CN106647214B - 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 - Google Patents
空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106647214B CN106647214B CN201710164953.5A CN201710164953A CN106647214B CN 106647214 B CN106647214 B CN 106647214B CN 201710164953 A CN201710164953 A CN 201710164953A CN 106647214 B CN106647214 B CN 106647214B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modulator
- light
- spatial light
- hologram
- light modulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 6
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 238000013152 interventional procedure Methods 0.000 description 2
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2294—Addressing the hologram to an active spatial light modulator
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2202—Reconstruction geometries or arrangements
- G03H1/2205—Reconstruction geometries or arrangements using downstream optical component
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
- G03H2001/0208—Individual components other than the hologram
- G03H2001/0224—Active addressable light modulator, i.e. Spatial Light Modulator [SLM]
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
- G03H1/0841—Encoding method mapping the synthesized field into a restricted set of values representative of the modulator parameters, e.g. detour phase coding
- G03H2001/0858—Cell encoding wherein each computed values is represented by at least two pixels of the modulator, e.g. detour phase coding
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2222/00—Light sources or light beam properties
- G03H2222/36—Scanning light beam
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2225/00—Active addressable light modulator
- G03H2225/20—Nature, e.g. e-beam addressed
- G03H2225/22—Electrically addressed SLM [EA-SLM]
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2226/00—Electro-optic or electronic components relating to digital holography
- G03H2226/05—Means for tracking the observer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法,涉及显示技术领域,能够简化空间光调制器的寻址过程。该空间光调制器的寻址方法包括:首先,对空间光调制器进行划分,获得多个调制区,每个调制区包括多个像素单元。然后在一帧内,对一调制区进行寻址,以将一帧全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法。
背景技术
随着3D(Dimension,维度)显示技术日益普及和使用,全息显示技术逐渐进入到人们的生活和工作当中。全息显示技术不同于视差立体显示技术,其具有景深大、不会产生眩晕等诸多优势。
传统的全息显示技术是利用光的干涉衍射原理进行光学全息,具体的,如图1所示,激光器21发出的光线被分成两束,一束光照射至物体22,该物体22表面的反射光和散射光到达全息干板23后形成物光波A。另一束与该物光波A相干的光线作为参考波B照射至全息干板23,对全息干板23进行曝光,以使得物光波A中的相位和振幅信息以干涉条纹的形式记录在全息干板23上。然后利用光波衍射原理,采用与该物光波A相干的照射具有上述干涉条纹的全息干板23,可以使得原始物光波A得以重现,形成物体22的3D图像。
