[发明专利]双全息三维显示装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种双全息三维显示装置。具体地，本公开涉及一种非眼镜型3D显示装置，其中全息图像被划分成左眼3D图像和右眼3D图像以呈现真实的3D图像。

背景技术

近来，正在对用于制作和再现3D（三维）图像/视频的多种技术和研究进行积极开发。因为与3D图像/视频相关的媒体是虚拟现实的新概念媒体，所以该媒体可更好地改善视觉信息，并且将引领下一代显示装置。常规的2D图像系统仅提出投影到平面图的图像和视频数据，而3D图像系统可向观看者提供完全真实的图像数据。因此，3D图像/视频技术是真正的图像视频技术。

通常，存在三种再现3D图像/视频的方法：立体观测法、全息观测法和全景成像（integralimaging）法。在这三种方法中，全息法使用激光束，使得可裸眼地观看3D图像/视频。因为全息法在不给观看者带来任何疲劳的情况下具有出色的视觉立体感，所以全息法是最理想的方法。

为了在图像的每一个点产生对光波的相位的记录，全息法使用与来自场景或物体的光（物体光束）组合在一起的基准光束。如果这两个光束是相干的，则由于光波的叠加，基准光束与物体光束之间的光干涉产生可记录在标准胶片上的一系列强度条纹。这些条纹在胶片上形成一种衍射光栅，这称为全息图。全息法的中心目标是，当稍后使用替代基准光束照亮所记录的光栅时，原始物体光栅被重构（或再现），由此产生3D图像/视频。

作为以数字方式产生全息干涉图案的方法的计算机产生全息图（或CGH：ComputerGeneratedHologram）有了新的发展。例如，通过以数字方式计算全息干涉图案并使用合适的相干光源将全息干涉图案印刷在掩模或胶片上以用于随后照亮，可以产生全息图像。通过避开每次必须制造全息干涉图案的“硬拷贝”的需要，全息3D显示器可以再现全息图像。

计算机产生的全息图具有如下优点：想要显示的物体根本不必具有任何物理实体。如果以光学的方式产生现有的物体的全息数据，但以数字方式记录和处理该数据，并随后将其输入到显示器中，则这也称为CGH。例如，计算机系统产生全息干涉图案，并将该全息干涉图案发送到诸如液晶空间光调制器（LCSML:Liquid CrystalSpatial Light Modulator）的空间光调制器，然后通过向空间光调制器发射基准光束来重建/再现与全息干涉图案相对应的3D图像/视频。图1是示出根据相关技术的使用计算机产生的全息图的数字全息图像/视频显示装置的结构图。

参照图1，计算机10产生要显示的图像/视频的全息干涉图案。产生的全息干涉图案被发送到SLM 20。作为透射式液晶显示装置的SLM 20可呈现全息干涉图案。在SLM 20的一侧，设置有用于产生基准光束的激光源30。为了将基准光束90从激光源30照射在SLM 20的整个表面上，可顺序地设置扩张器（expander）40和透镜系统50。从激光源30输出的基准光束90经过扩张器40和透镜系统50照射到SLM 20的一侧。由于SLM 20是透射式液晶显示装置，所以在SLM 20的另一侧将重建/再现与全息干涉图案相对应的3D图像/视频。

根据图1的全息型3D显示系统包括用于产生基准光90的光源30以及具有相对大的体积的扩张器40和透镜系统50。在构造了这种3D显示系统的情况下，这种3D显示系统可具有大的体积和大的重量。即，用于全息型3D显示系统的常规技术不适合应用于近来需求的薄、轻和便携性的显示系统。因此，需要开发一种可裸眼地呈现真实3D图像的薄的平板型全息3D显示系统。

发明内容

为了克服上述缺点，本公开的目的在于提供一种薄的平板型全息3D显示装置。本公开的另一目的在于提供一种通过向观看者的左眼和右眼分别提供全息3D图像来呈现高质量3D图像的薄的平板型全息3D显示器。

为了实现以上目的，本公开提供了一种双全息3D显示装置，该双全息3D显示装置包括：左眼显示面板，其用于呈现左眼3D图像；以及右眼显示面板，其设置在所述左眼显示面板的一侧，并且用于呈现右眼3D图像。

该装置还包括：控制器，其向所述左眼显示面板提供与所述左眼3D图像相对应的左眼全息数据，并且向所述右眼显示面板提供与所述右眼3D图像相对应的右眼全息数据。

所述左眼显示面板包括：左眼空间光调制器，其用于呈现与所述左眼3D图像相对应的全息图案；左眼背光单元，其设置在所述左眼空间光调制器的后侧；左眼平坦透镜，其设置在所述左眼空间光调制器的前面；左眼眼动仪，其设置在所述左眼平坦透镜的前面。