CN101802725B - 全息显示装置 - Google Patents

全息显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101802725B
CN101802725B CN200880024631.XA CN200880024631A CN101802725B CN 101802725 B CN101802725 B CN 101802725B CN 200880024631 A CN200880024631 A CN 200880024631A CN 101802725 B CN101802725 B CN 101802725B
Authority
CN
China
Prior art keywords
holographic
circuit
data
display device
calculating
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.)
Active
Application number
CN200880024631.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101802725A (zh
Inventor
伯·克罗尔
罗伯特·梅斯巴奇
亚历山大·史威特纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SeeReal Technologies GmbH
Original Assignee
SeeReal Technologies GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102007023785.7A external-priority patent/DE102007023785B4/de
Priority claimed from GB0709379A external-priority patent/GB0709379D0/en
Priority claimed from DE102007023740A external-priority patent/DE102007023740B4/de
Priority claimed from DE102007023739.3A external-priority patent/DE102007023739B4/de
Priority claimed from GB0709376A external-priority patent/GB0709376D0/en
Priority claimed from DE102007023737A external-priority patent/DE102007023737B4/de
Priority claimed from GBGB0718634.9A external-priority patent/GB0718634D0/en
Priority claimed from GB0718596A external-priority patent/GB0718596D0/en
Application filed by SeeReal Technologies GmbH filed Critical SeeReal Technologies GmbH
Priority claimed from PCT/EP2008/056026 external-priority patent/WO2008138983A2/en
Publication of CN101802725A publication Critical patent/CN101802725A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101802725B publication Critical patent/CN101802725B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • 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
    • G03H1/2202—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
    • G03H1/22—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
    • 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
    • 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
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G03H2001/0088—Adaptation of holography to specific applications for video-holography, i.e. integrating hologram acquisition, transmission and display
    • 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
    • G03H2001/0216—Optical components
    • 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
    • G03H1/0808—Methods of numerical synthesis, e.g. coherent ray tracing [CRT], diffraction specific
    • G03H2001/0833—Look up table
    • 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
    • G03H2001/2236—Details of the viewing window
    • G03H2001/2242—Multiple viewing windows
    • 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
    • G03H1/2249—Holobject properties
    • G03H2001/2263—Multicoloured holobject
    • G03H2001/2271—RGB holobject
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/30—3D object
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/30—3D object
    • G03H2210/36—Occluded features resolved due to parallax selectivity
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/40—Synthetic representation, i.e. digital or optical object decomposition
    • G03H2210/44—Digital representation
    • 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
    • G03H2222/20—Coherence of the light source
    • 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
    • G03H2222/20—Coherence of the light source
    • G03H2222/22—Spatial coherence
    • 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
    • G03H2222/20—Coherence of the light source
    • G03H2222/24—Low coherence light normally not allowing valuable record or reconstruction
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/18—Prism
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/19—Microoptic array, e.g. lens array
    • 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
    • G03H2225/00—Active addressable light modulator
    • G03H2225/55—Having optical element registered to each pixel
    • 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
    • G03H2226/02—Computing or processing means, e.g. digital signal processor [DSP]
    • 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
    • G03H2226/04—Transmission or communication means, e.g. internet protocol
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/02—Composition of display devices
    • G09G2300/026—Video wall, i.e. juxtaposition of a plurality of screens to create a display screen of bigger dimensions
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0404—Matrix technologies
    • G09G2300/0408—Integration of the drivers onto the display substrate
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

公开了一种全息显示装置，该全息显示装置包括具有像素的空间光调制器(SLM)，SLM像素在基板上，SLM包括与SLM像素在同一基板上的电路，该电路可操作地执行提供SLM编码的计算。

Description

全息显示装置
发明背景
1.技术领域
本发明涉及全息显示装置，特别涉及计算机生成视频全息图(Computer-Generated video Holograms，CGHs)在空间光调制器上编码的全息显示装置。该全息显示装置可以生成三维全息重建。
2.背景技术
计算机生成视频全息图(CGHs)在一个或多个空间光调制器(SpatialLight Modulators，SLMs)中编码，该SLMs可以包括电或光可控单元。该单元通过编码对应于视频全息图的全息值来调制光的振幅和/或相位。可以例如这样计算CGH：通过相干光追踪，通过模拟由场景反射的光和参考光波之间的干涉，或者通过傅立叶变换或菲涅尔变换。理想的SLM将能够表示任意复值数(complex-valued numbers)，即分别控制入射光波的振幅和相位的复值数。然而，典型的SLM仅控制一个特性，要么是振幅，要么是相位，并且有还影响另一个特性的不期望的副作用。存在调制光振幅或相位的不同的方法，例如，电寻址液晶SLM(electrically addressedliquid crystal SLM)、光寻址液晶SLM(optically addressed liquid crystalSLM)、磁光SLM(magneto optical SLM)、微镜装置(micro mirror device)或者声光调制器(acousto-optic modulator)。光的调制可以是空间连续的或者是由单独可寻址单元组成的，是一维或二维地排列的、二进制的、多级的或连续的。
在本发明中，术语“编码”表示将控制值提供给空间光调制器的区域以编码全息图，以便可以从SLM重建3D场景的方式。
与纯粹的自动立体显示装置(auto-stereoscopic displays)不同，对于视频全息图，观察者看到三维场景的光波前的光学重建。3D场景在观察者眼睛和空间光调制器(SLM)之间延伸的空间中重建。还可以用视频全息图编码SLM，使得观察者看到在SLM前面重建的三维场景的物体以及其它在SLM上面或后面的物体。
空间光调制器的单元优选为光穿过的透射单元，该透射单元的光线能够至少在规定位置及超过相干长度数毫米产生干涉。这就允许全息重建在至少一维具有足够的分辨率。这种光将被称为“充分相干光”。
为了确保充分的相干性，由光源发出的光的光谱必须限制在足够窄的波长范围内，即必须是近单色光。高亮度发光二极管(LEDs)的光谱带宽足够窄，能保证全息重建的时间相干性。SLM的衍射角与波长成比例，这意味着只有单色光源能导致物点的清晰重建。加宽的光谱将导致物点变宽和物体重建模糊。激光光源的光谱可以认为是单色的。LED的谱线宽度足够窄有助于良好的重建。
空间相干性与光源的横向延伸有关。传统光源，如LEDs或冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamps，CCFLs)，如果它们通过足够窄的孔径发光，也可以满足这样的需要。来自激光光源的光可以认为是在衍射极限(diffraction limits)内从点光源发出的，且依赖于模型的纯度而导致物体的清晰重建，即每一个物点都在衍射极限内重建为一个点。
来自空间非相干光源的光横向延伸，并且引起重建物体模糊。模糊的总量由在给定位置重建的物点的变宽尺寸给出。为了使用用于全息图重建的空间非相干光源，必须在亮度和对有孔光源的横向延伸进行限制之间找到平衡。光源越小，其空间相干性越好。
如果从与线光源的纵向延伸成直角的位置观察，则可将线光源看作是点光源。因此光波可以在该方向上相干地传播，但在所有其它方向上不相干。
