[发明专利]减小电全息显示器中有效像素间距的方法以及包括减小的有效像素间距的电全息显示器

说明书

技术领域

本发明涉及电全息显示系统，更加具体地说，本发明涉及减小电全息显示器中有效像素间距的方法和有效像素间距减小的电全息显示器。

背景技术

最近，已经开发了电全息显示系统，以便产生图像的全三维(“3-D”)重建。对于开发用于再现三维移动图像的电全息显示系统存在浓厚的兴趣，比如三维电视。借助于计算机产生的全息图(CGH)的实时电全息系统被称为最终的三维电视，因为全息术是能够直接记录和重建三维图像的唯一技术。

图1表示电全息显示系统100的一个实施例。电全息显示系统100包括处理器和驱动器单元110、空间光调制器(SLM)120、相干光源130和分束器140。处理器和驱动器单元110可以包括处理器和驱动器的单独电路或部件，并且可以包括存储器，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等。有益的作法是，在处理器和驱动器单元110的存储器中存储用于执行各种不同运算的软件。有益的是，空间光调制器120是反射式液晶显示器(LCD)，如硅上反射式液晶(LCOS)器件。在一个实施例中，相干光源130包括激光发射二极管(LED)132和准直光学器件134。

工作时，激光发射二极管132向准直光学器件134提供光束，准直光学器件134针对空间光调制器120适当地准直并调整光束的大小。向分束器140提供来自光源130的相干的经准直的光束，分束器140将相干的经准直的光束引向空间光调制器120。与此同时，处理器和驱动器单元110产生全息数据并应用全息数据驱动空间光调制器120的像素。响应驱动空间光调制器120的每个像素的数据，对于相干的经准直的光束进行空间调制，从而产生空间调制的光束，所述空间调制的光束被反射回来到达分束器140。分束器140使空间调制光束通过，一直到图像平面180，在这里形成全息图。

但是对于这样一种电全息显示系统仍旧存在一些问题。一个问题是需要空间光调制器，这个空间光调制器要足够地小，以便显示全息图所需的微小的边缘图案，这个图案应能为人的眼睛在相当宽的范围观察到。在全息术中，图像是利用衍射光重建的。同时，一个典型的人两眼之间的距离约为6.5cm。因此，对于衍射的一个令人满意的范围而言，空间光调制器需要具有精细微小的像素间距，约为1微米的量级。然而遗憾的是，当前不存在像素间距约为1微米的电子显示器件。但对于反射式的液晶显示器，存在像素间距为10微米量级的器件。

因此，期望提供一种减小电全息显示器中有效像素间距的方法。进一步还期望提供有效像素间距减小的电全息显示器。

发明内容

在本发明的一个方面，电全息显示系统包括：相干光源，适合于产生相干准直光束；空间光调制器(SLM)，适合于接收和调制相干准直光束，从而由其产生调制光束，空间光调制器包括多个像素，像素间距为a₁；处理器和驱动器单元，适合于产生代表全息图像的全息数据并将合适的驱动信号加到空间光调制器的像素，使空间光调制器利用全息数据调制相干准直光束；光学单元，设置成接收调制光束并提供全息图像，其中全息图像的有效像素间距是a₂，a₂<a₁。

在本发明的另一方面，一种显示全息图像的方法包括：向空间光调制器(SLM)提供相干准直光束，空间光调制器包括多个像素，像素间距是a₁；向空间光调制器的像素施加适当的驱动信号，以使空间光调制器利用全息数据调制相干准直光束，从而由其产生调制光束；和处理调制光束以便提供全息图像，其中全息图像的有效像素间距是a₂，a₂<a₁。

附图说明

图1表示电全息显示系统；

图2说明空间光调制器(SLM)的像素，和由此产生的相关的辐射图案；

图3表示提供“有效像素间距”的装置的一个实施例，所述“有效像素间距”相对于实际的像素间距明显减小；

图4表示包括可提供“有效像素间距”的光学单元的装置，所述“有效像素间距”相对于实际的像素间距有明显的减小；以及

图5表示包括光学单元的电全息显示系统，所述光学单元可提供“有效像素间距”，所述“有效像素间距”与实际像素间距相比有明显减小。

具体实施方式