然而,由于上述全息干板23上设置有感光材料,因此曝光后全息干板23上记录的干涉条纹无法改变,因此很难实现动态显示。为了解决上述问题,可以采用计算全息(英文全称:Computer Generated Hologram,英文简称:CGH)技术。其中,计算全息技术是直接将物光波A的数学描述函数输入计算机中,以模拟出实际的干涉过程,从而能够计算出干涉条纹,绘制出计算全息图。然后计算机通过光寻址或电寻址的方式将计算全息图加载至空间光调制器(英文全称:Spatial Light Modulator,英文简称:SLM)的各个像素中,以使得该计算全息图能够在实际光路中获得再现。
在此基础上,随着高分辨空间光调制器的发展,该空间光调制器的像素尺寸通常在微米量级,因此计算机的寻址过程复杂,数据运算量大,图像加载时间长,从而使得全息显示装置在动态全息显示时,画面的刷新率较低,降低了显示效果。
发明内容
本发明的实施例提供一种空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法,简化空间光调制器的寻址过程。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
本发明实施例的一方面,提供一种空间光调制器的寻址方法,所述方法包括:对所述空间光调制器进行划分,获得多个调制区,每个所述调制区包括多个像素单元;在一帧内,对一所述调制区进行寻址,以将一帧全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元。
优选的,所述对一所述调制区进行寻址之前,所述方法还包括:通过全息计算获取连续多帧全息图;根据多帧全息图的显示顺序,对所有所述调制区的寻址顺序进行排序,将所述多帧全息图中至少一部分帧的全息图分别与所述调制区一一对应,以使得所述多帧全息图中一帧全息图对应一个所述调制区;根据排序结果,获取当前调制区;所述对一所述调制区进行寻址包括:对所述当前调制区进行寻址,以将与所述当前调制区相对应帧的全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元。
优选的,所述对所述空间光调制器进行划分包括:所述空间光调制器的任意两个调制区具有的像素单元的数量相等。
优选的,所述对所述空间光调制器进行划分包括:所述空间光调制器的任意两个调制区的形状相同。
本发明实施例的另一方面,提供一种全息显示装置的控制方法,包括如上所述的任意一种空间光调制器的寻址方法,所述方法还包括:向所述空间光调制器提供读出光。
优选的,当获取到当前调制区之后,所述向所述空间光调制器提供读出光包括:仅向所述当前调制区提供读出光。
优选的,当获取到当前调制区之后,所述方法还包括:获取观测位置,将所述当前调制区的输出光偏转至所述观测位置;或者,将所述当前调制区的输出光偏转至所述全息显示装置的中部观测区。
优选的,所述将当前调制区的输出光偏转至所述观测位置包括:仅将所述当前调制区输出光中的1级衍射波透过,并将所述1级衍射波偏转至所述观测位置。
本发明实施例的又一方面,提供一种采用如上所述的任意一种控制方法进行控制的全息显示装置,该全息显示装置包括空间光调制器,所述空间光调制器包括多个调制区,每一个所述调制区包括多个像素单元;所述全息显示装置还包括与所述空间光调制器相连接的控制器,所述控制器用于将一帧全息图的全息数据加载至一所述调制区的各个像素单元。
优选的,还包括采集元件以及多个光偏转元件,所述偏转元件设置于所述空间光调制器出光侧,且与所述调制区一一对应;所述采集元件与所述控制器相连接,用于采集观测位置,并将采集结果输出至所述控制器;任意一个所述光偏转元件与所述控制器相连接,所述光偏转元件用于在所述控制器的控制下,将与该光偏转元件位置相对应的调制区的输出光偏转至所述观测位置;或将与该光偏转元件位置相对应的调制区的输出光偏转至所述全息显示装置的中部观测区。
优选的,还包括设置于所述空间光调制器入光侧的光源单元,所述光源单元用于向所述空间光调制器提供读出光。
进一步优选的,所述光源单元包括多个光源组件,所述光源组件与所述调制区一一对应;所述光源组件与所述控制器相连接,所述光源组件用于在所述控制器的控制下,仅向与该光源组件位置相对应的调制区提供读出光。
进一步优选的,所述光源组件包括激光器,以及设置于所述激光器出光侧的准直扩束镜;或者,所述光源组件包括LED光源。
优选的,所述光偏转元件包括液晶光栅或光导元件。
优选的,所述空间光调制器为液晶空间光调制器。
本发明实施例提供一种空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法。该空间光调制器的寻址方法包括:首先,对空间光调制器进行划分,获得多个调制区,每个调制区包括多个像素单元。然后,在一帧内,对一调制区进行寻址,以将一帧全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元。这样一来,在显示一帧全息图时,只需要对空间光调制器的一个调制区中的像素单元进行寻址,而无需对该空间光调制器的所有像素单元进行寻址,从而可以简化寻址过程,降低数据运算量,使得采用该空间光调制器构成的全息显示装置进行全息显示时,可以减小全息图的加载时间,进而提高了该全息显示装置显示画面的刷新率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种全息显示原理示意图;
图2为本发明实施例提供的一种空间光调制器的寻址方法流程图;
图3为图2步骤S101中对空间光调制器进行划分的一种示意图;
图4为图3中调整区的一种具体结构示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种空间光调制器的寻址方法流程图;
