一种全息显示装置及其显示方法与流程

本发明涉及三维显示技术领域，尤其涉及一种全息显示装置及其显示方法。

背景技术：

显示以视觉的形式将信息传递给人们，古有百闻不如一见的成语，可见显示在人们的现实生活中具有重要的意义。据科学家估计人类得到的70％到80％的信息来源于视觉。

3D显示在现在社会生活中具有重要的意义，而全息显示将会是最有希望实现真3D显示的技术，全息显示可以提供物体波的全部信息，具有极好的深度与视差，可以提供人类对3D信息所需要的所有生理和心理暗示。

利用光波干涉和衍射特性来记录和重现物波的方法称为全息术(holograPhy)。由于记录了物像的相位与振幅信息，因此可以重现物像的3D图像。现有的全息显示系统采用光或电寻址的空间调制器同时对光的相位和振幅进行调制，要求空间调制器具有高的刷新频率，快的响应速度，很难满足。因此，会出现串扰大，分辨率低，容易视觉疲劳等问题，不利于获得最佳的三维观看效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种全息显示装置及其显示方法，用以解决现有空间调制器实现全息显示时三维观看效果差的问题。

因此，本发明实施例提供了一种全息显示装置，包括：用于提供相干参考光的背光源，用于调制所述相干参考光的光波振幅信息的光开关器件，以及用于调制所述相干参考光的光波相位信息的相位控制板；其中，所述相位控制板和所述光开关器件设置于所述背光源的出光侧。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，所述相位控制板设置于所述背光源与所述光开关器件之间；或，所述相位控制板设置于所述光开关器件的出光侧。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，所述相位控制板包括多个相互独立的调制区域；一个所述调制区域与所述光开关器件中的一个像素区域一一对应，或，一个所述调制区域与所述光开关器件中的多个像素区域一一对应。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，相邻的两个所述调制区域调制所述相干参考光的相位调制角度互不相同。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，各所述调制区域调制所述相干参考光的相位调制角度相对固定或根据接收的振幅调制信号变化。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，所述相位控制板为光栅相位控制板、光层厚度相位控制板、或液晶相位控制板。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，所述光开关器件为液晶显示器件，电致变色器件，或光致变色器件。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的全息显示装置中，所述背光源提供的相干参考光为相干准直光。

另一方面，本发明实施例还提供了一种上述全息显示装置的显示方法，包括：

背光源提供相干参考光；

相位控制板调制所述相干参考光的光波相位信息；

光开关器件根据接收到的调制信号调制所述相干参考光的光波振幅信息。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种全息显示装置及其显示方法，包括：用于提供相干参考光的背光源，用于调制相干参考光的光波振幅信息的光开关器件，以及用于调制相干参考光的光波相位信息的相位控制板；其中，相位控制板和光开关器件设置于背光源的出光侧。由于将相位调制和振幅调制分开设置，实现独立控制光波相位信息和光波振幅信息，利用光开关器件进行光波振幅信息的调制，利用相位控制板进行光波相位信息的调制，有利于提高对调制对象的控制能力，实现高质量的全息显示。并且，可以采用相位控制板调制光波相位信息，可以实现多视角的裸眼三维显示。

附图说明

图1为本发明实施例提供的全息显示装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的全息显示装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的全息显示装置的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的全息显示装置及其显示方法的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各部件的形状和大小不反映全息显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供了一种全息显示装置，如图1和图2所示，包括：用于提供相干参考光的背光源100，用于调制相干参考光的光波振幅信息的光开关器件200，以及用于调制相干参考光的光波相位信息的相位控制板300；其中，相位控制板300和光开关器件200设置于背光源100的出光侧。

具体地，本发明实施例提供的上述全息显示装置中，由于将相位调制和振幅调制分开设置，实现独立控制光波相位信息和光波振幅信息，利用光开关器件200进行光波振幅信息的调制，利用相位控制板300进行光波相位信息的调制，有利于提高对调制对象的控制能力，实现高质量的全息显示。并且，可以采用相位控制板300调制光波相位信息，可以实现多视角的裸眼三维显示。

在具体实施时，本发明实施例提供的上述全息显示装置中，由于相位控制板300和光开关器件200均设置于背光源100的出光侧，因此，具体地，相位控制板300可以如图1所示，设置于背光源100与光开关器件200；也可以如图2所示，相位控制板300设置于光开关器件200的出光侧，在此不作限定。

具体地，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，用于提供相干参考光的背光源100，在具体实施时可以采用OLED背光源，可以采用LED背光源等，还可以采用动态背光源，在此不做限定。并且，较佳地，为了利于相干参考光产生干涉和衍射，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，背光源100提供的相干参考光优选为相干准直光，即背光源100优选为准直背光源。