一般而言，全息图通过在水平和垂直方向上光波的相干重叠全息地重建场景。这样的视频全息图称为全视差全息图(full-parallax hologram)。在水平和垂直方向上可以观看到具有运动视差的重建物体，就像实物一样。然而，大视角需要在SLM的水平和垂直方向上都具有高分辨率。
往往通过限制到仅水平视差(horizontal-parallax-only，HPO)的全息图来降低对SLM的要求。全息重建仅发生在水平方向上，而在垂直方向上没有全息重建。这导致重建物体具有水平运动视差。当垂直运动时，透视图不改变。HPO全息图在垂直方向上需要的SLM的分辨率小于全视差全息图需要的SLM的分辨率。还可能有仅垂直视差全息图(vertical-parallax-only，VPO)，但不常见。全息重建仅发生在垂直方向上，并且导致重建物体具有垂直运动视差。在水平方向没有运动视差。用于左眼和右眼的不同透视图必须分别产生。
全息图的实时计算需要高计算性能，实时计算可以这样即时实现，例如，借助于具有现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays，FPGAs)、全定制集成电路(full custom ICs)，或专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASICs)的昂贵的、特制硬件实现，或者通过使用能够并行处理的多中央处理器(Central Processing Units，CPUs)实现。
在薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)显示装置中，正交方向上的像素间距决定了每个像素的区域。这个区域被分为用于液晶(LiquidCrystal，LC)控制的透明电极、具有电容的TFT以及行和列导线。列导线上的所需频率和显示尺寸限定了所需的外形，并且因此也限定了行和列导线的宽度。
理想的全息显示装置比目前商业上可用的基于TFT的监控装置需要更高的分辨率。分辨率越高，像素间距越小，同时行和列导线上的频率由于更多的行数而增加。这进而导致被整个像素区域的行和列导线所覆盖的区域的大小，与分辨率的增加相比超成比例地增长。因此，可用于透明电极的空间变得更少，以使得显示装置的透光率将显著地降低。这意味着具有高刷新率的理想的高分辨率全息显示装置只有在严格限制下才能产生。由于对计算性能的极端要求，因此不论使用哪种特殊类型的硬件，目前能够用于全息图实时计算的硬件都非常昂贵。由于涉及到的数据量巨大，从计算单元到显示装置的图像数据的传输也是非常困难的。
主动矩阵式液晶显示器的常见结构将会参考图10所示现有技术进行简要地说明，该图10取自US6,153,893号专利文件，这里通过参考引用该专利文件的全部内容。如图10所示，这种主动矩阵式显示器具有平板结构，该平板结构包括主基板101、相对基板102和将主基板固定到相对基板的空间103，该两层基板之间容纳有液晶材料。在主基板的表面形成显示部106以及与显示部106相连的外围驱动部107，显示部106由像素电极104和以矩阵形式排列用于驱动像素电极104的开关装置105组成。开关装置105由薄膜晶体管组成。薄膜晶体管还在外围部分107中形成作为电路元件。
由申请人提交的WO 2006/066906号专利文件描述了用于计算计算机生成视频全息图的方法，这里通过参考引用该文件。根据该方法，将三维场景的具有复数幅值的物体分配到平行的(parallel)虚拟断面层的矩阵点，以使对于每个断面层，用矩阵点中离散的幅值来定义单个物体数据集，并且从图像数据集中计算用于全息图显示装置的空间光调制器的全息编码。
根据申请人的WO 2008/025839号专利公开文件，这里通过参考引用该文件，以下步骤由计算机辅助完成：
-从每个层析场景断面的每个物体数据集为观察者平面以独立的波场二维分布的形式计算衍射图像，该观察者平面距断面层有限距离并平行于断面层，其中，至少为一个共用的虚拟观察者窗口计算所有断面的波场，该虚拟观察者窗口位于观察者平面中靠近观察者的眼睛，与视频全息图相比，所述观察者窗口的面积有所降低；
-在相对于观察者平面引用的数据集中，加和所有断面层的计算出的分布来界定用于观察者窗口的总波场；
-将参考数据集变换到全息图平面，该全息图平面距参考平面有限距离并平行于参考平面，以创建用于场景的总计算机生成全息图的全息图数据集，其中，空间光调制器设置在全息图平面中，并且编码后在所述空间光调制器的帮助下，在观察者眼睛前面的空间中重建场景。
上面提到的方法和显示装置是基于这样的想法，即不重建场景物体本身，而是在一个或多个虚拟观察者窗口中重建由物体发出的波前。
观察者可以通过虚拟观察者窗口观看场景。虚拟观察者窗口覆盖观察者眼睛的瞳孔，并且在公知的位置探测和追踪系统的帮助下，虚拟观察者窗口可以追踪至观察者的实际位置。虚拟的、平截头形重建空间在全息图显示装置的空间光调制器和观察者窗口之间延伸，其中，SLM表示平截头形的底部，观察者窗口表示平截头形的顶部。如果观察者窗口非常小，平截头就近似于金字塔。观察者透过虚拟观察者窗口向显示装置看去，并在观察者窗口接收表示场景的波前。由于必须的变换数量巨大，所以全息编码过程导致巨大的计算负担。实时编码将需要昂贵的高性能的计算单元。
申请人提交的WO 2008/025839号专利文件公开了一种允许从具有深度信息的三维图像数据实时生成视频全息图的方法。这使得使用相对简单和便宜的计算单元来生成这些全息图成为可能。
申请人提交的WO 2008/025839号专利文件公开了一种用于实时生成计算机生成视频全息图的方法。基于具有深度信息的图像数据，编码用于三维场景呈现的全息值，该三维场景的呈现通过空间光调制器SLM上的物点来构建。与上面提到的现有技术解决方法类似，在WO 2008/025839号专利文件中公开的方法是基于这样的想法，即不重建场景物体本身，而是在一个或多个虚拟观察者窗口中重建由物体发出的波前。由空间光调制器SLM从充分相干光生成调制的波场，该波场由全息图值控制，并且通过空间中的干涉重建需要的真实的或虚拟的三维场景。在以SLM作为底部的平截头形重建空间中生成虚拟观察者窗口。窗口设置在靠近观察者眼睛处，并且在公知的位置探测和追踪系统的帮助下，窗口可以追踪至观察者的实际位置。在WO 2008/025839号专利文件中公开的方法是基于这样的事实，即观察者看到场景的区域是由从SLM延伸到观察者窗口的平截头形重建空间来界定的。平截头可以近似于金字塔，因为观察者窗口比SLM小许多。此外，该方法基于如下原理，即单个物点的重建仅需要子全息图作为SLM的子集。因此关于每个场景点的信息不会分布在整个全息图中，而是仅包含在特定有限区域内，即所谓的子全息图。根据这一理念，场景的单个物点仅通过SLM上的有限像素区域(所谓的子全息图)来重建。在WO 2008/025839号专利文件中的公开内容基于这样的想法，即对于每个物点，可以从查询表中获得子全息图相对于场景的整个重建的分布，并且累积这些子全息图，以形成用于整个场景的重建的总全息图。
根据WO 2008/025839号专利文件中所公开的方法的特别优选的例子，场景的视图是由每个观察者的位置及其观看方向来限定的。在观察者平面中，每一个观察者分配有至少一个靠近观察者眼睛的虚拟观察者窗口。在预处理步骤中，场景三维地离散为可见的物点。这些数据可能已经从接口获取。在WO 2008/025839号专利文件中公开的处理步骤是：
-步骤1：
为每一个物点，找出子全息图的位置：该位置以及相应子全息图的范围源自物点的位置，即物点的横向x、y坐标，及其深度距离。
-步骤2：
从查询表中获取相应子全息图的分布。
-步骤3：
对所有的物点重复上述两个步骤，其中，累积子全息图以形成用于整个场景的重建的总全息图。
根据WO 2008/025839号专利文件中所公开的简单例子，分配给物点的子全息图的大小是基于交叉线原理得出的。覆盖瞳孔的观察者窗口或其一部分透过物点投影到全息图平面中，即投影到SLM上。由此确定重建该场景点所需的子全息图的像素的指数。
根据WO 2008/025839号专利文件中所公开内容的再一方面，对子全息图或总全息图施加附加的校正功能，例如，为了补偿由SLM的位置或形状引起的SLM误差，或者为了改善重建质量。例如，将校正值加到子全息图的数据值上和/或总全息图的数据值上。而且，由于每个子全息图都是由观察者窗口的实际位置限定的，所以可以生成用于更多不常见观察者窗口的特殊查询表，例如，如果观察者从侧面位置以大角度向显示装置看去。
如WO 2008/025839号专利文件中所说明的，优选地，可以扩展使用查询表的原理。例如，用于颜色和亮度信息的参数数据可以存储在独立的查询表中。而且，子全息图和/或总全息图的数据值可以用来自查询表的亮度和/或颜色值调制。基于原色可以从各自的查询表中获取的想法，彩色呈现也在其中。
WO 2008/025839号专利文件中公开的方法所基于的查询表，优选根据申请人提交的WO 2006/066906号专利文件或WO 2006/066919号专利文件来生成，这里通过参考引用该两篇文件。随后查询表可以存储在合适的数据载体和存储介质中。
图26A表示了WO 2008/025839号专利文件的公开内容的总体思路，该专利文件具有单个观察者的例子。场景(S)的视图由观察者(O)的位置和观看方向来限定。在参考平面中，向观察者分配至少一个靠近观察者眼睛的虚拟观察者窗口(VOW)。由空间光调制器(SLM)从充分相干光中生成调制的波场，该波场通过全息图值来控制。该方法和源自该方法的显示装置是基于这样的想法，即不重建场景物体本身，而是在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建由物体发出的波前。在图26A中，物体由单个物点(PP)来表示。观察者(O)可以通过虚拟观察者窗口(VOW)看到场景(S)。虚拟观察者窗口(VOW)覆盖观察者(O)的眼睛瞳孔，并且在公知的位置探测和追踪系统的帮助下，虚拟观察者窗口(VOW)可以追踪至观察者实际位置。因此用视频全息图的全息图值来控制空间光调制器(SLM)会导致波场，该波场在像素中调制并从显示装置屏幕中发出，以通过在重建空间中生成干涉来重建所期望的三维场景。如图26A所示，根据这种实施方式的总体原理，场景(S)的单个物点(PP)仅由空间光调制器(SLM)上的有限像素区域(所谓的子全息图(SH))来重建。如图26A所示，根据最简单的解决方法，子全息图(SH)的大小基于交叉线原理来界定，据此随后得出用于该物点(OP)的重建所需的像素指数。子全息图(SH)的位置和范围源自物点(PP)的位置，即物点的横向x、y坐标及其深度距离或z距离。随后，从查询表LUT中获取重建该物点(PP)所需的全息图值。
子全息图(SH)用亮度和/或颜色值来调制，并且随后在各自位置累积成全息图平面，以形成所谓的总全息图。预先生成上述查询表中所包含的数据。正如上面引用的现有技术部分，优选使用WO 2006/066906号专利文件中所描述的方法来生成数据，并将数据存储在合适的数据载体和存储介质中。在物点的位置和属性的帮助下，预先计算相应的子全息图，并由此生成子全息图的查询表、颜色和亮度值以及校正参数。
图26B更详细地表明了这个原理，并表示了分别分配给物点(P1，P2)的子全息图(SH1，SH2)。在图26B中可以看出，这些子全息图是受限的，并形成小的、邻近的总全息图的子集，即整个空间光调制器(SLM)。如图26所示，除了基于交叉线原理确定的子全息图的位置和范围以外，进一步的函数关系也是可能的。
3.相关技术说明
由申请人提交的WO 2004/044659(US2006/0055994)和US7315408B2号专利文件，描述了一种通过充分相干光的衍射的方式重建三维场景的装置，这里通过参考引用该两篇文件的全部内容；所述装置包括点光源或线光源、用于聚光的透镜和空间光调制器。与传统的全息显示装置不同，处于传送模式的SLM在至少一个“虚拟观察者窗口”中重建3D场景(参见附录I和II对该术语和相关技术的讨论)。每个虚拟观察者窗口位于靠近观察者的眼睛处，并且其大小受到限制，以使虚拟观察者窗口位于单个衍射级中，从而使每只眼在延伸于SLM表面和虚拟观察者窗口之间的平截头形重建空间中看到三维场景的完整的重建。为使全息重建不受干扰，虚拟观察者窗口的大小必须不超出重建的一个衍射级的周期间隔。然而，它必须至少足够大以使观察者能够通过窗口(s)看到整个3D场景的重建。另一只眼睛可以通过相同的虚拟观察者窗口观看，或者为其分配第二虚拟观察者窗口，该第二虚拟观察者窗口相应地由第二光源创建。这里，典型的相当大的可视区限制在本地设置的虚拟观察者窗口中。公知的解决方法以小型方式重建由传统SLM表面的高分辨率引起的大面积，将其减小到虚拟观察者窗口的大小。这导致这样的结果：由于几何学原因而较小的衍射角以及目前SLMs的分辨率，在使用合理的、大众水平计算设备的情况下，足够获得高质量的实时全息重建。
US2004/0223049号专利文件中公开了生成三维图像的移动电话，这里通过参考引用该文件的全部内容。然而，其所公开的三维图像是使用自动立体显示(autostereoscopy)生成的。自动立体显示生成的三维图像的一个问题是：典型地，观察者感觉到图像在显示装置里面，而观察者的眼睛倾向于在显示装置的表面聚焦。在许多情况下，一段时间之后，观察者眼睛聚焦的位置和观察者感觉到的三维图像的位置之间的不一致会导致观察者不舒服。在三维图像由全息术(holography)生成的情况下，这个问题不会发生，或者明显地减少。
发明内容