图6为图2步骤S101中对空间光调制器进行划分的另一种示意图;
图7为图2步骤S101中对空间光调制器进行划分的又一种示意图;
图8为本发明实施例提供的全息再现过程中,读出光与加载至空间光调制器上的干涉条纹衍射后的衍射波;
图9为本发明实施例提供的一种全息显示装置的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的另一种全息显示装置的结构示意图。
附图标记:
10-空间光调制器;11-调制区;1101-第一调制区;1102-第二调制区;1103-第三调制区;1104-第四调制区;20-光源单元;201-光源组件;21-激光器;210-准直扩束镜;30-控制器;40-光偏转元件;50-采集元件;111-像素单元;22-物体;23-全息干板;A-物光波;B-参考波。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种空间光调制器的寻址方法,如图2所示,该方法包括:
S101、对如图3所示的空间光调制器10进行划分,获得多个调制区11,如图4所示每个调制区11包括多个像素单元111。
需要说明的是,多个像素单元111是指,每个调制区11包括的像素单元111的数量要大于或等于该调制区11单独实现全息显示时所需的最少像素单元111的数量。即本申请对每个调制区11包括的多个像素单元111的数量不做限定,只要能够保证对单个调制区11寻址,以加载全息数据,并进行全息再现后,能够实现全息显示即可。
S102、在一帧内,对一调制区11进行寻址,以将一帧全息图的全息数据加载至该当前调制区11的各个像素单元111。
这样一来,在显示一帧全息图时,只需要对空间光调制器10的一个调制区11中的像素单元111进行寻址,而无需对该空间光调制器的所有像素单元111进行寻址,从而可以简化寻址过程,降低数据运算量,使得采用该空间光调制器10构成的全息显示装置进行全息显示时,可以减小全息图的加载时间,进而提高了该全息显示装置显示画面的刷新率。
在此基础上,当进行动态全息显示时,可以根据连续多帧全息图的播放顺序对多个调制区11的寻址顺序进行设定,从而便于控制和管理。
为了实现上述目的,优选的在上述步骤S102之前,如图5所示,该寻址方法还包括:
S201、通过全息计算获取连续多帧全息图。
需要说明的是,该全息计算是利用计算机计算全息图,它不需要物体实际存在,而是物光波的数学描述函数输入计算机中,以模拟出实际的干涉过程,从而能够计算出干涉条纹,绘制出计算全息图。
具体的,上述采用全息计算绘制全息图包括以下步骤:
首先,抽样得到物体或波面在离散样点上的值;
接下来,计算物光波在全息平面上的光场分布;
接下来,进行编码,即把全息平面上光波的复振幅分布编码成为全息图的透过率变化;
最后,进行成图,具体的在计算机控制下,将全息图的透过率变化绘制成图。其中,如果绘图设备分辨率不够,则绘制一个较大的图,再缩版得到使用的全息图。
在此基础上,通过上述全息计算,将动态全息显示中需要显示的连续多帧全息图分别进行绘制。
S202、根据多帧全息图的显示顺序,对所有调制区11的寻址顺序进行排序,将上述多帧全息图中至少一部分帧的全息图分别与调制区11一一对应,以使得该多帧全息图中一帧全息图对应一个调制区11。
需要说明的是,本发明对上述步骤S201获取的全息图的帧数与该光线控制器的所有调制区11的总数之间的大小关系不做限制。当分辨率在制作成本的考虑范围内时,通常动态全息显示过程中上述步骤S201获取到的全息图的帧数会大于所有调制区11的总数。在此情况下,由于一帧内,每个调制区11只能加载一帧全息图,因此当上述步骤S201获取到的全息图的帧数大于所有调制区11的总数时,对所有调制区11的寻址顺序进行排序,将上述多帧全息图中至少一部分帧的全息图分别与调制区11一一对应,以使得该多帧全息图中一帧全息图对应一个调制区11是指,将步骤S201获取到的全息图,按照多帧全息图的显示顺序,对所有调制区11的寻址顺序进行排序,将与所有调制区11的总数相同的一部分帧的全息图分别与每个调制区11一一对应。
具体的,当上述步骤S101中对该空间光调制器10的划分方法不同时,步骤S201获取的全息图与各个调制区11对应方式也不同。
例如,对空间光调制器10进行划分,如图6所示使得该空间光调制器10包括两个调制区11,分别为第一调制区1101和第二调制区1102。
其中,第一调制区1101由该空间调制器10的左半部分行像素单元111构成,第二调制区1102由该空间调制器10的右半部分行像素单元111构成。
需要说明的是本文中,“左”和“右”等方位术语是相对于附图中的空间调制器10示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据空间调制器10所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在此情况下,以步骤S201获取到连续八帧全息图为例,上述在一帧内将步骤S201获取到的全息图,按照多帧全息图的显示顺序,对所有调制区11的寻址顺序进行排序,将上述多帧全息图中至少一部分帧的全息图分别与调制区11一一对应,以使得该多帧全息图中一帧全息图对应一个调制区11具体为:
按照多帧全息图的显示顺序,获得所有调制区11的寻址顺序为先对第一调制区1101进行寻址,然后对第二调制区1102进行寻址,接下来在重复上述寻址顺序,从而可以先将第一帧全息图和第二帧全息图分别与第一调制区1101和第二调制区1102相对应,以使得第一帧全息图的全息数据能够加载至该第一调制区1101,而第二帧全息图的全息数据能够加载至该第二调制区1102。然后重复上述步骤对接下来的几帧全息图分别进行上述对应过程,使得第一调制区1101可以与奇数帧(或偶数帧)全息图相对应,而第二调制区1102可以与偶数帧(或奇数帧)全息图相对应。
又例如,对空间光调制器10进行划分,如图7所示使得该空间光调制器10包括四个调制区11,分别为第一调制区1101、第二调制区1102、第三调制区1103以及第四调制区1104。
在此情况下,以步骤S201获取到连续八帧全息图为例,上述在一帧内将步骤S201获取到的全息图,按照多帧全息图的显示顺序,对所有调制区11的寻址顺序进行排序,将上述多帧全息图中至少一部分帧的全息图分别与调制区11一一对应,以使得该多帧全息图中一帧全息图对应一个调制区11具体为:
按照多帧全息图的显示顺序,获得所有调制区11的寻址顺序依次为第一调制区1101、第二调制区1102、第三调制区1103、第四调制区1104,接下来在重复上述寻址顺序,从而可以先将第一帧全息图、第二帧全息图、第三帧全息图以及第四帧全息图分别与第一调制区1101、第二调制区1102、第三调制区1103以及第四调制区1104相对应,以使得第一帧全息图的全息数据能够加载至该第一调制区1101,第二帧全息图的全息数据能够加载至该第二调制区1102,第三帧全息图的全息数据能够加载至第三调制区1103,第四帧全息图的全息数据能够加载至第四调制区1104。然后重复上述步骤,将第五帧全息图、第六帧全息图、第七帧全息图以及第八帧全息图分别与第一调制区1101、第二调制区1102、第三调制区1103、第四调制区1104相对应,以使得第五帧全息图的全息数据能够加载至该第一调制区1101,第六帧全息图的全息数据能够加载至该第二调制区1102,第七帧全息图的全息数据能够加载至第三调制区1103,第八帧全息图的全息数据能够加载至第四调制区1104。
当然,上述是以步骤S201获取到连续八帧全息图,且将空间光调制器10进行划分后得到两个调制区11或四个调制区11为例进行的说明,当步骤S201获取到的全息图的数量发生变化,且划分的调制区11的个数发生变化时,所有调制区11与多帧全息图的对应方式同上所述,此处不再赘述。
在此基础上,当采用具有上述空间光调制器的全息显示装置进行全息显示时,为了提高显示效果使得任意相邻的两帧全息图的分辨率相同,优选的对空间光调制器10进行划分包括:如图6所示,该空间光调制器10的任意两个调制区11具有的像素单元111的数量相等。
此外,为了有利于再现的全息图与观影习惯以及显示数据相匹配,优选的对空间光调制器10进行划分包括:如图7所示,该空间光调制器10的任意两个调制区的形状相同,例如均为矩形。
S203、根据排序结果,获取当前调制区。
例如,在空间光调制器11的划分方式如图6或7所示的情况下,当需要显示第一帧全息图时,由于第一帧全息图与第一调制区1101相对应,因此该第一调制区1101为当前调制区。
当需要显示第三帧全息图时,在空间光调制器11的划分方式如图6所示的情况下,由于第三帧全息图与第一调制区1101相对应,因此该第一调制区1101为当前调制区。在空间光调制器11的划分方式如图7所示的情况下,由于第三帧全息图与第三调制区1103相对应,因此该第三调制区1103为当前调制区。
S204、上述步骤S102包括:对上述当前调制区进行寻址,以将与当前调制区相对应帧的全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元111。
具体的,在空间光调制器11的划分方式如图6所示的情况下,当第一调制区1101为当前调制区时,奇数帧(或偶数帧)的全息图的全息数据按照显示顺序依次加载至该第一调制区1101的所有像素单元111中。此时,对加载的全息图进行再现可以使得该空间调制器10的左半部分行像素单元111进行显示,而未显示图像的右半部分行像素单元111处于待加载状态。此外,当第二调制区1102为当前调制区时,偶数帧(或奇数帧)的全息图的全息数据按照显示顺序依次加载至该第二调制区1102的所有像素单元111中。此时,对加载的全息图进行再现可以使得该空间调制器10的右半部分行像素单元111进行显示,而未显示图像的左半部分行像素单元111处于待加载状态。
这样一来,该空间调制器10的左半部分行像素单元111和右半部分行像素单元111通过交替寻址,以交替加载相邻两图像帧的全息数据,从而对连续多帧全息图进行动态显示。由于在每一帧,该空间光调制器10中只有一个调制区11,即上述当前调制区被寻址,因此简化了寻址过程,降低了数据运算量。
或者,在空间光调制器11的划分方式如图7所示的情况下,以步骤S201获取到连续八帧全息图为例,当第一调制区1101为当前调制区时,第一帧全息图或第五全息图的全息数据加载至该第一调制区1101所有像素单元111中;当第二调制区1102为当前调制区时,第二帧全息图或第六全息图的全息数据加载至该第二调制区1102的所有像素单元111中;当第三调制区1103为当前调制区时,第三帧全息图或第七全息图的全息数据加载至该第三调制区1103的所有像素单元111中;当第四调制区1104为当前调制区时,第四帧全息图或第八全息图的全息数据加载至该第四调制区1104的所有像素单元111中。
此时,对加载了全息图的当前调制区进行再现时,每个调制区11的当前调制区中的所有像素单元111进行显示,其余调制区中的像素单元111处于待加载状态。这样一来,第一调制区1101、第二调制区域1102、第三调制区1103以及第四调制区1104依次显示第一帧全息图、第二帧全息图、第三帧全息图以及第四帧全息图,然后第一调制区1101、第二调制区域1102、第三调制区1103以及第四调制区1104再依次显示第五帧全息图、第六帧全息图、第七帧全息图以及第八帧全息图,从而对连续多帧全息图进行动态显示。由于在每一帧,该空间光调制器10中只有一个调制区11,即上述当前调制区被寻址,因此简化了寻址过程,降低了数据运算量。
本发明实施例提供一种全息显示装置的控制方法,包括如上所述的任意一种空间光调制器的寻址方法,该方法还包括向空间光调制器10提供读出光。这样一来,上述读出光可以与加载至空间光调制器上的干涉条纹发生衍射,以对全息图进行再现,形成3D图像。该全息显示装置的控制方法具有与上述空间光调制器的寻址方法相同的有益效果,此处不再赘述。
