[发明专利]三维场景的全息再现装置

权利要求书

1.利用视频全息图再现三维场景的装置，该装置具有光聚焦装置，其通过用全息图信息编码的空间光调制器将充分相干光从发光装置有效地引导到至少一个观察者的眼睛，其特征在于：该装置具有多个照明单元以照明空间光调制器(SLM)的表面，每个单元包括一个聚焦元件(21/22/23或24)，发出充分相干光使每个上述照明单元照亮表面的一个独立照明区(R1/R2/R3或R4)的发光装置(LS1/LS2/LS3或LS4)，因此聚焦元件和发光装置的排列使发光装置(LS1-LS4)发出的光在观察者眼睛附近或在观察者眼睛处重合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于有多个互不相干的发光装置(LS₁-LS₄)，用于同时照亮空间光调制器表面，以增加光通量。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于空间光调制器(SLM)的编码与照明区(R1-R4)之间的边界无关，使得所有照明区(R1-R4)利用同样的视频全息图同时再现三维场景。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于照明区(R1-R4)以不同的亮度照亮。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于照明单元发出在至少一个观测窗(OW_L，OW_R)重合的光束。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于聚焦元件(21-24)在观察者平面(OP)使发光装置(LS₁-LS₄)成像，因而所有图像重合。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于聚焦元件(21-24)是透镜。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于聚焦元件(21-24)是排列为透镜组的柱面镜，发光装置(LS₁-LS₄)是线光源。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于线光源由缝隙光栅形成。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于发光装置与可以离散寻址和激活的可控制可寻址的光源设置在阵列中，该装置包含位置探测和控制系统，其根据计算的位置数据计算和激活寻址的光源，以根据观察者眼睛的位置追踪定向光。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于位置探测系统根据观察者眼睛的位置的横向变化移动阵列的激活源。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于位置探测和控制系统根据观察者和装置之间的距离改变调整阵列的激活源之间的距离。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于发光装置和光学聚焦装置之间的距离是可改变的。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于光学聚焦装置的焦距是可改变的。

15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于电控光投射装置实现光布置，其中光投射装置最好是用计算机生成全息图编码的附加空间光调制器。

16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于每个照明单元中的发光装置是分别激活的点光源阵列。

17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于每个照明单元中的发光装置是分别激活的点光源的线状阵列。

18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于单一的光布置提供为装置的所有照明单元发出充分相干光的发光装置(LS₁-LS₄)，使得照明单元中的每个聚焦元件被分配给分别激活的多个点光源或线光源，其中位置探测和控制系统为每个聚焦元件激活一个对应观察者眼睛的正确位置的点光源或线光源。

19.根据权利要求1所述的装置，其特征在于聚焦装置中的聚焦元件的范围以这样的方式选择：发光装置通过相邻聚焦元件的所有光将被引导到大大超出观察者眼睛的视野。