具体地，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，用于调制相干参考光的光波振幅信息的光开关器件200的实现方式可以有多种，例如：可以采用液晶显示器件、电致变色器件或光致变色器件，还可以采用微型机电系统(MEMS)器件等，根据接收到的调制信号对光波振幅信息进行调制的器件。

具体地，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，当光开关器件200电致变色器件时，如图3所示，电致变色器件具体包括：相对而置的上基板210和下基板220，以及设置于上基板210和下基板220之间的电致变色材料层230，进一步地，还可以包括电解液层240；并且，电解液层240可以如图3所示位于电致变色材料层230靠近下基板220的一侧，也可以位于电致变色材料层230靠近上基板210的一侧，在此不作限定。

具体地，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，当光开关器件200选用液晶显示器件或光致变色器件等其他器件时，与电致变色器件的结构类似，在此不作赘述。

在具体实施时，为了实现对于光波相位信息的调制，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，相位控制板300一般包括多个相互独立的调制区域；并且，一个调制区域可以与光开关器件200中的一个像素区域一一对应；或者，一个调制区域也可以与光开关器件200中的多个像素区域一一对应，在此不做限定。

并且，在本发明实施例提供上述全息显示装置中，在相位控制板300中的相邻的两个调制区域调制光线的相位调制角度一般互不相同，且相位调制角度的调节能力一般控制在0-2π，即相位调节角度范围在0-2π内选取。

在具体实施时，为了实现动态全息图像的显示，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，具体可以通过下述三种方式实现全息显示：第一种，调制光波振幅信息进行动态变化，而调制光波相位信息的相位调制角度相对固定；第二种，调制光波振幅信息进行动态变化，且调制光波相位信息的相位调制角度也根据观看角度的变化而动态变化；第三种，调制光波振幅信息相对固定，通过调制光波相位信息的相位调制角度实现动态全息显示。基于此，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，相位控制板300中的各调制区域调制光线的相位调制角度可以相对固定，或者，也可以根据接收的振幅调制信号而动态变化。

具体地，在本发明实施例提供的上述全息显示装置中，根据是否需要相位控制板300中各调制区域动态调节相位调制角度，可以选择具体的相位控制板300的实现方式，例如在相对固定相位控制板300中的各调制区域调制光线的相位调制角度时，相位控制板300可以选择光栅相位控制板、光层厚度相位控制板、或液晶相位控制板。当需要相位控制板300中的各调制区域调制光线的相位调制角度动态变化时，相位控制板300可以选择液晶相位控制板。

其中，具体地，光栅相位控制板是指相位控制板300中各调制区域设置光栅周期不同的纳米光栅，以实现对于通过的光线的光波相位信息进行不同程度的相位角度调制。光层厚度相位控制板是指相位控制板300中各调制区域设置厚度不同的薄膜叠层，以实现对于通过的光线的光波相位信息进行不同程度的相位角度调制。液晶相位控制板是指相位控制板300中各调制区域设置独立可控的液晶盒，通过对液晶盒中液晶分子旋转角度的控制，以实现对于通过的光线的光波相位信息进行不同程度的相位角度调制。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种全息显示装置的显示方法，由于该显示方法解决问题的原理与前述一种全息显示装置相似，因此该显示方法的实施可以参见全息显示装置的实施，重复之处不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的一种全息显示装置的显示方法，包括以下步骤：背光源提供相干参考光；相位控制板调制相干参考光的光波相位信息；光开关器件根据接收到调制信号调制相干参考光的光波振幅信息，以实现动态全息显示。

在具体实施时，信号源可以根据所需显示的全息图像信息，进行振幅信息和相位信息的分离，之后将调制信息加载至调制信号中发送给光开关器件进行调控，同时还可以根据相位信息对相位控制板进行调控，或者使用固定调制的相位控制板对光波相位信息进行调制；通过光开关器件调制光波振幅信息，同时通过相位控制板调制光波相位信息后，可以实现全息图像的重现。

本发明实施例提供的上述全息显示装置及其显示方法，包括：用于提供相干参考光的背光源，用于调制相干参考光的光波振幅信息的光开关器件，以及用于调制相干参考光的光波相位信息的相位控制板；其中，相位控制板和光开关器件设置于背光源的出光侧。由于将相位调制和振幅调制分开设置，实现独立控制光波相位信息和光波振幅信息，利用光开关器件进行光波振幅信息的调制，利用相位控制板进行光波相位信息的调制，有利于提高对调制对象的控制能力，实现高质量的全息显示。并且，可以采用相位控制板调制光波相位信息，可以实现多视角的裸眼三维显示。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。