提供一种全息显示装置，它包括具有像素的空间光调制器(SLM)，该SLM像素在基板上，该SLM包括与SLM像素在同一基板上的电路，该电路可操作地执行提供SLM编码的计算。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，所执行的用来提供SLM编码的计算是使用在SLM的像素之间的电路来执行的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，在像素所占据的空间外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后将该数据传送到SLM基板上的电路，该电路再对已经接收到的数据执行解压功能。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息计算中所使用的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据作为子全息图差分数据和显示存储器位置数据发送给全息显示装置集群。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，实施眼睛追踪。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，所执行的用来提供SLM编码的计算确定SLM的全息编码。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，通过对空间光调制器的编码的动态校正，可以降低透镜光学像差效应。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，实施斑点校正。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，在SLM的离散区域中执行像素编码计算，以在逐个离散区域的基础上提供相应离散区域的像素编码。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息计算不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，图形子系统的3D渲染管道引入用于全息变换和编码的附加处理单元。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，确保更靠近虚拟观察者窗口的物点沿着同一视线掩盖更远离虚拟观察者窗口的物点。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，图形卡功能是使用与SLM的像素在同一基板上的电路来实施的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，实施2D-3D图像转换。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，在SLM上编码时或之前，向全息图像数据施加补偿，以提供更容易观察的图像。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，解密和全息图计算是使用在SLM的像素的基板上的电路来执行的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，电路包括薄膜晶体管。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，至少一些电路的有源区由多晶硅组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，至少一些电路的有源区由连续颗粒硅组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，至少一些电路的有源区由多晶硅锗组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，至少一些电路的有源区由单晶硅组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，至少一些电路的有源区由单颗粒硅组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，至少一些电路的有源区由有机半导体组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，基板是单晶硅。
全息显示装置可以是这样的装置：显示装置是使用硅上液晶技术制造的。
全息显示装置可以是这样的装置：显示装置是使用MEMS技术制造的。
全息显示装置可以是这样的装置：显示装置是使用场致发射显示器技术制造的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，基板是玻璃。
全息显示装置可以是这样的装置：仅向显示装置传输实空间图像数据。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，视频帧速率至少约为25Hz。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息图像数据由强度和深度图数据组成。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，计算是全息计算。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息计算是实时或准实时执行的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息计算是使用查询表法执行的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，子全息图用于计算。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，用于加和子全息图的数据是在超出子全息图尺寸的距离处交换的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息计算均匀分布在SLM基板上的电路上。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息计算分为平铺在SLM基板上的称为集群的小的相同的部分。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，用于加和子全息图的数据是在超出集群尺寸的距离处交换的。
全息显示装置可以是这样的装置：该全息显示装置可以通过将相同的集群平铺到一起来建立。
全息显示装置可以是这样的装置：该全息显示装置是高分辨率显示装置。
全息显示装置可以是这样的装置：该全息显示装置是很高分辨率的显示装置。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径宽或更宽。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，虚拟观察者窗口是1厘米宽或更宽。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，为每个眼睛即每个虚拟观察者窗口构建一个深度图和强度图对。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，显示单色图像。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，显示彩色图像。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，所显示的彩色图像是RGB格式。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，为了计算全息图的像素的值，仅考虑原始图像的子分区的值。
全息显示装置可以是这样的装置：用于全息重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区内相干。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，足够用于原始图像数据传送的导线比足够用于全息图数据传输的导线少。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，降低数据传输频率具有降低行和列驱动中的功率损耗的优点。
全息显示装置可以是这样的装置：现有技术解决方案中行和列导线所需要的像素面积的大部分可以用于其它目的。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，可以增加透明电极面积，并且由此可以改善显示装置的透光率。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，显示面板可以使用传统显示技术来控制。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息变换是一维变换。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，全息变换是二维变换。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，存在用于计算出的数据的本地转发的附加逻辑，该附加逻辑一并用于向集群转发原始图像，以使除去至少一些全局行和列导线。
全息显示装置可以是这样的装置：该装置中，在像素空间中制造冗余电路如TFTs，以使当发现启动时所使用的电路已经出现故障时，使用一些冗余电路来替代装置启动时所使用的电路。
提供一种生成三维场景的全息重建的方法，该三维场景由多个离散点组成，该方法使用根据本发明的全息显示装置，该显示装置包括为空间光调制器照明的光源和光学系统；该方法包含步骤：在空间光调制器上编码全息图。
附图说明
图1是表示全息图的数据速率比原始实空间数据的数据速率大得多的示意图。
图2是将现有技术SLM一部分的结构和性能特性与可在像素矩阵的空间中执行全息计算的SLM的一部分进行比较的示意图。
图3是SLM的一部分的结构示意图，该SLM中全息计算可以在像素矩阵的空间中执行。
图4是SLM的一部分的示意图，该SLM中为了全息数据的显示，可以在像素矩阵的空间中执行解压计算。
图5是SLM的一部分的示意图，该SLM中为了传统2D显示数据的显示，可以在像素矩阵的空间中执行解压计算。
图6是表示TFTs制造工艺的示意图。
图7是表示TFTs制造工艺的示意图。
图8是按照一种实施方式重建全息图的方法的示意图。
图9是按照一种实施方式重建全息图的方法的示意图。
图10是根据现有技术的传统主动矩阵式液晶显示器的总体结构的透视图。
图11是表示一种实施方式的全息显示装置的主动矩阵基板的装配步骤的示意图。
图12是表示图11所示的主动矩阵基板进一步装配步骤的示意图。
图13是表示图12所示的主动矩阵基板进一步装配步骤的示意图。
图14是离散和任意位置的物点的呈现的全息显示的示意图。
图15是在一种实施方式的全息显示装置中，可以在图形计算中实施的功能单元的示意图。
图16是在一种实施方式的全息显示装置中使用的用于子全息图SH的查询表的示意图。
图17是在一种实施方式的全息显示装置中用于全息变换和编码的附加处理单元的示意图。
图18是表示一种实施方式的全息显示装置中，如果使用子全息图，则由于单元的数量变少，计算负担更小的示意图。
图19是表示t时刻的场景、进一步t+1时刻的场景、以及差异场景的示意图。
图20是表示一种实施方式的具有可寻址数据传送的全息显示装置的示意图。
图21是一种实施方式的全息显示装置中，电子数据表的一部分的示意图，该电子数据表中计算出晶体管的数量。
图22是图21所示的电子数据表的剩余部分的示意图。
图23是按照一种实施方式的全息显示装置中，集群设计的简化示意图。
图24是按照一种实施方式的全息显示装置中，显示数据所采取的路径的示意图。
图25是SLM的一部分的示意图，该SLM中对于显示传统的2D显示数据或全息显示数据的显示装置，可以在像素矩阵的空间中执行计算。
图26是按照现有技术，生成子全息图的方法的示意图。
图27是按照一种实施方式，重建全息图的方法的示意图。
图28是按照一种实施方式，面板平铺的示意图。
图29是与遮挡有关的几何学考虑的示意图。
图30是与遮挡有关的几何学考虑的示意图。
图31是按照一种实施方式，处理遮挡现象的方法的示意图。
图32是按照一种实施方式，处理遮挡现象的方法的示意图。
图33是按照一种实施方式的全息显示装置中，显示数据所采取的路径的示意图。
图34是按照一种实施方式，通过使用可控棱镜移动虚拟观察者窗口追踪一个或多个使用者的方法的示意图。
具体实施方式
A.与像素在同一基板上进行计算的全息图显示装置
一种实施方式包括显示装置，该显示装置接收实空间图像数据，如与三维图像相对应的强度图(intensity map)和深度图(depth map)。随后基于三维图像数据，实时或准实时计算空间光调制器的全息编码。全息计算的至少一些可以在像素矩阵所存在的物理空间中执行，通过结合两个功能单元，即全息图计算单元和全息图显示单元，这两个单元在现有技术的设备中功能上和空间上是分开的，结合后以形成在一个基板上实施的共用单元。这意味着用于至少一些全息图计算的晶体管可以集成在用于像素控制的晶体管之间，或者紧邻用于像素控制的晶体管。可选地，所有全息图计算可以在像素矩阵所存在的物理空间中执行，通过结合两个功能单元，即全息图计算单元和全息图显示单元，这两个单元在现有技术的设备中功能上和空间上是分开的，结合后以形成在一个基板上实施的共用单元。可选地，用于全息图计算的一些或所有晶体管可以在像素矩阵的外部，但与用于像素控制的晶体管在同一基板上。本领域技术人员应该清楚，术语“在同一基板上”并不意味着晶体管只能在原子级别上与基板接触，而是意味着基板总体上提供设置电路的物理支承介质。关于“基板”的意思的更多信息会在标题为“基板”的段落中给出。
像素矩阵中或同一基板上其它位置全息图的计算不限于现有技术中所描述的分析全息图计算方法。其它类型的计算方法如查询表(LUT)法也是可行的。分析计算方法可以用作为演示计算方法的例子。对于像素矩阵中的全息图的计算，在整个显示装置上全息计算方法可以是相同的，并且优选在约为子全息图尺寸的距离之外交换用于加和子全息图的数据。子全息图用于计算。可以在整个显示装置表面上均匀地展开计算。但是为了减轻硬件的设计、模拟和验证，可以将计算分为称为集群的小的相同的部分，该集群平铺在显示装置表面。平铺不一定必须是矩形的，也可以是其它的结构，如平铺的六边形(“蜂窝”)。名称“集群”用于覆盖部分或整个全息图计算数据路径的计算单元。因此，集群可以是能够从原始实空间数据的一部分中计算用于显示装置平铺的全息图数据的最小单元。这些集群优选在邻近单元之间交换数据，以使在来自邻近单元的子全息图重叠时，可以准确编码SLM。这如图24所示。集群方法的一个优点是：在设计集群之后，可以通过将相同的集群平铺到一起顺利地建立全息显示。
理想地，需要很高的分辨率如16,000x12,000像素，以显示具有很高图像质量的全息图，或者显示虚拟观察者窗口是1厘米或更多厘米宽而非几毫米宽的全息图，或者该两种情况。要显示的图像内容包含强度图像和三维深度信息(可以称为“Z缓冲”)，该图像内容典型地仅具有多达2,000x1,500像素的分辨率。如图1所示，显示全息图所需的数据速率远大于显示原始数据所需的数据速率，例如，对于给定的例值，倍数为48。在图1中，三维图像数据是以强度图和三维深度图的形式提供的。优选地，应该为每个眼睛，即为每个虚拟观察者窗口构建一个深度图和强度图配对。这些图的每个都由2,000x1,500像素的数据阵列组成。在每个图中，用于每个像素的数据由三个颜色和一个z值来表示，即4个值，每个值8位。位是二进制数字。因此每个像素需要32位。以25Hz或25帧每秒(fps)的速度提供视频数据。如图所示，使用两个视图(左眼和右眼)，数据率是每秒4.8Gbits。在简单的例子中，这些数据用来在逐帧基础上计算全息图，尽管涉及到连续帧的某些数据处理可以在更复杂的例子中执行，例如，用以平滑噪音或降低人工影响，或降低所需要的数据传输速率。全息计算生成与16,000x12,000像素的数据阵列相对应的数据输出，其中，每个像素由8位表示，并且帧速率是150fps，同时使用25Hz的视频速率、两个视图以及三种颜色。因此如图所示，用于全息图的数据速率是每秒230Gbits。图1中的内容表示了显示三原色红、绿和蓝的过程。该例子涉及单用户配置，但是相应具有更高显示帧速率的多用户配置也是可行的。对本领域技术人员而言，全息显示装置中数据速率的许多其它例子将会是显而易见的。
