供的数据电压传送给像素的下电极。每个像素通过由下基板的下电极和上基板的上电极之间的电场驱动液晶层的液晶来控制光的透射率。根据示例实施方式的SLM100实现为电控双折射（ECB）模式。但是，实施方式不限于此，SLM100实现为诸如扭曲向列（TN）模式、垂直配向（VA）模式、面内切换（IPS）模式和边缘场切换（FFS）模式的任何液晶模式。SLM100的像素被划分成第一像素和第二像素。第一像素限定为在SLM100的奇数行上形成的像素，并且第二像素限定为在SLM100的偶数行上形成的像素。尤其是，第一像素与第二像素相邻。另外，由第一像素调制的光的相位不同于由第二像素调制的光的相位。即，第一像素输出第一调制光，第二像素输出第二调制光，并且第一调制光的相位不同于第二调制光的相位。将参照图3和图4A至4C更具体地描述用于调制第一像素和第二像素的相位的方法。SLM驱动器110包括选通驱动器和数据驱动器。数据驱动器从控制器600接收数字视频数据DATA。在控制器600的控制下，数据驱动器将数字视频数据DATA转换为模拟数据电压。数据驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备包括：空间光调制器，其包括第一像素和第二像素，所述第一像素通过调制第一平面偏振光的相位来输出第一调制光，所述第二像素通过调制所述第一平面偏振光的相位来输出第二调制光，其中，所述第二像素与所述第一像素相邻；和光组合器，其改变从所述第一像素输出的所述第一调制光的路径，使得所述第一调制光的路径对应于从所述第二像素输出的所述第二调制光的路径，以将所述第一调制光所述第二调制光组合在一起，其中，所述第一调制光的相位与所述第二调制光的相位不同。

【技术特征摘要】
2012.10.31 KR 10-2012-01227321.一种数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备包括：
空间光调制器，其包括第一像素和第二像素，所述第一像素通过调制第一平面偏
振光的相位来输出第一调制光，所述第二像素通过调制所述第一平面偏振光的相位来
输出第二调制光，其中，所述第二像素与所述第一像素相邻；和
光组合器，其改变从所述第一像素输出的所述第一调制光的路径，使得所述第一
调制光的路径对应于从所述第二像素输出的所述第二调制光的路径，以将所述第一调
制光所述第二调制光组合在一起，
其中，所述第一调制光的相位与所述第二调制光的相位不同。
2.根据权利要求1所述的数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备还包括：
背光单元，其包括向所述空间光调制器照射所述第一平面偏振光的光源，其中，
所述空间光调制器布置在所述背光单元上；和
相位延迟板，其包括光通过层和半波层，所述光通过层使得从所述第一像素输出
的所述第一调制光按照原样通过，所述半波层延迟从所述第二像素输出的所述第二调
制光的相位。
3.根据权利要求2所述的数字全息图显示设备，
其中，所述光通过层与所述第一像素相对，并且所述半波层与所述第二像素相对。
4.根据权利要求2所述的数字全息图显示设备，该数字全息图显示设备还包括
偏振器，所述偏振器布置在所述光组合器上，其中，所述偏振器的透射层和所述第一
调制光的偏振方向之间的差是45°，并且所述透射层和所述第二调制光的偏振方向之
间的差是45°。
5.根据权利要求4所述的数字全息图显示设备，其中，所述第一调制光是水平
偏振光，
其中，所述第二调制光是垂直偏振光，

【专利技术属性】
技术研发人员：尹珉郕，金善宇，辛旻泳，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR