一种全息显示装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种全息显示装置及其控制方法，涉及显示技术领域，能够增大全息显示观看范围受限的问题。该全息显示装置包括光源、空间光调制器、第一导光器、第二导光器、定位器以及方向控制器。空间光调制器在写入信号的控制下，将所述光源提供的读出光进行调制并出射输出光。定位器对观测位置进行检测。方向控制器根据观测位置设定输出光的光路，并根据光路分别向第一导光器和第二导光器输出控制信号。第一导光器接收控制信号，并将输出光沿光路导入至第二导光器。第二导光器接收控制信号，并将第一导光器汇聚的出射光沿光路导入至观测位置。

【技术实现步骤摘要】
一种全息显示装置及其控制方法
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种全息显示装置及其控制方法。
技术介绍
随着3D(Dimension，维度)显示技术日益普及和使用，全息显示技术逐渐进入到人们的生活和工作当中。全息再现技术是不同于视差立体显示技术，具有景深大、不会产生眩晕等诸多优势。通常全息显示包括全息图像的记录以及全息图像再现过程，在此基础上，为了实现动态全息显示，可以通过全息计算执行全息图像的记录过程，并得出全息图像编码数据。接下来，将上述编码数据输入至如图1a所示的全息显示器10中进行全息图像的再现。然而上述动态全息再现技术的发展也受到硬件条件的制约，该技术需要数据处理系统迅速进行大量的运算。传统意义上的全息再现如图1a所示，虽然可以形成较大的观察区域F，但是在这个大的观察区域F中，除了进入瞳孔的两个视窗11所在的区域以外，其余区域均不能被观测到，从而造成信息浪费。基于此，现有技术中采用仅计算对两眼视窗11所在区域有贡献的全息图信息，并藉由眼球追踪技术追踪眼球位置的方案，如图1b所示，使得再现的全息图像全部或大部分入射至两个视窗11所在的区域，以使观看者享受真正的全息立体图像。这样一来，减少了运算的数据量。然而，上述方案虽然减少了计算量，但同时又会造成用户只能在两眼视窗11所在区域观看全息图像，从而使得观看者移动范围受限。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种全息显示装置及其控制方法，能够增大全息显示观看范围受限的问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术实施例的一方面，提供一种全息显示装置，包括光源、空间光调制器、第一导光器、第二导光器、定位器以及方向控制器；所述空间光调制器设置于所述光源的出光侧，用于在写入信号的控制下，将所述光源提供的读出光进行调制并出射输出光；所述定位器与所述方向控制器相连接，用于对观测位置进行检测；所述方向控制器还连接所述第一导光器和所述第二导光器，用于根据所述观测位置设定所述输出光的光路，并根据所述光路分别向所述第一导光器和所述第二导光器输出控制信号；其中，所述光路与所述观测位置相匹配；所述第一导光器、所述第二导光器依次设置于所述空间光调制器的出光侧；所述第一导光器用于接收所述控制信号，并将所述输出光沿所述光路导入至所述第二导光器；所述第二导光器用于接收所述控制信号，并将所述第一导光器汇聚的出射光沿所述光路导入至所述观测位置。优选的，所述第一导光器包括第一透镜，以及设置于所述第一透镜出光侧的针孔滤波器，所述针孔滤波器上设置有至少一个针孔；所述第一透镜与所述方向控制器相连接，所述第一透镜用于将所述输出光导入至所述针孔滤波器的一个所述针孔中。优选的，所述第二导光器包括至少一个凹面反射镜；每一个所述凹面反射镜与所述方向控制器相连接，一个所述凹面反射镜用于将一针孔处的出射光反射至所述观测位置。优选的，所述第二导光器还包括设置于所述针孔滤波器出光侧的透镜组，所述透镜组包括一个或至少两个并排设置的第二透镜；所述凹面反射镜设置于所述透镜组的非光线传输面；所述凹面反射镜和所述第二透镜的数量之和与所述针孔的数量相同；每一个所述第二透镜与所述方向控制器相连接，一个所述第二透镜用于将一针孔处的出射光汇聚至一观测位置。优选的，所述凹面反射镜为球面反射镜。优选的，所述球面反射镜与所述透镜组中心重合。优选的，所述第二透镜为凸透镜。优选的，所述第一导光器还包括第三透镜；所述第三透镜设置于所述针孔滤波器靠近所述第一透镜的一侧，且位于所述针孔滤波器的针孔位置处，所述第三透镜用于对所述第一透镜的出射光进行汇聚。优选的，所述第一透镜为液晶透镜或凸透镜。优选的，所述空间光调制器为液晶空间光调制器。优选的，所述光源包括激光发射器以及设置于所述激光发射器出光侧的扩束准直透镜；或者，所述光源包括LED光源。本专利技术实施例的另一方面，提供一种控制如上所述的任意一种全息显示装置的方法，所述方法包括空间光调制器在写入信号的控制下，将光源提供的读出光进行调制并出射输出光；定位器对观测位置进行检测；方向控制器根据所述观测位置设定所述输出光的光路，并根据所述光路分别向第一导光器和第二导光器输出控制信号；其中，所述光路与所述检测位置相匹配；所述第一导光器接收所述控制信号，并将所述输出光沿所述光路导入至所述第二导光器；所述第二导光器接收所述控制信号，并将所述第一导光汇聚的出射光沿所述光路导入至所述观测位置。优选的，当所述定位器对至少两个观测位置进行检测，且第一导光器包括第一透镜和针孔滤波器，所述第二导光器包括至少两个凹面反射镜，所述凹面反射镜的数量与该针孔滤波器上的针孔的数量相同时，所述定位器对观测位置进行检测之后，所述方法包括：所述方向控制器根据多个观测位置，分别设定与所述观测位置一一匹配的多个光路，并根据所述光路分别向所述第一透镜和所述凹面反射镜输出控制信号；所述第一透镜接收所述控制信号，并沿不同的光路依次将所述输出光导入至每一个针孔中，通过所述针孔的光线沿一光路传输至一凹面反射镜；该凹面反射镜接收所述控制信号，并将入射至该凹面反射镜的光线反射至与所述光路相匹配的观测位置处。优选的，当所述定位器对出至少两个观测位置进行检测，且第一导光器包括第一透镜和针孔滤波器，所述第二导光器包括透镜组，以及位于所述透镜组的非光线传输面的凹面反射镜，且所述凹面反射镜和所述第二透镜的数量之和与所述针孔的数量相同时，所述定位器对观测位置进行检测之后，所述方法包括：所述方向控制器根据多个观测位置，分别设定与所述观测位置一一匹配的多个光路，并根据所述光路分别向所述第一透镜、所述第二透镜以及所述凹面反射镜输出控制信号；所述第一透镜接收所述控制信号，并沿不同的光路依次将所述输出光导入至每一个针孔中，通过所述针孔的光线沿一光路传输至一第二透镜或一凹面反射镜；该第二透镜接收所述控制信号，并将入射至该第二透镜的光线汇聚至与一光路相匹配的观测位置处；该凹面反射镜接收所述控制信号，并将入射至该凹面反射镜的光线反射至与另一光路相匹配的观测位置处。本专利技术实施例提供一种全息显示装置及其控制方法，该全息显示装置，包括光源、空间光调制器、第一导光器、第二导光器、定位器以及方向控制器。其中，空间光调制器设置于光源的出光侧，用于在写入信号的控制下，将光源提供的读出光进行调制并出射输出光。定位器与方向控制器相连接，用于对观测位置进行检测。方向控制器还连接第一导光器和第二导光器，用于根据观测位置设定输出光的光路，并根据光路分别向第一导光器和第二导光器输出控制信号，其中，所述光路与检测位置相匹配。第一导光器、第二导光器依次设置于空间光调制器的出光侧，第一导光器用于接收控制信号，并将输出光沿光路导入至第二导光器。第二导光器用于接收控制信号，并将第一导光汇聚的出射光沿光路导入至观测位置。综上所述，光源提供的读出光能够经过空间光调制器后实现全息图像的再现，即全息显示。而构成全息图像的上述输出光可以通过第一导光器和第二导光器沿方向控制器设定的光路入射至观测位置，从而使得位于观测位置处的用户能够观测到由上述输出光构成的全息图像。