[发明专利]用于光场显示器的全息对象中继

说明书

公开了用于重新引导与光场或全息对象相对应的光使得由光场或其它显示器生成的图像在不必对所述显示器本身进行寻址的情况下被观看者感知到的系统和方法。

技术领域

本公开总体上涉及被配置成用于生成对应于2D、3D或全息图像的光并且进一步被配置成将所生成的全息图像中继到期望定位的系统。

背景技术

当今存在的许多技术通常不幸地与全息图混淆，所述全息图包含透镜印刷、佩珀尔幻象(Pepper's Ghost)、无眼镜立体显示器、水平视差显示器、头戴式VR和AR显示器(HMD)，以及其它概括为“配镜(fauxlography)”的此类幻象。这些技术可能会展现出真正的全息显示器的期望特性中的一些，然而缺乏以任何足够的方式刺激人类视觉感觉反应的能力。

光场和全息显示是多个投影的结果，其中能量表面定位提供在视体内传播的角度、颜色和亮度信息。不同于立体显示器，观看到的汇聚能量传播路径在空间中的位置在观看者在视体周围移动时不会变化，并且任何数目的观看者可以同时在现实空间中看见所传播的对象，就像它真的在现实空间中一样。

发明内容

全息显示系统的实施例包含第一显示器，所述第一显示器包括光场显示器，所述光场显示器被配置成沿着一组投影光路对光进行投影以至少形成相对于显示屏幕平面具有第一投影深度轮廓的第一全息表面；以及中继系统，所述中继系统被定位成沿着所述一组投影光路从所述光场显示器接收光并且沿着一组中继光路中继所接收的光，使得所述第一全息表面上的点中继到中继定位，由此形成相对于虚拟屏幕平面具有第一中继深度轮廓的第一中继全息表面，所述第一中继深度轮廓与所述第一投影深度轮廓不同。所述光场显示器包括控制器，所述控制器被配置成接收用于通过以下来解释所述第一投影深度轮廓与所述第一中继深度轮廓之间的差异的指令：操作所述光场显示器以输出投影光，使得第一中继全息对象的所述第一中继深度轮廓是针对观看者预期的深度轮廓。

全息显示系统的实施例包含第一显示器，所述第一显示器包括光场显示器，所述光场显示器被配置成沿着一组投影光路对光进行投影以至少形成第一全息表面，所述一组投影光路根据所述光场显示器定义的第一四维(4D)函数来确定，使得每个投影光路在相对于显示屏幕平面定义的第一4D坐标系中具有一组位置坐标和角坐标。所述系统还包含中继系统，所述中继系统被定位成沿着所述一组投影光路从所述光场显示器接收光并且沿着一组中继光路中继所接收的光，使得所述第一全息表面上的点中继到中继定位，由此形成第一中继全息表面，所述一组中继光路已根据所述中继系统定义的第二4D函数确定，使得每个中继光路在相对于虚拟屏幕平面定义的第二4D坐标系中具有一组位置坐标和角坐标。所述光场显示器包括控制器，所述控制器被配置成接收用于通过以下来解释所述第二4D函数的指令：根据所述第一4D函数操作所述光场显示器以输出投影光，使得所述一组中继光路中的每个中继光路在所述第二4D坐标系中的所述位置坐标和所述角坐标允许将所述中继全息表面如所预期的呈现给观看者。

全息显示系统的实施例包含光场显示器，所述光场显示器被配置成沿着一组投影光路对光进行投影以至少形成相对于显示屏幕平面呈第一深度顺序的第一全息表面和第二全息表面；中继系统，所述中继系统被定位成沿着所述一组投影光路从所述光场显示器接收光并且沿着一组中继光路中继所接收的光，使得所述第一全息表面和所述第二全息表面上的点中继到中继定位，由此形成能相对于虚拟屏幕平面以第二深度顺序感知到的第一中继全息表面和第二中继全息表面，所述第一深度顺序和所述第二深度顺序相反；以及校正光学元件，所述校正光学元件安置在所述一组中继光路中，其中所述一组中继光路中的每个中继光路在四维(4D)坐标系中具有一组位置坐标和角坐标，并且其中所述校正光学元件被配置成反转第一组中继光路中的每个中继光路的所述角坐标的极性，使得所述第一中继全息表面和所述第二中继全息表面能以与所述第一深度顺序基本上相同的校正的深度顺序感知到。