需要强调的是，对于移动图像，约25Hz的帧速率是最低可接受的速率。高于25Hz的帧速率应该更流畅的回放。帧速率越高，回放呈现给观察者将会越流畅。
仅可以对给定的显示光波长计算全息图。这就是为什么对每个物点执行三次计算的原因，即为每个组成颜色，如红、绿和蓝执行一次。其它颜色可以通过使用这三种颜色组分来创建，并且这种颜色混合可以按顺序或同时实现。
如果全息图在同一基板上的电路中生成，如在像素矩阵中，则仅原始图像数据需要传送到显示装置基板。当全息图是使用像素矩阵中的电路生成的情况下，强度和深度信息被传送到面板中随后将需要它们用于全息图计算的位置。一种实施方式的优选显示装置中，为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区的值。这样做的一个原因是，该实施方式的优选显示装置中，用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干，该子分区可能是显示装置的很小的一个子分区。不存在相干，或者相干仅存在于从显示装置的一个子分区到显示装置的不同的子分区的有限范围。优选的显示装置的每个子分区可以用来生成整个全息图的相应的子全息图。因此子全息图的尺寸限定了像素周围区域的最大扩展，从该像素，需要原始图像的强度和深度值以用于子全息图的计算。如图3，这进而限定了内部必要导线(所谓的“本地互连(localinterconnections)”)的长度。因为，根据这种解决方案，生成全息图所需的大量像素数据的全部或至少一些是直接在显示面板上它们将被显示的区域中计算的，不需要或是降低了通过长导线传送全息显示数据或数据中间存储的需要。这会降低将发送给显示面板的数据的分辨率，并且由此会降低发送给显示面板的数据速率。如果该例子应用到图1所示的情况中，数据传输速率就会获得约50倍的降低。因此，比照图3，横跨在整个面板上的行和列导线(所谓的“全局互连(global interconnections)”)的数量将会相应地减少。足够用于原始图像数据传送的导线比足够用于全息图数据传送的导线更少，并且可以相应地降低传输频率，额外地还有助于降低行和列驱动中的功率损耗。
降低数据传输频率有助于降低行和列驱动中的功率损耗。这是因为从0到1转换二进制数字，或是相反转换，都需要电能。当转换率上升时，电能需求也会上升。能量最终以热能消散，这会导致高数据传输频率显示装置中的温度问题。温度问题可以包括组件变热不能被触摸、热致应力引起的电子组件的裂开和失效、不需要的化学反应如电子组件的氧化、暴露在极端温度下引起的液晶材料质量的下降，以及半导体材料特性的改变如温度升高引起的热载裂生成(thermal carrier generation)。当装置以电池供电时，如果从电池中汲取更多的能量，就会使电池更快的放电，这会降低在电池充电之间装置可以被使用的次数。
现有技术解决方案中行和列导线所需要的每个像素面积的大部分现在可以用于其它目的。图2比较了两种解决方案的工作原理。在基于现有技术的解决方案中，考虑具有16,000x12,000像素的高分辨率全息显示装置。为了缩短行和列线，例如如图28所示，显示装置平铺为4个象限。每个象限有8,000列导线和6,000行导线。总共需要32,000列导线和24,000行导线。对于一个用户，具有三种组成颜色(如红、绿、蓝)且每个以25fps视频速率(输入数据的帧速率-强度和z缓冲)的两个视图(左和右)导致每秒150幅图像的显示帧速率。乘以行数并增加10％用于帧间的空白传输时间，则需要1MHz的列驱动频率。按照一种实施方式的解决方案的例子中，图像数据是根据2,000x1,500像素的实图像像素阵列来提供的。如果显示装置也被平铺为4个象限，则每个象限有750行导线。将它乘以每秒150幅图像并增加20％用于帧间的空白传输时间，则仅需要135kHz的列驱动频率。这个例子涉及单用户配置，但是相应地具有更高显示帧速率的多用户配置也是可行的。
依赖于面板和计算参数，行和列导线中节省的空间在根据图2的实施方式的解决方案中可以省略，当与根据图2的现有技术的解决方案相比时，该节省的空间可以比用于全息图计算的电路所需要的空间更大，因此仅需要所节省的空间的一部分用于全息图计算所使用的晶体管。在这种情况下，可以增加透明电极的面积，并且由此可以改善LCD的透光率。由于计算是在节省的像素区域中实现的，所以与显示装置不在同一基板上并且在任何公知的传统设备中会引起相当大的困难和成本的附加的计算单元变得冗余。另一个优点是，极大地降低了面板控制的复杂性，原因是用于面板控制的数据速率与传统LCDs基本相同。对于示例性的2,000x1,500像素的分辨率、25fps并且每像素有32位的两个视图，4.8Gbit/s的数据速率与具有1,920x1,600像素、60Hz帧速率并且三种8位颜色的TFT面板的数据速率基本相同。这个例子涉及单用户配置，但相应地具有更高显示帧速率的多用户配置也是可行的。这意味着用传统显示技术就可以轻松地控制这种面板，然而，在计算单元和显示装置电子器件之间以及显示装置电子器件和显示装置面板之间的具有图1中示例性数据传输速率230Gbits/s的整个全息图的传输，只有使用特殊解决方案时才是可行的，本领域技术人员应该可以领会，使用特殊解决方案将会难以实施，并且将会非常昂贵。
如果我们考虑空间光调制器上的全息图的二维编码，其中原始实空间图像具有2,000x1,500像素，并以25fps的视频帧速率来提供，则大致上需要约1亿个晶体管用于全息计算，即每个实空间像素约34个晶体管。这是对于具有200MHz转换频率的单晶硅电路来说的。由于由多晶硅制成的TFT可以具有仅约为25MHz的转换频率，所以约6.9亿个晶体管而不是1亿个晶体管是必须的，以补偿较低的转换速度。给定16,000x12,000像素的全息图分辨率，这意味着每个全息图像素约4个晶体管。由于显示新图像时，计算出的数据仅能写入像素单元中，所以每个像素将需要附加的1或2个晶体管。保持相同的分辨率时，显示装置的尺寸越大，像素间距就会越大，因此可以附加地安排在像素周围的晶体管的数量就会越大。在“晶体管数目估计”部分，会给出更详细的晶体管数目的估计。
如果通过行和列导线控制面板，则这些导线应该更宽，显示装置应该更大。这是因为对于固定的导线材料电阻率和对于固定的导线横截面积，导线的电阻是与其长度成正比的；对于固定的导线材料电阻率和对于固定的导线长度和厚度，导线的电阻与其宽度成反比。这意味着，相对经典控制技术而言，特别是相对大的高分辨率全息显示装置而言，在像素矩阵中计算全息图的该方法是有利的。
作为TFT晶体管的一体化具有巨大的优势，即用于计算的晶体管与像素晶体管一同施加到基板上。
只有当增加的晶体管的数量可能导致更高的故障概率时，才会产生附加的成本。这可以通过使用容错计算方法来弥补，其中各个元件中的错误仅会引起小的来自计算结果的偏差，如果没有组件存在缺陷，则将会获得该偏差。
在图2和图3中，计算在许多称为集群的邻近计算单元中进行。总体上，计算单元(集群)的尺寸将被优化，因为它们的尺寸越大，一方面数据传输速率中的节省就会越小，然而另一方面计算的实现就会越容易。
一种实施方式的进一步例子中，显示装置用于显示已经基于实空间数据如强度图和深度图数据而计算出的全息图像数据。现有技术中显示装置的固有问题是，它们需要与显示装置电路不在同一基板上实施的电路。这个附加的电路必须在与显示装置基板分开的基板上实施。这会导致不期望的特性，如更大的设备体积和重量。消费者不断地要求更小、更薄或更轻的显示装置。一种实施方式的全息显示装置具有与显示装置电路在同一基板上的计算电路。该计算电路可以在显示装置的像素之间，或可以在显示装置的像素矩阵外部、但仍在同一基板上。
硅基液晶(LCoS)显示装置中一体化的说明
对于小LCoS显示装置，情况稍有不同，小LCoS显示装置适用于单晶硅晶片。对于这种显示技术，更高频率是可行的，所以对于全息计算即使每个像素少于一个晶体管也将是足够的。总体而言，计算在很大程度上与离散计算相同，计算单元仅会被像素单元中断。由于计算所需的硅面积是相同的，所以这里可以通过仅传送或存储较小数量的数据这个事实来获得节省。这降低了行和列导线所需的面积，有助于数据向LCoS的传送。然而，计算电路可以与显示装置电路在同一基板上，该计算电路不设置在显示装置电路中，与计算电路与显示装置电路在不同的基板上相比，该解决方案将更紧凑和更便宜。
本地转发
由于存在用于对计算出的数据进行本地转发的附加的逻辑，因此它还可以一并用于向各个区域转发原始图像，以使全局行和列导线变得完全多余。例如，原始数据用移位寄存器从集群转发到集群。由于行控制是在本地实现的，所以行导线的省略还可以使得显示装置的左、右手边用于写入信息。
容错计算单元
对于已经具有分辨率如1,600x1,200像素的普通TFT显示装置，可能会有制造误差，由于像素误差该制造错误会变得明显。在全息术中，高分辨率显示装置具有更多数量的像素，因此具有更多数量的TFTs，这极大地增加了像素误差的可能性。如果为计算集成附加的TFTs，误差率将会再上升。因此，需要设计一种计算过程以使单个故障TFTs中的误差不会通过整个显示装置传播，而仅引起与理想性能小的本地偏差。
一些制造误差可能会导致观察者不可见的后果，或者仅能由人的视觉系统轻微地察觉到。在这种情况下，人们可能会容忍这种缺陷。但是，例如完全损坏的集群是不能容忍的，因为这种情况下，许多SLM单元受到了影响。
冗余电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路可以用来替换装置启动时使用的一些电路，如果发现装置启动使用的一些电路已经出现故障。装置可以不时地自检，如通过检测一块电路的转换特征是否指示电路故障。故障电路可以在存储器如非易失性存储器中记录为无法使用，并且其它电路记录为在其位置使用。在2000年1月的《PhysicsToday(今日物理)》第38-42页中，J.Birnbaum和R.S.Williams的“Physicsand the Information Revolution(物理和信息革命)”一文中报道了一种用于容错传统计算机电路的类似的方法，这里通过参考引用该文献。可选地，该电路可以设计成导致永久黑色像素的故障可能性比导致永久明亮像素的故障可能性更大，由于观察者更难以接受后者。
为了最优的容错设计，在电路中更重要的位置可以实施较大元件尺寸的晶体管，尤其是具有较大横向尺寸的晶体管，以降低电路更重要部分故障的可能性。进一步的方法是混合计算管道，以使缺陷单元的结果分布在较大表面区域上。可以理解的是，为了计算全息图像素的值，可以加入约1000或更大的值。如果这些值都来自于同一管道，则当这条管道出现故障时，全息图像素值将是完全错误的值。如果集群由并行的管道组成，内部集群结构可以以这种方式安排，即用来相加的数值来自于所有并行的管道。如果数值来自于例如4条管道，则当一条管道故障时，仅输入值的25％将是不正确的。在这种情况下，计算出的全息图像素值将比输入值100％不正确的情况更加准确。
“随后修复”策略可以用在一些情况下。在这种情况下，在显示装置的测试相位识别故障单元，并随后通过物理切断相关的传导线路来修改电路。这种方法可以解决短路。切断连接可以确保大多数不期望的像素故障(例如，高强度持续闪光的像素)可以通过简单地将它们关掉使它们变黑来得以改善。
对于根据实施方式的装置，可以根据下面给出的概要制造过程，或是它们的一些组合，或是根据对本领域技术人员来说显而易见的其它制造过程来制造。在实施方式的装置中，有机半导体也可以用来制造电路。
B.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，该装置能为空间光调制器的编码进行有效的计算。
对于用于实时或准实时地变化的重建的计算机生成的大全息图(CGH)的呈现的三维内容的变换，公知的方法只能在计算资源方面付出巨大努力才能实现。在现有技术中，名称为“在LUTs的帮助下用于实时生成计算机生成视频全息图的方法”，公开号为WO 2008/025839的专利文件中描述了一种改进，具有1920x1080的重建物点的互动实时全息图可以用市面上有售的个人计算机(PC)系统、使用预计算子全息图并在查询表(LUTs)的帮助下实时互动地显示。现有技术方法的特点是物点仅能在特定离散位置重建，如图14中开放的圆圈所示。这里描述的一种实施方式的方法绕过了这个限制，在该方法中物点可以在重建平截头中的任意位置生成，如图14中闭合的圆圈所示。图14表示了使用现有技术LUT方法生成的物点(的圆圈)如何被固定地分配给特定物体平面。物体平面进而设置在离全息图平面固定距离处。相比之下，根据一种实施方式的分析方法，物点(填充的圆圈)可以在任意位置。
部分A的实施可以使用现有技术的用于计算空间光调制器编码的方法来实施。可选地，部分A的实施可以使用对空间光调制器提供更有效编码计算的方法来实施。在公开号为WO 2008/025839的专利文件中描述了一种更有效的计算方法。下述更有效的方法是申请人的一种实施方式，该方法本身不需要傅立叶变换或菲涅尔变换的计算，因此可以有效的实施。还可以这么说，下述更有效的方法不需要傅立叶变化的计算或菲涅尔变换的计算。
为空间光调制器提供更有效编码计算的方法的例子如下。它是一个分析的方法，参考图8和图9来描述，用于全息显示装置(HAE)的计算机生成视频全息图的生成，该全息显示装置包含空间光调制器装置(SLM1)，其中在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建由物体发出的波前，并且，三维场景(3D-S)的每个单个物点(OP)的重建仅需要子全息图(SH)作为将在SLM上编码的整个全息图(H∑SLM)的子集，其特征是，在将3D场景(3D-S)离散化为多个物点后，该方法包含如下步骤：
对于3D场景的每个可见物点(OP)
步骤A：对于每个物点(OP)，确定子全息图(SH)的位置。
例如，使用交叉线原理，其中，通过来自全息图平面的物点将虚拟可见区域投影到SLM本身上。如果有足够的精确度，子全息图就可以近似/塑造为矩形。向子全息图分配原点在其中心的本地坐标系统；x坐标是横坐标，y坐标是纵坐标。子全息图具有半宽为“a”，半高为“b”的尺寸。
步骤B：对于全息图平面(HE)中的每个子全息图(SH)，确定虚拟透镜(L)的子全息图。
B1：确定虚拟透镜的焦距(f)。透镜的焦距(f)是离全息图平面(HE)中将被重建的物点(OP)的SLM的正交距离。
B2：透镜的子全息图(SHL)的复值：
使用公式zL＝exp{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}来确定子全息图的复值，其中λ为光参考波长，f为焦距。如图9A所示，公式中f的正号对应于凸透镜。如图27所示，如果在SLM背向观察者的一侧使用虚拟发散透镜来重建物点(OP)，则需要负值的f。
B3：由于zL相对于x和y的正负值方面的对称性，所以使用合适的符号就足以在一个象限中确定zL的值，并且足够将结果转移到其它三个象限中。
步骤C.确定全息图平面(HE)中棱镜的子全息图(SHP)：
由于选定的本地坐标系统，棱镜将导致相位移动，由此相位移动是x和y坐标的线性函数。