在此情况下，当用户处于的观测位置发生变化时，定位器能够将更新后的观测位置信息传输至方向控制器，使得方向控制器生成与更新后的观测位置相匹配的光路，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，包括光源、空间光调制器、第一导光器、第二导光器、定位器以及方向控制器；所述空间光调制器设置于所述光源的出光侧，用于在写入信号的控制下，将所述光源提供的读出光进行调制并出射输出光；所述定位器与所述方向控制器相连接，用于对观测位置进行检测；所述方向控制器还连接所述第一导光器和所述第二导光器，用于根据所述观测位置设定所述输出光的光路，并根据所述光路分别向所述第一导光器和所述第二导光器输出控制信号；其中，所述光路与所述观测位置相匹配；所述第一导光器、所述第二导光器依次设置于所述空间光调制器的出光侧；所述第一导光器用于接收所述控制信号，并将所述输出光沿所述光路导入至所述第二导光器；所述第二导光器用于接收所述控制信号，并将所述第一导光器汇聚的出射光沿所述光路导入至所述观测位置。

【技术特征摘要】
1.一种全息显示装置，其特征在于，包括光源、空间光调制器、第一导光器、第二导光器、定位器以及方向控制器；所述空间光调制器设置于所述光源的出光侧，用于在写入信号的控制下，将所述光源提供的读出光进行调制并出射输出光；所述定位器与所述方向控制器相连接，用于对观测位置进行检测；所述方向控制器还连接所述第一导光器和所述第二导光器，用于根据所述观测位置设定所述输出光的光路，并根据所述光路分别向所述第一导光器和所述第二导光器输出控制信号；其中，所述光路与所述观测位置相匹配；所述第一导光器、所述第二导光器依次设置于所述空间光调制器的出光侧；所述第一导光器用于接收所述控制信号，并将所述输出光沿所述光路导入至所述第二导光器；所述第二导光器用于接收所述控制信号，并将所述第一导光器汇聚的出射光沿所述光路导入至所述观测位置。2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述第一导光器包括第一透镜，以及设置于所述第一透镜出光侧的针孔滤波器，所述针孔滤波器上设置有至少一个针孔；所述第一透镜与所述方向控制器相连接，所述第一透镜用于将所述输出光导入至所述针孔滤波器的一个所述针孔中。3.根据权利要求1或2所述的全息显示装置，其特征在于，所述第二导光器包括至少一个凹面反射镜；每一个所述凹面反射镜与所述方向控制器相连接，一个所述凹面反射镜用于将一针孔处的出射光反射至所述观测位置。4.根据权利要求3所述的全息显示装置，其特征在于，所述第二导光器还包括设置于所述针孔滤波器出光侧的透镜组，所述透镜组包括一个或至少两个并排设置的第二透镜；所述凹面反射镜设置于所述透镜组的非光线传输面；所述凹面反射镜和所述第二透镜的数量之和与所述针孔的数量相同；每一个所述第二透镜与所述方向控制器相连接，一个所述第二透镜用于将一针孔处的出射光汇聚至一观测位置。5.根据权利要求4所述的全息显示装置，其特征在于，所述凹面反射镜为球面反射镜。6.根据权利要求5所述的全息显示装置，其特征在于，所述球面反射镜与所述透镜组中心重合。7.根据权利要求4所述的全息显示装置，其特征在于，所述第二透镜为凸透镜。8.根据权利要求2所述的全息显示装置，其特征在于，所述第一导光器还包括第三透镜；所述第三透镜设置于所述针孔滤波器靠近所述第一透镜的一侧，且位于所述针孔滤波器的针孔位置处，所述第三透镜用于对所述第一透镜的出射光进行汇聚。9.根据权利要求2所述的全息显示装置，其特征在于，所述第一透镜为液晶透镜或凸透镜。10.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉欣，
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