在此基础上,为了节省功耗,优选的,当获取到当前调制区之后,向该空间光调制器10提供读出光包括:仅向上述当前调制区提供读出光。具体的,可以在对应不同调制区11的位置设置独立的用于提供读出光的光源组件,从而可以在当前调制区确认后,仅开启与该当前调制区位置相对应的光源组件,其余光源组件处于关闭状态。从而达到降低功耗的目的。
此外由于全息显示装置在显示的过程中,每一帧只需要对其空间光调制器10的一个调制区中的像素单元111进行寻址,使得上述部分像素单元111显示图像,因此可能存在观看全息图的用户并未位于当前调制区所在的最佳观测位置,从而导致该当前调制区的输出光没有最大程度的进入到上述观测者的眼睛中。所以为了提高显示效果,优选的,当获取到当前调制区之后,上述控制方法还包括:
首先,获取观测位置。
例如,可以通过摄像头获取观测者身体、头部、眼睛或者瞳孔的位置,即上述观测位置。
接下来,将当前调制区的输出光偏转至该观测位置,从而可以使得当前调制区的输出光能够最大程度的进入到上述观测者的眼睛中,以提高观测者的观影效果。
或者,还可以无需获取观测位置,而直接将上述当前调制区的输出光偏转至该全息显示装置的中部观测区。其中,上述中部观测区与为该全息显示装置的中心位置相对应,通常是该全息显示装置的最佳观测位置。
在此基础上,上述读出光与加载至空间光调制器10上的干涉条纹发生衍射后的衍射波如图8所示具有多个衍射级,其中,0级衍射波以及大于或等于±2级衍射波的强度较小,而±1级的衍射波的强度较大。因此,上述将当前调制区的输出光偏转至该观测位置包括:仅将当前调制区输出光中的1级(即+1级或-1级)衍射波透过,并将1级衍射波偏转至观测位置。从而可以使得观测位置处的观测者能够观测到最佳的全息图。
本发明实施例提供一种采用如上所述的任意一种控制方法进行控制的全息显示装置,该全息显示装置如图9所示包括空间光调制器10,该空间光调制器10如图3所示包括多个调制区11,每一个调制区11如图4所示包括多个像素单元111。
优选的,上述空间光调制器11可以为液晶空间光调制器。
此外,该全息显示装置还包括与空间光调制器10相连接的控制器30,控制器30用于将一帧全息图的全息数据加载至一调制区11的各个像素单元111。
这样一来,在显示一帧全息图时,只需要对空间光调制器10的一个调制区11中的像素单元111进行寻址,而无需对该空间光调制器的所有像素单元111进行寻址,从而可以简化寻址过程,降低数据运算量,使得采用该空间光调制器10构成的全息显示装置进行全息显示时,可以减小全息图的加载时间,进而提高了该全息显示装置显示画面的刷新率。
在此基础上,为了向上述空间光调制器11提供读出光,该全息显示装置如图9所示还包括设置于空间光调制器10入光侧的光源单元20,该光源单元20用于向空间光调制器10提供读出光。
基于此,为了节省功耗,优选的,如图10所示,该光源单元20包括多个光源组件201。其中光源组件201与调制区11一一对应。即每一个调制区11的入光侧对应设置有一个独立开关的光源组件201。具体的,任意一个光源组件201与控制器30相连接,光源组件201用于在控制器30的控制下,仅向与该光源组件201位置相对应的调制区11提供读出光。这样一来,在当前调制区确认后,仅开启与该当前调制区位置相对应的光源组件201,其余光源组件201处于关闭状态。从而达到降低功耗的目的。
可选的该光源组件201可以包括激光器21以及设置于该激光器21出光侧的准直扩束镜210。该准直扩束镜210可以将激光器21发出的线光源转换成准直面光源。
或者,上述光源组件201,还可以如图10所示包括LED光源,该LED光源可以发白光。
此外由于全息显示装置在显示的过程中,每一帧只需要对其空间光调制器10的一个调制区中的像素单元111进行寻址,使得上述部分像素单元111显示图像,因此可能存在观看全息图的用户并未位于当前调制区所在的最佳观测位置,从而导致该当前调制区的输出光没有最大程度的进入到上述观测者的眼睛中。
所以为了提高显示效果,优选的,如图10所示,该全息显示装置还包括采集元件50以及多个光偏转元件40,该偏转元件40设置于空间光调制器10出光侧,且与调制区11一一对应。
该采集元件50与控制器30相连接,用于采集观测者的观测位置,并将采集结果输出至控制器30。具体的,该采集元件50可以为摄像头,通过对观测者身体、头部、眼睛或者瞳孔的位置进行采集,以获得上述观测位置。
此外,任意一个光偏转元件40与控制器30相连接,该光偏转元件40用于在控制器30的控制下,将与该光偏转元件40位置相对应的调制区11的输出光偏转至上述观测位置,从而可以使得当前调制区的输出光能够最大程度的进入到上述观测者的眼睛中,以提高观测者的观影效果。
或者,还可以无需获取观测位置,而通过上述偏转元件40直接将与该光偏转元件40位置相对应的调制区11的输出光偏转至该全息显示装置的中部观测区。
其中,优选的上述光偏转元件40可以包括液晶光栅。该液晶光栅内部设置有液晶层,液晶层的两侧分布有块状电极,可以通过输入至该块状电极的电压,达到控制液晶层中液晶分子偏转角度的目的,进而可以根据需要对与该液晶光栅位置相对应的调制区11的输出光的出射方向进行控制。或者,上述偏转元件可以包括光导元件,例如该光导元件可以由多个光学透镜和/或薄膜构成。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种空间光调制器的寻址方法,其特征在于,所述方法包括:
对所述空间光调制器进行划分,获得多个调制区,每个所述调制区包括多个像素单元;
通过全息计算获取连续多帧全息图;
根据多帧全息图的显示顺序,对所有所述调制区的寻址顺序进行排序,将所述多帧全息图中至少一部分帧的全息图分别与所述调制区一一对应,以使得所述多帧全息图中一帧全息图对应一个所述调制区;
根据排序结果,获取当前调制区;