C1：确定具有水平效应的棱镜(P)的线性因子Cx，其中，区间x∈[0，a]内，Cx＝M*(2π/λ)；M为棱镜绝对斜率(图9B)。
C2：确定具有垂直效应的棱镜(P)的线性因子Cy，其中，区间y∈[0，b]内，Cy＝N*(2π/λ)；N为棱镜绝对斜率(图9C)。
C3：棱镜子全息图(SHP)的复值：
通过棱镜的叠加来确定子全息图(SHP)的复值，其中zp＝exp{i*[Cx*(x-a)+Cy*(y-b)]}。
C4：如果光源由全息显示装置成像到VOW，则可以忽略棱镜校正。
步骤D：透镜的子全息图和棱镜的子全息图的调制：
如图9A所示，组合子全息图的复值由虚拟透镜(L)和虚拟棱镜(P)的效应的复乘给出，即zSH＝zL*zP，该公式可以象征性地表示为SH＝SHL*SHP。
步骤E：相位移动
为了在可见区域中获得均匀照明，每个子全息图(SH)用(均一分布的)相位移动调制，其中各个子全息图的相位移动是不相同的。这可以降低来自具有光学相干的光源的斑点图案。相位移动的大小足以用来降低斑点图案，并且可以小于π弧度(即，不必-π＜Φo＜π，然而例如-π/4＜Φo＜π/4)。这个过程可以由zSH：＝zSH exp(iΦ0)来表示，该公式可以象征性地表示为SH：＝SH exp(iΦ0)。
步骤F：强度调制
各个子全息图的复值分别用从帧缓冲内容(单色或彩色如R、G、B)中获取的强度因子调制，以使在合适时物点呈现它们自身的亮度和颜色。
zSH＝C*zSH，该公式可以象征性地表示为SH：＝C*SH；
步骤G：加和子全息图以形成整个全息图H∑SLM。
子全息图可以使用复数加法叠加。根据用于完整全息图的坐标系统，整个全息图是子全息图的复数加和，由H∑SLM＝∑SHi给出，该公式可以象征性地表示为ZSLM＝∑zSHi。
在一些实施方式的例子中，上述步骤C、D和E可以单独省略或组合省略，其中，为了一些好处，如降低实施上述方法所需硬件的制造成本，可以进而降低计算功率或全息图的质量。
进一步需要注意的是，如果将重建的物点考虑为光学系统的焦点，这意味着在全息图平面中有透镜，该透镜倾斜并具有焦距f。倾斜的透镜由非倾斜透镜和棱镜组成。根据此处的方法，重建物点以使在子全息图中编码透镜函数，如果需要的话，还编码棱镜函数(参见图9A)。可以通过子全息图的叠加来生成由大量点组成的场景。通过该方法的使用，用于互动实时全息重建的物点可以使用市面上有售的标准硬件组件在重建平截头中的任意位置处生成。这种解决方案还可以容易地重新调整物点的数量。当处理单元的性能增强时，可以增加物点的数量。
计算过程可以概括为：
1.透镜的计算
a.找出焦距f
b.透镜方程的使用：e^{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}
2.棱镜条件的计算(依赖于过程可选)
a.确定Cx、Cy、a和b
b.方程：e^{i*[Cx*(x-a)+Cy*(y-b)]}
Cx＝(2π/λ)*m
Cy＝(2π/λ)*n
3.棱镜和透镜条件的调制(依赖于过程可选)
4.随机相位的应用(依赖于过程可选)
5.强度调制
6.SLM-全息图的具体编码
C.在同一基板上进行解压计算的全息图显示装置
一种实施方式包括显示装置，该显示装置接收实空间图像数据，如与三维图像相对应的强度图和深度图。然后基于三维图像数据，实时或准实时计算空间光调制器的全息编码。所有或至少一些全息图显示计算可以在像素矩阵所存在的物理空间中执行，通过组合两个功能单元，即全息图显示计算单元和全息图显示单元，这两个单元在现有技术装置中功能上和空间上是分开的，组合后以形成在一个基板上实施的共用单元。这意味着用于所有或至少一些全息图显示计算的晶体管集成在用于像素控制的晶体管之间，或邻近用于像素控制的晶体管。可选地，全息图显示计算可以使用与像素电路在同一基板上的电路来实施，但是其中，全息图显示计算电路在像素电路的外部。
在一种实施方式的这个进一步的例子中，全息图计算是在这样一个位置执行的，该位置不在像素矩阵所占据的空间中。如公开号为WO2008/025839的专利文件中所描述的，这样的计算具有本地访问查询表(LUTs)的优点，它增加了计算的计算效率。如图1所明确的，在显示装置像素的空间外部执行全息计算的方法的问题是：对于显示装置的像素，需要非常高的总数据传输率。如果采用如图4所示的方法，则可以避免这个问题。
在显示装置中，全息图编码数据是在像素矩阵所占据的空间外部计算的。执行这些计算的空间可以在，也可以不在与显示装置的基板相同的基板上。使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到是整个显示装置一部分的显示装置集群中。在图4中，用于全息图计算的TFTs对通过行和列导线接收到的数据执行解压功能。然而，数据还可以通过其它方式接收，如通过并行数据总线，或串行数据连接。因此，基于逐个集群的全息图显示装置也是允许的，该全息图显示装置降低了全息图显示装置像素与图像强度图、图像深度图的源之间互连的要求。这样也是可行的，即：全息图计算和数据压缩可以在显示装置基板的外部执行，同时数据解压是使用与显示装置的像素在相同基板上的电路来执行，但是其中，解压是在像素矩阵的空间外部执行。对于本领域技术人员，其它例子将会是显而易见的。
D.在同一基板上进行解压计算的高分辨率显示装置
在一种实施方式的进一步例子中，高分辨率显示装置用来显示高分辨率图像数据，该数据可以是正常的显示数据或者可以是基于强度图和深度图数据计算出的全息图显示数据。现有技术的高分辨率显示装置的固有问题是：它们需要高密度电路，高密度电路容易有制造误差，并且它们需要高转换频率，而高转换频率会导致产生过热的问题。如果采用如图5所示的方法，则可以降低或避免这些问题。
在高分辨率显示装置中，图像数据在显示装置内部或外部使用公知的数据压缩技术压缩，然后被传输到是整个显示装置一部分的显示装置集群中。执行压缩计算的空间可以在，也可以不在与显示装置的基板相同的基板上。在图5中，用于解压计算的TFTs对通过行和列导线接收到的数据执行解压功能。然而，数据还可以通过其它方式接收，如通过并行数据总线，或串行数据连接。为了最低的存储器需求，将需要25Hz帧速率的用于解压计算的TFTs，以解压用于在40ms或更少时间内通过集群的像素显示的数据。因此，基于逐个集群的图像显示装置也是允许的，该图像显示装置降低了图像显示像素与图像强度图、图像深度图的源之间互连的要求。对于本领域技术人员，其它例子将会是显而易见的。
在优选的例子中，向显示装置的集群发送压缩的实空间图像数据。在第一步骤中，集群对压缩的实空间图像数据执行解压。在第二步骤中，由显示装置的集群使用第一步骤产生的数据来计算全息显示数据。对于本领域技术人员，其它例子将会是显而易见的。
E.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，通过引入用于全息变换和编码的附加处理单元，该装置具有用于图形子系统的扩展的3D渲染管道。
部分A的实施可以使用现有技术中用于编码空间光调制器的方法来实施。可选地，部分A的实施可以使用对空间光调制器提供更有效编码的方法来实施。对空间光调制器提供更有效编码的方法的例子如下，但是对于本领域技术人员，许多其它例子将会是显而易见的。
该方法的一个例子如图15所示，该方法通过引入用于全息变换和编码的附加处理单元扩展了图形子系统的3D渲染管道。该方法是申请人的一个实施方式。表述“用于全息变换和编码的附加处理单元”在后面将由术语“全息管道(holo-pipeline)”替代。全息管道直接安排在3D图形管道的下行。用于每个集群的3D管道数据被发送到显示装置中相应的集群；从这里开始的说明集中在单个集群级别的实施方式上。Z图缓冲和颜色图缓冲(颜色图R、颜色图G、颜色图B)形成两条管道之间的接口。这示意性地表示在图15中。对于像素坐标中的每个单个点，Z图包括z值，该z值是按比例缩放的，并且它可以以不同定义等级(definition level)来表示。Z值典型地是在0.0至1.0之间的范围内缩放的，但是其它范围也是可行的。定义等级是由位数确定的，即通常为8、16或24位。
在现代图形子系统中，颜色图是以24位定义的，即每个颜色组分8位，R、G、B(红、绿、蓝)。颜色图形成帧缓冲的一部分，颜色图的内容正常显示在屏幕上。定义含有Z图和颜色图的两个缓冲，用来形成3D渲染管道和全息管道之间的接口。为一个显示波长提供Z图，但是这不是R、G、B的特定波长。为其余两个显示波长提供Z图1501和1502的拷贝。
仅可以以给定的显示光波长计算全息图。这就是为什么为每个物点执行三次计算的原因，即每个原色红(λR)、绿(λG)、蓝(λB)各一次。可以通过利用这三种颜色组分来创建其它颜色，并且这种颜色混合可以按顺序或同时实现。为了提高处理速度，使用至少两个附加的全息管道，以使全息图计算并行执行。这样所有三种颜色组分的结果将可以同时得到。由于这样，需要将z图数据复制到附加的存储器部分1501和1502(参见图15)，该两个存储器部分可以独立访问。从而防止包含存储器部分如z图数据的操作会互相妨碍。因此理想的存储器部分应该是物理上分开的。用于颜色G和B的颜色图RGB内容也分别复制到分开的存储器部分颜色图G和颜色图B，以确保对三种颜色组分的独立访问(参见图15)。再次，存储器部分可以是物理上分开的，以防止存储器访问时的冲突，并降低或消除带有信号量、互斥算法(或“互斥量(mutexes)”)的同步访问的实现困难等问题，这些问题对系统性能有不利影响。尽管如此，尽管存储器部分可以物理上互相分开，但它们还是优选设置在显示装置的同一集群中。需要注意的是，信号量是受保护的变量(或抽象数据类型)，并且它构成了多道程序设计环境中用于限制对共享资源(如存储器)访问的经典方法；互斥算法用在并发编程中以避免共用资源的同时使用，如全局变量，由称为关键部分的多段计算机代码同时使用。
下面假设全息图由许多子全息图组成。其中第m个子全息图是由透镜表示的，通过透镜函数e^(-i Ct*(xm 2+ym 2))来描述。常数Ct包括透镜的焦距f；f的值在应用透镜函数之前计算，以使f的值因而可以用于所有三个管道。因此，f的值不是颜色特定的，因为它是虚拟透镜，它不需要显示出色差。可以利用透镜函数关系的优点，因为透镜是关于其自身x和y轴对称的。为了完整地描述透镜，函数仅需要应用在一个象限中。一个象限中计算的透镜函数值随后可以通过使用正负号对称性规则应用到其它三个象限中。
Ct还依赖于波长λ，该波长λ在三种颜色R、G、B中自然地不相同。不需要计算λ的值，因为它是已知的，由于使用确定的激光或光源用于每个波长；然而，为了计算用于每个原始显示颜色的Ct，λ的值应在计算中可获得(参见图15)。
依赖于所使用的工艺，除透镜函数以外，可能还需要应用棱镜函数(参见图15)，以修正光传播的方向。在棱镜函数中，常量还包括波长λ。因为三种原色具有不同的波长，所以该常量的值变化，以使对于三个全息管道的每个，该常量的值具有特定的值。
如图15所示，透镜函数和棱镜函数现在都在1503，1504和1505处进行复乘。随后，在1506，1507和1508处应用随机相位，该随机相位加至透镜和棱镜函数的乘法的结果上。该方法旨在避免观察者平面中的亮度峰值，或“斑点”。然后在1509、1510、1511处使用各个颜色图的强度来调制各个全息图。
下一个步骤中，子全息图进行复数加法以形成用于集群的总全息图(参见图15)。现在可以得到用于后续处理的结果，如果适用，则在全息显示装置集群中使用附加的算法，如校正图或灰度图像(伽马校正)的应用，这仅决定于SLM的系统属性，以使它们优选在这个阶段中校正。随后是编码过程。
全息图可以以彩色重建。依赖于所使用的SLM，编码算法(参见图15)变化较大，它可以是相位编码、振幅编码或以其它方式编码。
本领域技术人员将会认识到，该部分给出的实施方式的一些方面在本申请的其它地方有更详细的公开。
F.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式，该装置对三维空间中的点进行按顺序的全息变换
部分A的实施可以使用现有技术中用于执行全息计算的方法来实施。可选地，部分A的实施可以使用为执行全息计算提供降低的时间延迟的方法来实施。为执行全息计算提供降低的时间延迟的方法的例子如下，但是对于本领域技术人员来说，许多其它例子将会是显而易见的。
实施方式的目的是，对于靠近像素进行计算的全息图显示装置，与其它全息计算相比减少时间延迟。这会导致架构的延伸，如目前使用的图形卡(3D管道)的架构的延伸，通过附加的用于实时全息变换和编码的硬件模块。
总的来说，在执行全息变换计算之前，整个三维场景是由实现许多3D变换和照明计算来组成的。组成场景的物体的图元(如点、线、三角形)将会在3D处理管道的末端像素化。整个结果随后在两个存储器部分中可获得。这些是帧缓冲和Z缓冲，从观察者位置可以看到，帧缓冲含有由观察者看到的场景的颜色值(颜色图)，Z缓冲含有缩放呈现的场景的深度图。在现有技术的方法中，仅当结果(两个存储器部分)都全部可用时，才开始全息变换和编码过程，因为对此需要访问该两个存储器部分。这导致一个视频帧的时间延迟。这样的时间延迟在一些互动应用中是至关重要的，如在游戏装置中。如果延迟时间过长，可用于玩家操作的反应时间就会过短，使得玩家将不能执行一些本来可以执行的操作。在快速游戏中，60Hz显示装置中不少于约17ms的一个帧的延迟时间是至关重要的。因为如果有用于他们(目标群体如视频游戏玩家应该包括在内)的应用，全息显示装置才会被市场接受。
三维全息成像在军事应用中可能具有优势，如能够观察敌军，或其它信息如地形信息，三维可以改善二维数据显示的战斗效力。如果在军事应用中战斗操作中应用显示装置，则上述时间延迟可能导致服务人员死亡或受伤，或昂贵军事设备的损坏或摧毁。因此，在军事应用中降低时间延迟可以改善三维全息成像的效力。
为了降低延迟时间，不需要等到全部颜色和Z缓冲图可用。相反，一旦空间中的一个点由3D管道处理之后变为可用时，就可以立即执行全息计算。因此，可以看出3D管道可以通过全息管道来扩展。
用于全息变换和编码的计算时间优选应不超过3D管道计算3D点所需的时间，因为否则将生成进一步的时滞。该理念在子全息图基础上是很容易实现的，因为在这种情况下，仅需要处理必要的信息。鉴于这点，考虑到如果全息变换是从空间中一个单个3D点应用到全息图或SLM的整个尺寸，结果会是附加的1000倍或更多倍的计算负担。然后，使用当前可用的计算硬件来实时计算将变得不可行。子全息图的理念及其相关说明如图8所示。图18表示了一种实施方式的例子中子全息图的优选的使用。由于子全息图比SLM更小，所以每个子全息图可以比横跨整个SLM的单个全息图更快地计算。此外，子全息图可以按顺序计算，这样，相比于仅当接收到图像数据的整个帧之后才能执行横跨整个SLM的全息图的计算的情况来说，极大地降低了时间延迟。当比较两幅图18A和18B时，可以发现如果使用子全息图，则用于计算每个物点的计算负担小很多，因为与整个SLM相比，子全息图中单元的数量更少。
