[发明专利]基于双层液晶调制的彩色大尺寸三维动态全息显示装置

说明书

本发明提供了一种三维全息显示装置及方法，所述装置包括：所述装置包括光源单元、光路整合单元以及调制单元。其中，所述光源单元用于产生照明光束；所述光路整合单元用于对所述照明光束进行准直；所述调制单元用于根据待显示物体的位相全息图和振幅全息图，对经准直后的所述照明光束进行位相调制和振幅调制，以显示所述待显示物体的全息影像。通过采用加载有待显示物体位相信息和振幅信息的两个液晶调制面板，分别对照明光束进行位相调制和振幅调制，以实现对待显示物体的三维全息显示。由于同时对照明光束的位相和振幅进行调制，更大程度的保留了待显示物体的原始信息，使得三维全息显示更加逼真。

技术领域

本发明实施例涉及三维全息显示领域，更具体地，涉及一种三维全息显示装置及方法。

背景技术

目前，全息显示技术因其可再现真实三维物体的图像而被广泛关注，用于三维动态显示的计算全息技术是对现有二维显示及三维显示技术的极大改进。

传统的三维显示技术主要是将计算出的计算机生成的全息图(Computer-Generated Holograms，CGH)同步至空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)中，通过SLM调制照明光进行调制，利用光的干涉重建出包含深度信息的三维场景。

CGH包括位相全息图和振幅全息图，其中位相全息图包含了对应的待显示物体的大部分信息，绝大多数SLM的调制方式是利用待显示物体的位相全息图对照明光进行位相调制，而振幅全息图中也包含了对应的待显示物体的一部分信息，因此，传统的三维显示技术中采用SLM对照明光进行调制，存在丢失待显示物体原始信息的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的三维全息显示装置及方法。

一方面本发明实施例提供了一种三维全息显示装置，所述装置包括光源单元、光路整合单元以及调制单元；其中，

所述光源单元用于产生照明光束；

所述光路整合单元用于对所述照明光束进行准直；

所述调制单元用于根据待显示物体的位相全息图和振幅全息图，对经准直后的所述照明光束进行位相调制和振幅调制，以显示所述待显示物体的全息影像。

其中，所述调制单元包括第一液晶调制面板和第二液晶调制面板，所述第一液晶调制面板的像素点与所述第二液晶调制面板的像素点逐个对齐，所述第一液晶调制面板加载有所述位相全息图，所述第二液晶调制面板加载有所述振幅全息图。

其中，所述光路整合单元中的第一菲涅尔透镜、所述第一液晶调制面板以及所述第二液晶调制面板三者沿所述照明光束在三者中的传播方向依次平行设置，所述光源单元的出光点与所述第一菲涅尔透镜的距离等于所述第一菲涅尔透镜的焦距。

其中，所述第一液晶调制面板紧贴所述第二液晶调制面板设置，或者所述第一液晶调制面板与所述第二液晶调制面板之间间隔预设距离设置。

其中，当所述第一液晶调制面板紧贴所述第二液晶调制面板设置时，所述装置还包括接收屏，所述接收屏设置在所述第一菲涅尔透镜的像方焦平面上，用于显示所述待显示物体的全息影像；或者，

还包括虚像观看窗口，所述虚像观看窗口设置在所述第一菲涅尔透镜的像方焦点附近，所述虚像观看窗口的位置为所述待显示物体的全息影像的观看位置。

其中，当所述第一液晶调制面板与所述第二液晶调制面板之间间隔预设距离设置时，所述光路整合单元还包括第二菲涅尔透镜，所述第一菲涅尔透镜、所述第一液晶调制面板、所述第二液晶调制面板和所述第二菲涅尔透镜四者沿所述照明光束在四者中的传播方向依次平行设置。

其中，所述装置还包括接收屏，所述接收屏设置在所述第二菲涅尔透镜的像方焦平面上，用于显示所述待显示物体的全息影像；或者，