在一帧内,对一所述调制区进行寻址,以将一帧全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元。
2.根据权利要求1所述的空间光调制器的寻址方法,其特征在于,
所述对一所述调制区进行寻址包括:对所述当前调制区进行寻址,以将与所述当前调制区相对应帧的全息图的全息数据加载至该当前调制区的各个像素单元。
3.根据权利要求1或2所述的空间光调制器的寻址方法,其特征在于,所述对所述空间光调制器进行划分包括:所述空间光调制器的任意两个调制区具有的像素单元的数量相等。
4.根据权利要求1或2所述的空间光调制器的寻址方法,其特征在于,所述对所述空间光调制器进行划分包括:所述空间光调制器的任意两个调制区的形状相同。
5.一种全息显示装置的控制方法,其特征在于,包括如权利要求1-4任一项所述的空间光调制器的寻址方法,所述方法还包括:
向所述空间光调制器提供读出光。
6.根据权利要求5所述的全息显示装置的控制方法,其特征在于,
当获取到当前调制区之后,所述向所述空间光调制器提供读出光包括:仅向所述当前调制区提供读出光。
7.根据权利要求5所述的全息显示装置的控制方法,其特征在于,当获取到当前调制区之后,所述方法还包括:
获取观测位置,将所述当前调制区的输出光偏转至所述观测位置;
或者,将所述当前调制区的输出光偏转至所述全息显示装置的中部观测区。
8.根据权利要求7所述的全息显示装置的控制方法,其特征在于,所述将当前调制区的输出光偏转至所述观测位置包括:
仅将所述当前调制区输出光中的1级衍射波透过,并将所述1级衍射波偏转至所述观测位置。
9.一种采用权利要求5-8任一项所述的控制方法进行控制的全息显示装置,其特征在于,
所述全息显示装置包括空间光调制器,所述空间光调制器包括多个调制区,每一个所述调制区包括多个像素单元;
所述全息显示装置还包括与所述空间光调制器相连接的控制器,所述控制器用于将一帧全息图的全息数据加载至一所述调制区的各个像素单元。
10.根据权利要求9所述的全息显示装置,其特征在于,还包括采集元件以及多个光偏转元件,所述偏转元件设置于所述空间光调制器出光侧,且与所述调制区一一对应;
所述采集元件与所述控制器相连接,用于采集观测位置,并将采集结果输出至所述控制器;
任意一个所述光偏转元件与所述控制器相连接,所述光偏转元件用于在所述控制器的控制下,将与该光偏转元件位置相对应的调制区的输出光偏转至所述观测位置;或将与该光偏转元件位置相对应的调制区的输出光偏转至所述全息显示装置的中部观测区。
11.根据权利要求9所述的全息显示装置,其特征在于,还包括设置于所述空间光调制器入光侧的光源单元,所述光源单元用于向所述空间光调制器提供读出光。
12.根据权利要求11所述的全息显示装置,其特征在于,所述光源单元包括多个光源组件,所述光源组件与所述调制区一一对应;
所述光源组件与所述控制器相连接,所述光源组件用于在所述控制器的控制下,仅向与该光源组件位置相对应的调制区提供读出光。
13.根据权利要求12所述的全息显示装置,其特征在于,所述光源组件包括激光器,以及设置于所述激光器出光侧的准直扩束镜;
或者,所述光源组件包括LED光源。
14.根据权利要求10所述的全息显示装置,其特征在于,所述光偏转元件包括液晶光栅或光导元件。
15.根据权利要求9所述的全息显示装置,其特征在于,所述空间光调制器为液晶空间光调制器。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710164953.5A CN106647214B (zh) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 |
US15/921,808 US20180267463A1 (en) | 2017-03-17 | 2018-03-15 | Addressing method of spatial light modulator, holographic display device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710164953.5A CN106647214B (zh) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106647214A CN106647214A (zh) | 2017-05-10 |
CN106647214B true CN106647214B (zh) | 2019-02-12 |
Family
ID=58848436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710164953.5A Expired - Fee Related CN106647214B (zh) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180267463A1 (zh) |
CN (1) | CN106647214B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106898039B (zh) * | 2017-02-23 | 2020-08-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 用于生成计算全息图的方法和系统 |
CN106873340B (zh) | 2017-03-17 | 2019-07-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 |
CN113217875B (zh) * | 2017-06-17 | 2022-08-23 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | 一种车灯系统 |
