全息显示装置及其显示方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种全息显示装置及其显示方法，属于全息显示技术领域，其可至少部分解决现有的全息显示装置观看视角窄的问题。本发明专利技术的全息显示装置包括：成像单元，其分为多个成像区，每个成像区用于独立的形成全息影像；光源单元，其包括多个光源模块，每个光源模块用于为一个成像区提供光，各光源模块发出光的光经过对应的成像区后指向同一个观看位置；人眼追踪单元，用于确定人眼的朝向；控制单元，用于根据所述人眼的朝向控制各光源单元和成像区进行全息显示。

Holographic display device and its display method

The present invention provides a holographic display device and its display method, belonging to the field of holographic display technology, which can solve at least partially the problem of narrow viewing angle of the existing holographic display device. Holographic display device of the present invention includes an imaging unit, which is divided into a plurality of imaging area, each imaging area for holographic images independently; the light source unit, which comprises a plurality of light source modules, each module is used to provide light source for an imaging region, the light source module emits light light passing through the imaging area corresponding to the pointing to the same viewing position; eye tracking unit is used to determine the human face; a control unit for controlling the direction according to the light source unit and the imaging region of the human holographic display.

【技术实现步骤摘要】
全息显示装置及其显示方法
本专利技术属于全息显示
，具体涉及一种全息显示装置及其显示方法。
技术介绍
全息显示技术是利用干涉和衍射原理来记录并再现物体真实的三维图像的显示技术，能显示物体各个角度的所有信息，被认为是实现三维显示的最终方案。众所周知，全息再现技术是不同于视察立体显示技术，具有景深大，不会产生晕眩等诸多优势，然而全息再现技术，尤其是视频全息再现技术的发展也受到硬件条件的制约，该技术一方面要求空间光调制器具有很高的分辨率，另一方面也要求数据处理系统迅速进行大量的运算。传统意义上的计算全息显示技术，可以形成较大的波阵面观察区域，但是在波阵面观察区域中，除了进入瞳孔的两个视窗之外的区域，其余区域均不能被观测到，属于被浪费的信息。基于此，视瑞尔公司提出了仅计算对两眼视窗区域有贡献的全息图信息，即只重建观察者直接看到的那部分波前观察区域，并藉由眼球追踪技术追踪眼球位置，从而使观察者通过观察视窗能够看到完整再现的三维全息图像，大大减小了运算的数据量。但是采用视窗技术随之带来的是观察视角小的问题，观察者只能在衍射级观察窗口进行观察，观察范围受限。
技术实现思路
本专利技术至少部分解决现有的全息显示装置观看视角窄的问题，提供一种可扩大观看视角的全息显示装置。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种全息显示装置，其包括：成像单元，其分为多个成像区，每个成像区用于独立的形成全息影像；光源单元，其包括多个光源模块，每个光源模块用于为一个成像区提供光，各光源模块发出光的光经过对应的成像区后指向同一个观看位置；人眼追踪单元，用于确定人眼的朝向；控制单元，用于根据所述人眼的朝向控制各光源单元和成像区进行全息显示。优选的是，所述成像单元为空间光调制器，所述空间光调制器分为多个成像区。优选的是，所述成像单元包括多个空间光调制器，每个空间光调制器为一个成像区。进一步优选的是，所述空间光调制器为液晶空间光调制器。优选的是，所述全息显示装置还包括：设于光源单元和成像单元间的调整单元，其用于对来自光源单元的光进行扩束和准直。进一步优选的是，所述调整单元包括多组扩束准直透镜。优选的是，所述成像单元的出光侧为曲面。进一步优选的是，所述曲面为凹弧面。所述人眼追踪单元包括摄像头、眼动仪、红外传感器中的任意一种。优选的是，每个所述光源模块包括多个不同颜色的光源。进一步优选的是，每个所述光源模块中，每种颜色的光源为一个；所述光源模块还包括半透半反镜，其中一个光源发出的光穿过半透半反镜后指向光源模块的出光方向，其它每个光源发出的光分别经一个半透半反镜反射后指向光源模块的出光方向。优选的是，每个所述光源模块包括光源，所示光源为发光二极管或激光光源。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种全息显示装置的显示方法，所述全息显示装置为上述的显示装置；所述显示方法包括：所述人眼追踪单元确定人眼的朝向；所述控制单元控制对应当前人眼朝向方向的光源单元和成像区进行全息显示。