一种实施方式的一些例子中，离观察者最近的点的子全息图(图16)存储在子全息图缓冲中。用于每个集群的3D管道数据发送到显示装置中相应的集群(图17)；从这里开始的说明集中在单个集群级别的实施方式上。将关于VOW尺寸、VOW方向和其离SLM的距离的数据提供给集群作为计算的输入(图17)。显示装置的每个集群都具有其自己的查询表，用于存储其显示的子全息图的编码，该子全息图可以是一个或多个子全息图。如果生成更靠近观察者的新点，则将计算对应于该点(SHn)的子全息图(参见图17)，即，在确定了子全息图的尺寸之后执行全息变换。随后，SLM的集群的内容不能简单地被子全息图覆盖，因为SLM单元可能含有来自多个子全息图的信息。这就是为什么在位置xy处为子全息图(SHn-1)的条目搜索查询表的原因，该条目当时也显示在SLM的集群上。在阅读了来自LUT的SH的内容之后，计算当前显示的(SHn-1)与新SH(SHn)之间的差(参见图17)。
随后将在位置xy处计算空间中比前一个更靠近观察者的3D点，在该情况下，将这个SHn而不是旧SHn-1写入到LUT(参见图17)。现在，差SHD将与SLM中的值相加，并存储在帧缓冲中。该过程之后是编码，可能的话，并校正(参见图17)。
显示装置(SLM)将其配置信息(如打字分辨率)提供给计算单元(参见图17)，该事实意味着任意全息显示装置(SLM)将是可行的。这种装置的尺寸可以不同、单元的数目或者甚至编码的类型也可以不同。因此，这种解决方案不受限于特定类型的SLM。
G.在一基板上进行计算的全息图显示装置，该装置对全息显示装置进行随机寻址
部分A的实施可以使用现有技术的用于执行全息计算的方法来实施。可选地，部分A的实施可以使用为执行全息计算提供改善的过程的方法来实施。为执行全息计算提供改善的过程的方法的例子如下，但是对于本领域技术人员来说，许多其它例子将会是显而易见的。
实施方式的目的是通过在应用中利用子全息图的特点，以降低从内容生成模块(如图形卡)传送到显现模块(即全息显示装置)的数据的量。
现有技术中，从内容生成单元(如图形卡)到显现模块(如LCD或阴极射线管(CRT)显示器)的图像数据的传送使得图像的全部内容从上到下逐行输出，与传统的管显示器相同。对于分辨率高至3840x2400像素的高清电视(HDTV)(如在http://www.pcmag.com/article2/0，1895，2038797，00.asp中描述的IBM(RTM)Berta显示器→现在的IIIAMA等)，这不会引起问题，因为所需要的数据量可以通过标准接口(如数字视频接口(DVI)或高清多媒体接口(HDMI))足够快地传送。
然而，理想的全息显示装置需要更多数量的像素，以在观察者平面中生成虚拟观察者窗口(VOW)，与更原始的装置中宽约5毫米不同，该虚拟观察者窗口宽1厘米或更多。大VOW是非常有好处的，因为它越大，全息显示装置商业使用时可靠性方面就会越牢靠。这是因为在这种情况下，追踪的全息显示装置中对其它组件的要求将会更低，追踪的全息显示装置例如是追踪观察者眼睛相对于显示装置的位置的追踪系统或位置探测器。可选地，在不实施追踪的装置中，如果增加VOW的尺寸，则会改善对观察者头部小的移动的容差。
实施方式的目的是降低全息显示装置中从内容生成模块传送到显现模块的数据的量，该全息显示装置中，所有或至少一些全息计算发生在像素矩阵中。
在上面描述的现有技术数据传送过程中，传送了所有信息，包括从一个帧到下一帧不变的那些信息。由于全息图在三维空间中重建点，所以足够得知相对于前一帧哪些点发生了变化。在后续过程中仅考虑那些点(参见图19)。
单个物点由子全息图SH创建，该物点的大小依赖于观察者的位置。由于SLM单元可能不仅含有一个子全息图的信息，可能还包含多个子全息图的信息，所以应该计算在位置xyz处旧点的SH与相同位置xyz处新点的SH之差。在一种实施方式的这个例子中，随后可以在SLM上重新编码该差分子全息图SHD。
在逐帧基础上，位于显示装置内部或外部的一套电路接收3D图像数据，该3D图像数据由颜色或强度图和Z缓冲组成。如图20所示，计算连续帧之差。紧接着，以图像差数据的形式，向显示装置的全息变换单元发送更新后的显示数据。如图20所示，向每个全息变换单元发送与其在SLM上用于编码的重建点有关的3D差分点图像数据。如果对于给定集群处的连续帧，显示数据之间没有差异，或差异可忽略，则不需要向全息变换单元发送数据，这可以提高显示系统的有效SLM更新率。系统生成SHDs的部分可以称为“内容生成模块”，并且可以由计算函数和图形卡组成。随后向每个集群发送子全息图。集群执行的第一任务是通过分离全息图数据和关于SHDs的尺寸和位置的数据来处理接收到的信息。集群的任务包括将SHD写入合适的RAM单元中，以使SH在合适的SLM位置以正确的尺寸准确地显示。
除了子全息图SHD(或可选的，新帧的SH)，还可以限定在像素中子全息图的尺寸及其在显示装置集群中的位置。在全息显示装置集群中(例如如图20所示)有分离器，该分离器将计算出的全息显示数据分为子全息图数据、尺寸和位置信息。后两者的值旨在计算RAM中子全息图的地址范围，以使子全息图SH或SHD的数据写入到集群中正确的SLM单元中。
常见的SLMs是主动式矩阵显示装置，其单元应不断更新以不丢失信息。如果仅将新内容写入到SLM中，则其它区域中的信息将会丢失(例如，参见图19：其中的4个黑点将不再显示)。由于这个原因，在这种情况下可以使用特殊的随机存取存储器(RAM)，即：在输入端仅写入新SH或SHDs，而在输出端逐行读取整个存储器，并且将信息写入到SLM。为了该目的，可以使用允许同时执行如上所述的读取和写入操作的双端口RAMs或其它存储系统。
在内容生成单元中将确定要传送哪些点，即依赖于3D场景中的变化。因此，在将数据传送给全息显示装置之前，执行最小化数据流的动作。信息可以以任意顺序传送，因为如上所述，子全息图附有附加的信息。这与现有技术的显现系统中实行的逐行数据传送有显著的不同。
在客户方面，即生成内容的地方，如实施方式中所描述的，在数据传送开始之前，作出是否将传送数据的决定。如果内容完全改变，如中断之后或者要显示的场景的完全改变的情况，则应该传送与3D物点相对应的许多子全息图。可以说，典型地，SLM的分辨率越高，传送子全息图来替代传送整个全息图的优势越大。
H.计算功能在像素空间中的显示装置
在一种实施方式的进一步例子中，显示装置用于显示图像数据，该图像数据可以是正常的显示数据，或者可以是基于强度图和深度图数据计算出的全息图显示数据。现有技术的显示装置的固有问题是，它们需要与显示装置电路不在同一基板上实施的电路。这个附加的电路必须在与显示装置基板相分开的基板上实施。这导致了不期望的性能，如更大的设备体积和重量。消费者持续要求更小、更薄或更轻的显示设备。如果采用如图25的方法，则可以降低这些问题，如更大的设备体积和重量。如果计算单元设置在靠近显示装置的像素处，则可以减小显示由计算单元计算出的用于显示的任意数据的延迟。这种减小后的延迟有助于如高速游戏设备的应用，或有助于用于军事应用的设备，用于军事应用的设备中时，改善的设备执行速度可以带来军事优势。
在图25的显示装置中，在显示装置集群处执行计算功能，该显示装置集群设置在显示装置的显示像素之间，或者靠近显示装置的显示像素。执行计算功能的空间与显示装置的基板在同一基板上。在图25中，用于计算的TFTs执行计算功能。对于本领域技术人员来说，其它例子将会是显而易见的。
I.遮挡
在计算机图形中，术语“遮挡”用于说明更靠近视野的物体掩盖(或遮挡)更远离视野的物体的方式。在用于2D显示装置的图形管道中，在阴影化和光栅化发生之前，实施一种遮挡以移除隐藏的表面。这里在全息图的内容中，遮挡的实施包括确保更靠近虚拟观察者窗口的物点沿着同一视线掩盖更远离虚拟观察者窗口的物点。
在图29中给出了用于全息显示装置的所期望的遮挡行为的例子。在图29中，从所示的眼睛位置，应该不可能看到立方体较厚的一侧，因为它被立方体最靠近观察者的那侧所遮挡。如果VOW是眼睛瞳孔的几倍大，则观察者可以从不同的方向看立方体，以便能够看到立方体较厚的一侧。但是，对于遮挡的简单实施方式，立方体较厚的一侧将不会在SLM上编码，所以即使观察者改变观察方向，观察者也不会看到立方体较厚的一侧，因为它没有在SLM上编码。
在图30中，观察者从与图29中所示不同的方向观看立方体，以便能够看到立方体较厚的一侧。但是对于遮挡的简单实施方式，如果没有为图29的情况实施遮挡，则立方体较厚的一侧将不会在SLM上编码，所以图30中的观察者就看不到立方体较厚的一侧，因为它没有在SLM上编码：在图29中没有为立方体较厚的一侧重建的物点，因此，在图30中就没有为立方体较厚的一侧重建的物点。
图30中所示问题的一个解决方案是将VOW分为两个或更多个片断。随后为每个VOW片断重建物点。每个VOW片断的大小优选与人眼瞳孔的大小大致相同。
在图31中，观察者将从眼睛位置1看到物点1，但不会看到遮挡的物点2。从眼睛位置2，观察者将看到物点2，但不会看到从那个位置和观察方向不能看到的物点1。因此，从眼睛位置2，观察者能够看到从眼睛位置1看时被物点1遮挡的物点2。物点1和物点2在子全息图1和子全息图2中分别编码。
然而，在图32中，重合的物点1和物点2能够从眼睛位置1和眼睛位置2看到，因为它们在子全息图1和子全息图2中分别编码。
可选地，可以在构建深度图和强度图的阶段中执行遮挡。在这种情况下，优选为每个眼睛(即每个虚拟观察者窗口)构建一个深度图和强度图对。
这里包括的实施方式的例子中，遮挡是使用在像素矩阵空间中的电路执行的计算来实施的。这种电路可以包括TFTs。遮挡还可以使用与像素矩阵在同一基板上、但在像素矩阵外部的电路所执行的计算来实现。
J.图形卡功能
图形处理单元(Graphics Processing Unit)或GPU(有时也称为视觉处理单元(Visual Processing Unit)或VPU)是用于个人计算机、工作站或游戏控制台的专用图形渲染设备。现代GPUs在操纵和显示计算机图形方面非常有效，并且它们的高并行结构使它们比典型的用于复数算法范围的CPUs更有效。
现代图形处理单元(GPU)使用它们的大多数晶体管来进行与3D计算机图形相关的计算。它们最初用来加速纹理映射和渲染多边形的存储器密集型工作，随后增加了单元以加速几何计算，如将顶点转化为不同的坐标系统。GPUs的最近的发展包括对可编程着色器的支持(该编程着色器能够用CPUs所支持的许多相同的操作来控制顶点和纹理)、过采样和降低混叠的插值技术，以及非常高精度的彩色空间。
除了3D硬件，当今的GPUs还包括基本2D加速和帧缓冲能力(通常具有视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)兼容模式)。此外，从1995年起制造的大多数GPUs支持YUV彩色空间和硬件重叠(hardwareoverlays)(对数字视频回放很重要)，并且从2000年起制造的许多GPUs支持运动图像专家组(MPEG)图元如运动补偿和离散余弦逆变换(iDCT)。最近的图形卡甚至在卡上解码高清晰度视频，除去了中央处理单元的一些负担。YUV彩色空间模型以一个亮度和两个色度组分的形式定义彩色空间。YUV彩色模型用在PAL、NTSC和SECAM复合色视频标准中。
这里在全息图的上下文中，图形卡功能的实施包括当为显示装置计算全息图时确保实施上面介绍的功能，其中，显示装置可以在像素矩阵空间中执行所有的全息计算，或者在像素矩阵空间中执行至少一些全息计算。例如，这包括实施能够用CPUs所支持的许多相同的操作来控制顶点和纹理的着色、过采样和用以降低混叠的插值技术、非常高精度彩色空间的使用，以加速纹理映射和渲染多边形的存储器密集型工作，用以加速如将顶点转换至不同坐标系统的几何计算，并执行包括矩阵和向量操作的计算。为了计算全息图，GPUs的高度并行的结构使其比典型的用于复数算法范围的CPUs更有效。可选地，全息显示装置可以是一个在像素矩阵空间中不执行全息计算的装置。
这里在全息图的上下文中，图形卡功能的实施可以包括使用3D渲染管道，该3D渲染管道由像素矩阵空间中的TFTs实施，或者由像素矩阵外部但与像素矩阵在同一基板上的TFTs实施。换句话说，3D渲染管道的功能，例如实施着色功能，从现有技术中所使用的图形卡转移到了设置在LC面板中的TFTs。
可选地，全息显示装置可以是一个在像素矩阵空间中不执行全息计算的装置。还可选地，全息显示装置可以是一个在像素矩阵空间中不执行全息计算的装置，但全息计算可以使用与像素矩阵在同一基板上的电路来执行。
K.2D-3D转换
在2D-3D转换的一个例子中，形成一对立体图像的第一图像和第二图像发送到显示装置，并且在像素空间中或者在像素的基板上其它位置执行所有或至少一些全息计算。2D-3D转换计算可以发生在像素矩阵空间中的电路中或是在像素的基板上其它位置，或者可以发生在生成要发送给显示装置的深度图和颜色强度图的电路中，或者如本领域技术人员所清楚的，它可以发生在其它位置的电路中。第二传输的图像可以是两个立体图像之间的差分图像(difference image)，由于差分图像将典型地比完整图像需要更少的数据。如果在进行三维视频显示，则第一图像自身可以表示为当前图像与一个时阶前的图像之间的差分图像。类似地，第二图像可以表示为当前图像与一个时阶前的图像之间的差分图像。显示装置随后可以使用现有技术中公知的用于在2D和三维(3D)图像之间进行转换的计算步骤，从接收到的数据，计算二维(2D)图像及其相应的深度图。在彩色图像的情况下，需要三原色的三组分2D图像，以及它们相应的深度图。与2D图像和深度图相对应的数据就可以由装置处理以显示全息图像。装置在其SLM中编码全息图。为了有效使用传输带宽，在该系统中传输的数据可能接受公知的压缩步骤以及在显示装置执行的相应解压。
执行2D-3D转换的电路可以有权访问含有一套公知3D形状的资料库，该资料库可以设法与其计算出的3D数据匹配，或者它可以有权访问含有一套公知2D剖面图的资料库，该资料库可以设法与传入的2D图像数据匹配。如果对于公知的形状可以找到良好的匹配，这就可以加速计算过程，因为2D或3D图像随后可以相对于公知的形状来表达。可以提供3D形状的资料库，3D形状如一组体育明星如最成功的网球运动员或英式足球运动员的脸或身体的形状，以及最主要的运动场地如著名的网球场或著名的英式足球场的全部或部分形状。例如，人脸的3D图像可以表达为显示装置有权访问的图像，加上面部表情的变化，例如可以是微笑或皱眉，再加上头发长度的一些变化，因为例如从获取所存储的数据以来，头发可能已经变长或剪掉。如果发生了持续的变化，使得清楚地显示装置有权访问的数据已经过期，如人的头发长度在长时间基础上已经显著地改变，则显示装置有权访问的数据可以由显示装置更新。如果计算电路遇到一个2D或3D图像，对于该2D或3D图像计算电路在其有权访问的记录中找不到良好的匹配时，它可以将该新的形状加入到记录集中。
2D-3D图像转换还可以基于单个、非立体2D图像，并使用本领域中公知的用于执行这种转换的步骤来执行。3D图像数据(深度图和颜色图)随后可以发送给用于全息图像计算和显示的显示装置。
上述2D-3D转换可以用于在全息显示装置上用来显示的数据，在该全息显示装置中，所有的全息计算发生在像素矩阵空间中的电路中，或者至少一些全息计算发生在像素矩阵空间中的电路中，或者发生在像素基板的其它位置上的电路中。
L.会议(3D SkypeTM)