CN109426055B (zh) * | 2017-08-31 | 2021-04-06 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 投影系统 |
CN110060707B (zh) * | 2018-01-18 | 2020-09-01 | 青岛泰谷光电工程技术有限公司 | 一种光学讯号的编码方法和存取方法以及全像储存装置 |
EP3531213B1 (en) * | 2018-02-22 | 2022-11-16 | IMEC vzw | An optical device, a system and a method for forming a distribution of a three-dimensional light field |
CN108519730B (zh) | 2018-04-17 | 2019-11-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 二维全息投影显示方法及系统 |
CN109031916A (zh) * | 2018-09-14 | 2018-12-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种全息显示装置及方法 |
GB2580441B (en) * | 2019-03-14 | 2022-03-16 | Dualitas Ltd | Laser modulation |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6310591B1 (en) * | 1998-08-18 | 2001-10-30 | Texas Instruments Incorporated | Spatial-temporal multiplexing for high bit-depth resolution displays |
CN1745326A (zh) * | 2003-01-31 | 2006-03-08 | 麦克罗尼克激光系统公司 | 空间光调制器寻址方法 |
JP2007041329A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Fujitsu Ltd | ホログラム記録装置 |
CN101421664A (zh) * | 2006-03-02 | 2009-04-29 | 化合物光子学公司 | 光寻址空间光调制器以及方法 |
CN205405072U (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-27 | 上海盟云移软网络科技股份有限公司 | 一种全息显示装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2330471A (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-21 | Secr Defence | Production of moving images for holography |
US6967759B2 (en) * | 2001-12-31 | 2005-11-22 | Texas Instruments Incorporated | Pulse width modulation sequence generation |
US6947020B2 (en) * | 2002-05-23 | 2005-09-20 | Oregonlabs, Llc | Multi-array spatial light modulating devices and methods of fabrication |
CA2606571A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Seereal Technologies Gmbh | Device for holographic reconstruction of three-dimensional scenes |
WO2008049910A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Seereal Technologies S.A. | Compact holograhic display device |
CN101568889B (zh) * | 2006-10-26 | 2013-03-20 | 视瑞尔技术公司 | 全息显示装置 |
GB0718654D0 (en) * | 2007-05-16 | 2007-11-07 | Seereal Technologies Sa | Holograms |
US20090128464A1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-05-21 | Naoya Sugimoto | Mirror array device |
WO2010009908A1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-01-28 | Seereal Technologies S.A. | Light modulating device |
AU2014200618A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-10-02 | Csir | Method of operating a laser and laser apparatus using intra-cavity digital holograms |