本专利技术的全息显示装置的成像单元分为多个可独立形成全息影像的成像区，且各光源模块发出光的光经过对应成像区后都指向观看位置，故在观看位置处，在多个方向上可分别看到不同成像区形成的全息影像；由此，人眼追踪单元在确定人眼朝向后，控制单元可控制对应当前人眼朝向方向的光源单元和成像区进行全息显示，从而使用户的眼睛朝向在一定范围内改变时可持续的看到全息影像，扩大观看视角范围，提高观看自由度。附图说明图1为本专利技术的实施例的一种全息显示装置的结构示意图；图2为本专利技术的实施例的另一种全息显示装置的结构示意图；图3为本专利技术的实施例的另一种全息显示装置的结构示意图；图4为本专利技术的实施例的一种全息显示装置中的扩束准直透镜的结构示意图；图5为本专利技术的实施例的另一种全息显示装置的结构示意图；图6为本专利技术的实施例的一种全息显示装置中的光源模块的结构示意图；图7为本专利技术的实施例的一种全息显示装置中成像单元的成像区的划分情况示意图；图8为本专利技术的实施例的另一种全息显示装置中成像单元的成像区的划分情况示意图；其中，附图标记为：1、空间光调制器；11、成像区；2、光源模块；21、光源；22、半反半透镜；3、人眼追踪单元；4、控制单元；5、扩束准直透镜；9、全息影像。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种全息显示装置，其包括：成像单元，其分为多个成像区，每个成像区用于独立的形成全息影像；光源单元，其包括多个光源模块，每个光源模块用于为一个成像区提供光，各光源模块发出的光经过对应的成像区后指向同一个观看位置；人眼追踪单元，用于确定人眼的朝向；控制单元，用于根据人眼的朝向控制各光源单元和成像区进行全息显示。本实施例的全息显示装置的成像单元分为多个可独立形成全息影像的成像区，且各成像区朝向不同，从而各光源模块发出的光经过对应成像区后不是相互平行，而是都指向相同的观看位置，故在观看位置处，在多个方向上可分别看到不同成像区形成的全息影像；由此，人眼追踪单元在确定人眼朝向后，控制单元可控制对应当前人眼朝向方向的光源单元和成像区进行全息显示，从而使用户的眼睛朝向在一定范围内改变时可持续的看到全息影像，扩大观看视角范围，提高观看自由度。实施例2：如图1至图8所示，本实施例提供一种全息显示装置，其具有与实施例1的全息显示装置类似的结构。本实施例中，成像单元的出光侧为曲面，更优选为凹弧面。也就是说，如图1、图2所示，以上成像单元的出光侧(即远离光源单元的一侧)优选为光滑、连续的曲面，而每个成像区11则为该曲面的一部分，故通过调整曲面的形状即可改变各成像区11的出光方向。其中，为保证各成像区11的出光可指向相同的观看位置，故以上曲面优选为凹曲面(例如球面的一部分)，当然，此时观看位置应位于凹曲面的凹侧(例如位于球面的球心)。其中，以上成像单元的成像区11的划分方式可以是多样的，其可如图7所示分成网格状的多“块”，也可如图8所示分成多“条”，在此不再详细描述。具体的，为实现成像区11的划分，以上成像单元可为空间光调制器1，空间光调制器1分为多个成像区11。也就是说，如图1所示，可用一个空间光调制器1(SLM)作为用于形成全息影像9的器件，且该空间光调制器1被划分为多个可被独立控制的区域，每个区域接收一个光源模块2的光并独立形成全息影像9，即每个区域为一个成像区11。这种形式的成像单元实际为一个空间光调制器1，故其各成像区11之间没有间隙，紧密相接，可更容易的实现连续的观看视角。或者，作为本实施例的另一种形式，以上成像单元也可包括多个空间光调制器1，每个空间光调制器1为一个成像区11。也就是说，也可如图2所示，成像单元是由多个独立的空间光调制器1组合而成的，其中每个空间光调制器1即为一个成像区11，而各空间光调制器1按预定的方式“拼”在一起形成成像单元。这样，多个空间光调制器1是分开的，其便于控制，且出光范围容易区分。当然，如果要使成像单元的出光侧为曲面，则以上每个空间光调制器1也都应当是曲面的，且它们应当紧密的拼接在一起。当然，只要能实现各成像区11的出光在观看位置汇合，空间光调制器1也可采用其它形式：例如，也可如图3所示，每个空间光调制器1的出光面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息显示装置，其特征在于，包括：成像单元，其分为多个成像区，每个成像区用于独立的形成全息影像；光源单元，其包括多个光源模块，每个光源模块用于为一个成像区提供光，各光源模块发出光的光经过对应的成像区后指向同一个观看位置；人眼追踪单元，用于确定人眼的朝向；控制单元，用于根据所述人眼的朝向控制各光源单元和成像区进行全息显示。

【技术特征摘要】
1.一种全息显示装置，其特征在于，包括：成像单元，其分为多个成像区，每个成像区用于独立的形成全息影像；光源单元，其包括多个光源模块，每个光源模块用于为一个成像区提供光，各光源模块发出光的光经过对应的成像区后指向同一个观看位置；人眼追踪单元，用于确定人眼的朝向；控制单元，用于根据所述人眼的朝向控制各光源单元和成像区进行全息显示。2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述成像单元为空间光调制器，所述空间光调制器分为多个成像区。3.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述成像单元包括多个空间光调制器，每个空间光调制器为一个成像区。4.根据权利要求2或3所述的全息显示装置，其特征在于，所述空间光调制器为液晶空间光调制器。5.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，还包括：设于光源单元和成像单元间的调整单元，其用于对来自光源单元的光进行扩束和准直。6.根据权利要求5所述的全息显示装置，其特征在于，所述调整单元包括多组扩束准直透镜。7.根据权利要求1所述的全息显示装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉欣，石炳川，魏伟，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11