从欧共体E3660065号商标申请起，SkypeTM因以下而众所周知：提供基于全球网络的网络电话(VOIP)点对点通信、文件共享和即时信息服务；提供基于计算机网络的通信服务、文件共享和即时信息服务。
从欧共体E4521084号商标申请起，SkypeTM因以下而众所周知：为他人提供计算机服务和软件开发，即，电信和网络电话(VOIP)应用中使用的计算机软件和硬件的设计、数据传输和即时信息服务；为他人创建和维护网站；在计算机服务器上托管他人用于全球计算机网络的网站；计算机软件的安装和维护；提供允许用户使用VOIP通信服务的在线、不可下载的计算机软件的临时使用；提供允许用户使用VOIP通信服务的用于他人下载的在线软件。
从英国2358090号商标起，SkypeTM因以下而众所周知：提供因特网访问、入口和高速缓存服务；电信和电信服务；因特网协议(“IP”)服务；网络电话(“VoIP”)服务；电子邮件和因特网通信服务；经由第三方的电信服务；因特网协议(“IP”)至数字电话号码和数字电话号码至“IP”映射系统和数据库；域名和域名数据库系统；对因特网服务提供商提供的计算机数据库的访问时间的租赁。
除了SkypeTM提供VOIP的那种，上面的任意一种可以与全息显示装置一起提供，该全息显示装置可以使用像素矩阵空间中的电路来执行所有的全息计算，或者使用像素矩阵空间中的电路来执行至少一些全息计算，这里提供基于因特网协议的语音和全息图像(Voice and Holographic ImageOver Internet Protocol，VHIOIP)。在一种情况下，上面描述的过程由LC-面板中的TFTs来执行。可选地，除了SkypeTM提供VOIP的那种，上述任意一种可以与不在像素矩阵空间中的电路中执行全息计算的全息显示装置一起提供，这里提供基于因特网协议的语音和全息图像(VHIOIP)。还可选地，除了SkypeTM提供VOIP的那种，上面的任意一种可以与不在像素矩阵空间中执行全息计算的全息显示装置一起提供，该全息显示装置是使用与像素矩阵在同一基板上的电路来执行全息计算，这里提供基于因特网协议的语音和全息图像(VHIOIP)。还可选地，除了SkypeTM提供VOIP的那种，上面的任意一种可以与任意全息显示装置一起提供，这里提供基于因特网协议的语音和全息图像(VHIOIP)。
可选地，除了SkypeTM提供VOIP的那种，上面任意一种可以与不在像素矩阵空间中执行全息计算的全息显示装置一起提供，这里提供基于因特网协议的语音和全息图像(VHIOIP)。
在上述中，VHIOIP可以以基于因特网协议的语音和视频全息图像(voice and video holographic image over internet protocol，VVHIOIP)的形式提供。VHIOIP或WHIOIP可以实时或准实时提供，并且这些因特网协议可以使各自都使用全息显示装置的两个人之间实时或准实时视频全息通信。
M.编码补偿。
在传统摄影术中，曝光补偿是一种补偿计算的或计划的曝光水平对抗可能导致不最满意的图像的其它因素的技术。这些因素可能包括相机系统中的变化、滤镜和非标准处理，或意欲达到的曝光不足或曝光过度。摄影师还可以为了其它因素中的快门角度或胶片速度的改变应用曝光补偿。在摄影术中，一些相机包括这个作为特征以允许用户调整自动计算的曝光。可以正向(增加曝光)及负向(减少曝光)按级施加补偿，通常在每个方向上增量三分之一或半个f制光圈(f-stop)，最大通常两个或三个光圈(stop)。
在光学中，光学系统的光圈数(f-number)表示从棱镜的有效聚焦长度方面来说入射光瞳的直径。在相机上，光圈数通常以离散级调整，称为f制光圈。每个“光圈”标记有其相应的光圈数，并且代表从前一光圈光强度的减半。这对应于瞳孔和光圈直径(aperture diameters)以2的平方根的因数倍减小，并且因此对应于瞳孔面积的减半。
当用户知道相机的自动曝光计算会导致不期望的曝光时，应用曝光补偿。浅色调占主导的场景经常会曝光不足，而暗色调的场景会曝光过度。有经验的摄影师会知道这会发生在什么时候，以及应用多少补偿以得到完美曝光的照片。
上述任意一种可以与全息显示装置一起提供，该全息显示装置在与像素矩阵同一基板上执行所有全息计算，或者在与像素矩阵在同一基板上执行至少一些全息计算。上述任意一种可以与全息显示装置一起提供，该全息显示装置在与像素矩阵在同一基板上执行所有全息计算，或者在像素矩阵空间中执行至少一些全息计算。可选地，上述任意一种可以与任意全息显示装置一起提供。在编码步骤中或之前，可以向全息图像数据施加补偿，以提供更容易观看的图像，即典型的观察者会发现该图像已经准确地曝光，既没有曝光不足，也没有曝光过度。
N.眼睛追踪
对于一个或更多个的观察者，全息装置可以使用眼睛追踪。当用于每个眼睛的观察窗口的尺寸较小时，例如水平长度仅几毫米时，这是特别有利的。优选使用位置探测器以下面几个步骤来追踪使用者的眼睛：
1)通过探测使用者的脸来限制搜索范围
2)通过探测眼睛来限制追踪范围
3)追踪眼睛
向用于执行眼睛位置识别功能的计算模块提供由立体相机供应的立体图像对。在已经使用了模块的算法之后，模块返回每个眼睛相对于固定点(如SLM的中心)的x-、y-和z-坐标。这种坐标可以由例如串行接口来传输。为执行这个过程所需的计算可以由电路执行，如与显示装置的像素设置在同一基板上的TFTs，包括设置在像素矩阵中的电路。
为了追踪观察者的眼睛，在SLM上的全息编码可以设置在x-和/或y-方向中，即在面板平面中。依赖于所使用的全息编码方法的类型(如ID编码)，优选地，在一个横向方向的眼睛追踪应该通过将整个全息编码内容移位到x-或y-方向中的SLM上来实现。在SLM的全息编码之前，计算模块计算全息数据在x-或y-方向中相对于SLM的偏移。作为输入，提供观察者的眼睛的x、y和z-坐标。
为了追踪观察者的眼睛，SLM面板上的全息编码可以在x-和/或y-方向，即在面板的平面中移位。追踪还可以这样实现以使相干地照明SLM的光源与观察者的位置变化同步移动。移动发光的光源，或者在由非相干光照明的点光源或具有很窄开口的线光源中生成相干光。穿过这种开口的光被认为是相干的。如果光源由LC-显示装置的像素来创建，则它们是可寻址的，并且可以实时适应观察者的位置。
O.像差校正
在一些类型的全息显示装置中，像差校正是对微透镜阵列或2D透镜阵列中执行傅立叶变换的透镜引起的像差的校正。像差效应依赖于光向观察者传播的方向与视轴之间的角度，并且可以通过空间光调制器的编码来动态地校正。校正算法可以并行、独立地执行，其独立于全息计算直至生成总全息图的步骤。在该步骤之后，可以一起调制总全息图和像差校正图。
像差校正算法可以分析地实现，或者也可以使用查询表(LUT)来实现。优选地，仅当总全息图可用之后，通过复数乘法来调制得到的全息图计算值。图33中给出了像差校正的一种实施方式的例子。在图33中，像差校正是使用像素矩阵空间中的电路来实施的。然而，在其它情况下，像差校正也可以使用在像素矩阵外部、但与像素矩阵在同一基板上的电路来实施。
P.斑点校正
在一些类型的全息显示装置中，斑点校正是对显示装置上不同区域之间的较大程度的光学相干引起的斑点的减少或消除。斑点效应可以通过空间光调制器的编码来动态地校正。校正算法可以并行、独立地执行，其独立于全息计算直至生成总全息图的步骤。在该步骤之后，可以一起调制总全息图和斑点校正图。
斑点校正算法可以解析地实现，或者也可以使用查询表(LUT)实现。优选地，仅当总全息图可用之后，通过复数乘法来调制得到的全息图计算值。图33中给出了斑点校正的一种实施方式的例子。在图33中，斑点校正是使用在像素矩阵空间中的电路来实现的。然而，斑点校正也可以使用在像素矩阵外部、但与像素矩阵在同一基板上的电路来实施。
Q.用于全息显示装置的数字版权管理(DRM)中的解密
提供给全息显示装置的内容数据可能受DRM的保护，即显示装置接收加密后的内容数据。高带宽数字内容保护(High-bandwidth DigitalContent Protection，HDCP)是2D显示装置实现DRM的常见标准。具有HDCP解密的高清晰度多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)接收器通常设置在2D显示装置电子器件的印刷电路板(PCB)上。传统系统的一个基本缺点是从显示装置电子器件到面板的图像数据的传送通常是在解密之后。因此，有可能通过使得电子连接到用于面板的数据传输电路来捕获解密后的数据。
在一种实施方式的例子中，解密和全息图计算是使用像素矩阵中的电路来执行的。在一种实施方式的进一步例子中，解密和全息图计算是使用分布在像素矩阵中的电路分布式执行的。因此，面板上就没有单个位置可以捕获所有解密后的数据。如果对面板不同的区域使用不同的解密密钥，则解密密钥的提取将变得更加困难。因为在面板上没有从中提取解密密钥的连接器，所以回避DRM的想法必须知道电路图，并且必须将多个TFT晶体管连接到广泛分开分布在工作中的显示装置中以读取解密后的数据。这有助于改善DRM的保护。
一种实施方式的进一步例子是解密和全息图计算是使用像素矩阵的基板上的电路执行的，包括电路在像素矩阵外部的情况。一种实施方式的进一步例子是解密和全息图计算是使用分布在像素矩阵基板上的电路分布式执行的，包括电路在像素矩阵外部的情况。
R.用于2D显示装置的数字版权管理(DRM)中的解密
提供给2D显示装置的内容数据可能受DRM的保护，即显示装置接收加密后的内容数据。高带宽数字内容保护(HDCP)是2D显示装置实现DRM的常见标准。具有HDCP解密的高清晰度多媒体接口(HDMI)接收器通常设置在2D显示装置电子器件的印刷电路板(PCB)上。传统系统的一个基本缺点是从显示装置电子器件到面板的图像数据的传送通常是在解密之后。因此，有可能通过使得电子连接到用于面板的数据传输电路来捕获解密后的数据。
在一种实施方式的例子中，解密是使用分布在SLM面板上的电路分布式执行的。因此，面板上就没有单个位置可以捕获所有解密后的数据。如果对面板不同的区域使用不同的解密密钥，则解密密钥的提取将变得更加困难。因为在面板上没有从中提取解密密钥的连接器，所以回避DRM的想法必须知道电路图，并且必须将多个TFT晶体管连接到广泛分开分布在工作中的显示装置中以读取解密后的数据。这有助于改善DRM的保护。
一种实施方式的进一步例子中，存在解密计算是使用在显示装置基板的单个区域中的电路来执行的2D显示装置，该电路可以位于像素矩阵内部或像素矩阵外部。这种电路比在显示装置的PCB上的电路更难以访问。这有助于改善DRM的保护。
S.在硬连接到显示装置的硬件中实施的软件应用
原则上许多计算机软件都可以使用计算机硬件独立地实施。在一种实施方式的例子中，可以使用软件实施的应用反而在硬件中使用分布在SLM面板的基板上的电路来实施。电路可以在像素矩阵中，或者它可以与像素矩阵在同一基板上、但在像素矩阵外部。SLM面板可以是用于全息显示装置的，或者是用于2D显示装置的。
T.用微棱镜实施的可变射束偏转
对于全息显示装置，可以追踪观察者的眼睛位置，使用能够控制光束偏转的微棱镜阵列来执行朝向观察者的眼睛位置的可变射束偏转。可控偏转可以是连续可变的。追踪由位置探测和追踪系统执行。棱镜的属性可以以这种方式控制，即它们一维或二维地使光线偏转。通过使用两个串联的微棱镜阵列可以获得二维偏转，例如，一个阵列中的棱镜的纵轴相对于另一阵列中的棱镜的纵轴设置在显著的角度，如约90°。在例如US4,542,449号专利文件中描述了这样的几何形状，用于不同的应用，这里通过参考引用该文件。图34表明了依赖于棱镜的属性偏转了更小或更大角度的光。棱镜可以是微液体棱镜[例如，光学快报(Optics Express)14期，6557-6563(2006)页，Heikenfeld等人的“具有电湿润微棱镜的灵活的广角射束转向(Agile wide-angle beam steering with electrowetting microprisms)”中所描述的，这里通过参考引用该文件]，对于微液体棱镜，偏转角可以根据施加的电荷或其它公知的能够控制光束偏转的棱镜阵列来改变。
如图34中可以看到的，穿过SLM和棱镜掩模的并行光线根据棱镜的属性偏转。这个过程的好处是在光穿过棱镜之前可以降低光学效应如透镜像差。这种方法适用于将VOWs设置在观察者的眼睛处。在可选的例子中，设置在棱镜阵列前面或后面的聚焦装置如傅立叶透镜阵列将有助于将光线会聚到VOW中。
当观察者改变其位置时，可以相应地调整棱镜的偏转角，如通过调整在微液体棱镜阵列上施加的电压。偏转角可以是连续可变的。棱镜不需要都具有相同的偏转角。另外，还有可能单独控制每个棱镜，以使每个都具有不同的偏转角，例如用于Z追踪，即：使射出棱镜阵列的光线在VOW处稍微会聚，因为当观察者移动到更靠近显示装置或更远离显示装置时，VOW离显示装置的距离可能变化。
棱镜角计算可以考虑使用者位置来执行。棱镜角计算可以在位于SLM的基板上的计算电路中执行，如重建物点的电路，或者使用位于棱镜阵列的基板上的计算电路来执行。如果SLM的基板还可以用作为用于棱镜阵列的基板，则不需要用于棱镜阵列的独立的基板。
位置探测器和SLM之间的通信接口是必要的：例如，它可以是串行接口。
如果用于计算棱镜阵列偏转角的计算电路不在棱镜阵列的基板上，而是在SLM的基板上，则两个基板之间的数据连接是必要的，以使棱镜阵列的电极可以使用计算的结果来控制。
除了用于控制棱镜的计算以外，还需要施加相位校正以补偿由棱镜阵列带来的相位“跳跃(jumps)”(或相位不连续)。否则，棱镜阵列就会像闪耀光栅(blazed grating)一样运转，即穿过不同棱镜的波前的部分具有朝向VOW的不同的光程长度，因此，它们将会像光栅一样运转，同时棱镜角的变化影响分布到不同衍射级的能量的量。这种相位校正可以由SLM在其全息图编码功能之外附加执行。穿过两个组件(即棱镜阵列和SLM)的光，经过由每个组件的功能的复数乘法。校正后的相位图包括微棱镜阵列所需要的相位校正：全息图用重建物点的表示SLM单元状态的值编码，该值包括相位校正条件。
上述还可以应用于这种情况：全息图像在投影型装置中生成，其中投影包括将SLM成像到棱镜阵列上，同时在VOW的前面发生所期望的3D场景的重建，因此创建投影装置相当于本领域公知的技术。本领域技术人员应该理解，所需要的计算和装置与上面描述的类似。需要计算用于棱镜阵列中棱镜的偏转角，以及相应的用来校正相位不连续的相位补偿。用于棱镜阵列的相位补偿可以在将SLM成像到棱镜阵列上时提供，或者由设置在靠近棱镜阵列的附加的SLM单独提供。本领域技术人员应该理解，为了增强投影，SLM可以是透光的同时棱镜阵列可以是反光的，或者SLM可以是反光的同时棱镜阵列是透光的。
微液体棱镜在文件如光学快报(Optics Express)14期，6557-6563(2006)页，Heikenfeld等人的“具有电湿润微棱镜的灵活的广角射束转向(Agile wide-angle beam steering with electrowetting microprisms)”中进行了描述，这里通过参考引用该文件。该技术称为“电湿润(electrowetting)”或“电子湿润(e-wetting)”。在这种技术中，由透明传导液体和另外的流体(如空气)之间的界面形成的接触角是电压差的函数，该另外的流体具有涂有疏水绝缘体的电极，该电压差施加到相对于透明传导液体的电极上。当光束穿过单元时，施加到两个电极上的电压的独立控制允许光束转向的角度的控制，每个电极覆盖有疏水绝缘体，每个电极形成电子湿润单元的侧壁，该侧壁与由其它电极形成的另外侧壁相对。对于本领域技术人员来说，用于通过电湿润棱镜得到光束转向的其它结构将会是显而易见的。光束偏转角通过使用施加到不同电极的可变电压差来控制，该电极设置在每个电湿润单元阵列的不同侧面上。