JP6289194B2 (ja) * | 2014-03-20 | 2018-03-07 | オリンパス株式会社 | ホログラムデータ生成方法、ホログラム画像再生方法およびホログラム画像再生装置 |
CN106873340B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-07-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 |
-
2017
- 2017-03-17 CN CN201710164953.5A patent/CN106647214B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-03-15 US US15/921,808 patent/US20180267463A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6310591B1 (en) * | 1998-08-18 | 2001-10-30 | Texas Instruments Incorporated | Spatial-temporal multiplexing for high bit-depth resolution displays |
CN1745326A (zh) * | 2003-01-31 | 2006-03-08 | 麦克罗尼克激光系统公司 | 空间光调制器寻址方法 |
JP2007041329A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Fujitsu Ltd | ホログラム記録装置 |
CN101421664A (zh) * | 2006-03-02 | 2009-04-29 | 化合物光子学公司 | 光寻址空间光调制器以及方法 |
CN205405072U (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-27 | 上海盟云移软网络科技股份有限公司 | 一种全息显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180267463A1 (en) | 2018-09-20 |
CN106647214A (zh) | 2017-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106647214B (zh) | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 | |
CN101088053B (zh) | 一种计算全息图的方法 | |
Son et al. | Three-dimensional imaging for creating real-world-like environments | |
JP4593042B2 (ja) | ホログラフィックディスプレイ | |
US20050122549A1 (en) | Computer assisted hologram forming method and apparatus | |
CN106873340B (zh) | 空间光调制器的寻址方法、全息显示装置及其控制方法 | |
KR102241604B1 (ko) | 홀로그래픽 프로젝션을 위한 디스플레이 장치에의 픽셀 매핑 | |
JP2008216575A (ja) | 画像表示方法 | |
CN101467108A (zh) | 用于具有零阶衍射抑制的电子全息显示的方法和系统 | |
EP0588509A2 (en) | Stereoscopic display apparatus | |
JP2007041504A (ja) | 3次元像表示装置 | |
Monin et al. | Exponentially-wide étendue displays using a tilting cascade | |
KR100466622B1 (ko) | 광굴절 기록매질 제작 장치 및 그 방법과 그를 이용한3차원 홀로그래픽 디스플레이 장치 및 그 방법 | |
JP2004516498A (ja) | 改良型3dディスプレイ | |
WO2005120084A2 (en) | Three dimensional displays | |
JPH09138631A (ja) | 動画ホログラフィ再生装置 | |
JP2007199587A (ja) | 3次元像表示装置 | |
US20180173159A1 (en) | Method of Forming a Rarefied Hologram for Video Imaging and 3D Lithography | |
JP2009086288A (ja) | 光波面表示装置及び光波面表示方法 | |
CN109031916A (zh) | 一种全息显示装置及方法 | |
JP2007212781A (ja) | 3次元像表示装置 | |
JP2009290440A (ja) | 画像表示方法 | |
JP2008197242A (ja) | 画像再生方法及び画像再生装置、並びに、3次元像表示装置 | |
JP6168116B2 (ja) | 立体画像表示装置および立体画像表示方法 | |
Choi et al. | Full-color autostereoscopic video display system using computer-generated synthetic phase holograms |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190212 |