第一概要制造工艺
在一种实施方式的薄膜半导体显示装置的基本结构中，提供具有电路的显示部，该电路设置在显示部的像素之间，或者设置在基板上的其它位置，用于执行与装置显示部上的数据的显示相关的计算。显示部和在显示部中或在基板上其它位置的计算执行单元在基板上一体形成。用于驱动显示部的其它电路可以形成在显示部外围，但集成在同一基板上。
用于操作空间调制器的TFT电路和其它电路(如用于执行逻辑操作的电路)，可以通过如下描述的方法在基板上创建，该方法与US6,153,893号专利文件中描述的用于建造不同设备结构的方法相类似；这里通过参考引用US6,153,893号专利文件的全部内容至此。对于本领域技术人员来说，其它方法将会是显而易见的。基板可以是大面积基板，并且基板可以是合适类型的玻璃。对于玻璃基板，经常使用的工艺倾向于低温处理，至少通过硅设备制造技术的标准。用来生产设备栅绝缘层的工艺(如接近1000℃的硅热氧化工艺)倾向于不兼容低温处理，低温处理典型地是在从350℃到700℃的温度范围内。
像素电极和用于开关的薄膜晶体管设置在显示部中的矩阵内。构成电路元件的薄膜晶体管在显示部的像素之间，或者在基板上的其它位置，并且可选在可以集成在同一基板上的显示驱动部内。薄膜晶体管可以是底部栅极型，包含栅电极、在栅电极上方的绝缘层上形成的多晶半导体层，以及构成在多晶硅半导体层上形成的源和漏的高浓度杂质膜。用于开关的TFTs可以具有轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)结构，其中低浓度杂质膜插入在多晶半导体层和高浓度杂质膜之间。
在典型的实施方式中，显示部具有包括像素电极的上端部、包括用于开关的TFTs的下端部、以及可能有颜色过滤层、黑色掩模层和插入在上下端之间的平坦化层。在这种情况下，黑色掩模层包含金属布线图案，该金属布线图案电连接到用于源和漏的高浓度杂质层。而且，像素电极通过金属布线图案电连接到用于漏的高浓度杂质层。可选地，如果背光与以时间复用模式照明的三种原色一起使用，颜色过滤层可以省略。
具有上述结构的显示装置可以由后面的低温处理来制造。首先，在玻璃基板上形成栅电极。接着，在栅电极上的绝缘膜上形成半导体薄膜，然后将半导体薄膜通过激光退火变换为多晶层。然后仅在包括在像素开关中的多晶层上选择性地形成低浓度杂质层，例如通过掩模层的使用。进一步，在低浓度杂质膜上形成用于源和漏的高浓度杂质膜，并且因此形成用于开关的具有堆叠LDD结构的TFTs。与此同时，通过在包含在电路部分的多晶层上直接形成用于源和漏的高浓度杂质层来制作用于电路元件的TFTs，如用于图像显示计算，或者用于外围驱动电路。优选地，在包括在电路部分中的高浓度杂质层上选择性地执行激光退火，以降低多晶半导体层的电阻。
在玻璃基板上形成栅电极之后，在低温下在栅电极上部的栅绝缘膜上形成半导体膜。随后通过激光退火将半导体膜变换为多晶层。因此，通过低温处理形成多晶TFT是可行的。使用的激光典型的将具有短波长，以使激光辐射在硅中强烈吸收：一个例子是准分子激光，然而其它也是公知的。因为TFT是底部栅极型，这种结构不会轻易地受到来自杂质(如玻璃基板中的钠)的不利影响。在装置区域中使用的多晶半导体层允许使TFT制得较小。在用于像素开关的TFTs中，LDD结构保持低漏电流。如果漏电流过高，这将会是显示装置中的重大缺陷。在构成电路元件的TFTs中，相比之下，N沟道TFTs和P沟道TFTs可以通过在多晶半导体层上通过低温处理叠加高浓度杂质层来同时形成。可以对构成电路元件的TFTs执行附加的激光退火，以增加这些TFTs的速度。可以采用进一步的结构，包括颜色过滤层、黑色掩模层和平坦化层，以利于获得更高的像素密度和更高的孔径率(aperture rates)。
可以通过这种制造方法制造的结构不限于TFT结构，而是可以适用于任意公知的结构。
第二概要制造工艺
在一种实施方式的薄膜半导体显示装置的基本结构中，提供具有电路的显示部，该电路设置在显示部的像素之间，或者设置在同一基板上的其它位置，用于执行与该装置显示部上的数据的显示相关的计算。显示部和计算执行单元在基板上一体形成。用于驱动显示部的其它电路可以形成在显示部的外围，但集成在同一基板上。
用于操作空间光调制器的TFT电路和其它电路(如用于执行逻辑操作的电路)，可以在基板上由如下述方法来创建，该方法与US6,140,667号专利文件中所描述的用于构造不同设备结构的方法相类似；这里通过参考引用US6,140,667号专利文件的全部内容至此。对于本领域技术人员来说，其它方法将会是显而易见的。可以使用这种制造工艺制作的这种类型的硅称为“连续颗粒硅”，并且其电学特征与单晶硅的电学特征在一些方面或许多方面可能是相类似的。
图11、12和13表示了可以用来形成连续颗粒(CG)硅的工序的概要，该连续颗粒(CG)硅适用于显示装置中，包括用在像素开关、显示驱动和逻辑电路中。基板1101可以是大面积基板，并且基板可以是合适类型的玻璃，或石英。非透明基板如内在多晶硅或陶瓷可以用在仅用在发光几何结构的显示装置的情况下，因为在反光几何结构中，基板的光传输不是必须的要求。基板具有绝缘表面。膜1102是硅厚度在10nm到75nm之间的无定形硅膜，它不包括任何形成的氧化物。该膜可以通过低压化学气相沉积(chemical vapour deposition，CVD)或由等离子CVD工艺来生长。
在后面，描述了结晶硅的工艺，但在本领域中，许多其它工艺是公知的。形成掩模绝缘膜1103，其中开口对应于基板上的CG硅所期望的位置。一种解决方案包括将作为用于结晶无定形硅的催化剂元素的Ni通过旋涂工艺涂覆，在该工艺中形成层1104。可以使用其它催化剂元素如Co、Fe、Sn、Pb、Pd、Pt、Cu或Au等。在膜1103的开口处，引入催化剂膜1104与无定形硅膜1102相接触。随后可以在惰性气体中或在包含氢气或氧气的气体中，在温度500℃到700℃之间，时间4hr到12hr之间，通过退火结晶无定形硅膜1102。
如图11B所示，在区域1105和1106中通过Ni催化剂促进无定形硅1102的结晶。形成实质上横跨基板生长的水平生长区域1107和1108。仅这些水平生长区域，如1107和1108，用作为TFT装置中在基板上形成的TFT装置中的有源层(active layer)。退火完成后，从基板上去除掩模层1103。如图11C所示，然后形成图样。作为有源层的岛形半导体层1109、1110和1111横跨形成在基板上。1109是构成互补金属氧化物半导体(CMOS)电路的N沟道型TFT的有源层，1110是构成CMOS电路的P沟道型TFT的有源层，1111是构成像素矩阵电路的N沟道型TFT的有源层。
当有源层1109、1110和1111形成后，形成栅绝缘膜1112，该栅绝缘膜1112包含包括硅的绝缘膜。栅绝缘膜1112的厚度可以在20nm到250nm范围内，并且在稍后的热氧化步骤中应允许对这层膜的一些氧化。膜1112可以使用公知的气相生长方法来生长。
图11C表示了用于去除Ni催化剂元素的热处理方法。加热是在存在含卤素的物质的情况下进行的。加热是在温度700℃到1000℃之间，时间0.1hr到6hr之间进行的。一个例子是在含HCl的体积百分比(vol％)为3或更通常的体积百分比在0.5至10之间的气体中，在950℃热处理0.5hr。膜中的硅的氧化可以通过在所使用的气体中掺入高浓度氮气N2来降低。除HCl之外，其它含卤素的物质例如HF，HBr，Cl2，F2，Br2，NF3 ClF3，BCl3等也可以使用。这种吸杂过程有助于从膜中去除Ni催化剂。看起来这是通过形成释放到气体中的挥发性氯化镍来发生的。在氧化过程中，栅绝缘膜1112的厚度将倾向于增加。区域1109、1110和1111相应地变薄，这降低了TFT中的关闭(OFF)电流，并在其它明显的好处上增加了场效应流动性。
在上述处理之后，在氮气中950℃加热1hr的加热处理改善了栅绝缘膜1112的质量，以及栅绝缘膜1112与区域1109、1110、1111之间的界面的质量。
形成具有0.2重量百分比(wt％)的钪(Sc)的铝膜，并且形成用于构成栅电极原型的电极图案，对此下面有所提及。这并未表示在图11中。可以使用适于这个目的其它材料，如Ta、W、Mo或Si。如图11D所示，通过阳极氧化图案的表面，形成栅电极1113、1114和1115，以及阳极膜1116、117和1118。在下一步骤中，如图11E所示，蚀刻掉膜1112，例如通过使用气体CHF3，以使膜1112仍然仅保留在电极的正下方，例如在位置1119、1120和1121。抗蚀剂掩模1122用来覆盖用于P沟道型TFT的区域。如图11E中的箭头所示，添加用于n型材料的杂质离子，例如通过注入或等离子沉积。形成n型区域1123、1124、1125和1126。紧接着该过程，可以去除抗蚀剂掩模1122，抗蚀剂掩模1127可以设置在n型区域的上方(图12A)。随后可以沉积p型区域1128和1129，例如通过注入或等离子沉积。p沉积区域是LDD区域。随后可以去除n型区域上方的抗蚀剂掩模1127。
在侧壁1130、1131和1132上通过回蚀刻(etch-back)工艺形成硅氧化物膜。p型区域由掩模1133覆盖，并且添加n型掺杂，以增加未被氧化物侧壁覆盖的区域中n型掺杂的浓度。调整源/漏区域的薄层电阻(sheetresistance)至低于500Ω，优选低于300Ω。在栅电极下方形成固有的或实质上固有的沟道形成区域1137。形成源区域1138、漏区域1139、低浓度杂质区域1140以及构成像素矩阵电路的N沟道TFT的沟道形成区域1141(图12C)。在图12D中，去除抗蚀剂掩模1133，并在N沟道型TFTs上方形成抗蚀剂掩模1142。进一步添加p型杂质以增加p型掺杂的浓度。然后去除抗蚀剂掩模1142，并通过加热处理(如炉内退火、激光退火等)活化杂质离子。通过加热处理降低或消除注入损害。
以20nm至50nm的厚度形成钛膜1147，并执行用灯加热退火的加热处理。如图13A所示，与钛膜接触的硅反应形成硅化钛，并且形成硅化物区域1148、1149和1150。图13B表示了岛型图案1151、1152和1153，形成它们以防止硅化物膜区域1148、1149和1150被消除，防止后续步骤中形成连接源/漏区域和布线的接触孔。
形成0.3μm至1μm厚度的氧化硅膜作为第一层间绝缘膜1154。如图13B所示，形成接触孔，并且形成源布线1155、1156、1157和漏布线1158、1159。有机树脂可以用作为第一层间绝缘膜1154。在图13C中，在基板上形成0.5μm至3μm厚度范围的第二绝缘层1160。聚酰亚胺、丙烯酸树脂、聚酰胺或氨基聚酰亚胺(polyimide amide)等可以用作为有机树脂膜。在膜1160上形成黑色掩模1161。形成0.1μm至0.3μm厚度范围的第三层间绝缘膜1162，如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、有机树脂模或这些的层压膜。在膜1160和膜1162处形成接触孔，并且形成120nm厚度的像素电极1163。如图13C所示，在黑色掩模1161重叠像素电极1163的区域处，形成辅助电容1164。
在氢气环境中，在350℃加热整个基板1至2小时，这会补偿悬空键，尤其是在膜的有源层中的悬空键。在这些步骤之后，在同一基板上可以形成图13C左侧的CMOS电路和图13C右侧的像素矩阵电路，例如以相邻位置形成。
可以由这种制造方法制作的结构不限于TFT结构，而是可以适用于任意公知的结构，包括底部栅极TFTs。
第三概要制造工艺
在一种实施方式的薄膜半导体显示装置的基本结构中，提供具有电路的显示部，该电路设置在显示部的像素之间，或者设置在同一基板上的其它位置，用于执行与装置显示部上的数据的显示相关的计算。显示部和计算执行单元在基板上一体形成。用于驱动显示部的其它电路可以形成在显示部外围，但集成在同一基板上。
用于操作空间光调制器的TFT电路和其它电路(如用于执行逻辑操作的电路)，可以在基板上由如下述的方法来创建，该方法与US6,759,677号专利文件中所描述的用于构造不同设备结构的方法相类似；这里通过参考引用US6,759,677号专利文件的全部内容至此。对于本领域技术人员来说，其它方法将会是显而易见的。可以使用这种制造工艺制作的这种类型的半导体是多晶硅锗，并且其电学特性在一些方面或许多方面可能与单晶硅相类似，或超过单晶硅。
这种制造工艺的结果是单基板上的电路。生成一组多晶硅作为其有源层的TFTs，其控制显示装置的像素。生成具有功能如栅极驱动电路、源极驱动电路和信号处理电路的其它TFTs，其中有源层是硅锗，以实现高速操作。向需要高速操作的电路部分中添加锗，而多晶硅用在需要低关闭电流特性的电路部分中。
制造有源式矩阵显示装置，该装置具有像素矩阵电路和驱动电路，驱动电路在本例中是CMOS电路，像素矩阵电路和驱动电路都形成在单基板的绝缘表面上。过程如图6所示。
如图6A所示，准备玻璃基板601以在其上形成氧化硅层602。通过等离子CVD方法形成30nm厚度的无定形硅膜603。通过在无定形硅膜603上形成图样来提供抗蚀剂掩模604。形成抗蚀剂膜，以覆盖将与TFT组形成的用于像素矩阵电路的区域。不掩盖将形成高速电路的区域。如图6B所示，通过诸如离子注入、等离子掺杂或激光掺杂的技术添加锗。添加锗用以改变无定形硅膜的组分，以创建Si1-xGex膜的平均组分，其中，0＜x＜1。如果使用离子注入，则添加锗的区域605会承受注入损害。Si1-xGex膜605是无定形状态。
由于在锗中用于大量扩散的活化能比在硅中的低，并且在低于熔点温度的二元合金相图中，锗和硅在彼此之中形成固溶体，所以相对于纯硅膜的结晶，锗的存在有助于加速Si1-xGex膜的结晶。在这一方面，锗可以认为是硅结晶的催化半导体，例如在激光诱发结晶中。
在图6C中，如US5,643,826号专利文件中所描述的，去除抗蚀剂层603，并在整个表面上方增加含镍层606，这里通过参考引用US5,643,826号专利文件的全部内容至此。镍用作为催化材料，以加快硅或Si1-xGex膜的结晶。为了该目的，可以使用除了镍以外的元素，如Co、Fe、Cu、Pd、Pt、Au或In。如图6D所示，通过炉内退火，在600℃加热8小时，获得硅和Si1-xGex膜的结晶。这导致了多晶Si1-xGex区域607和多晶硅区域608。热处理可以使用其它方法来实现，如激光退火或灯加热退火。
在图6E中，多晶Si1-xGex区域607形成有源层609。多晶硅区域608形成有源层610。有源层609是用于随后构成驱动电路和信号处理电路的TFTs的有源层。有源层610是用于随后构成像素矩阵电路的TFTs的有源层。
通过US5,648,277号专利文件中所描述的工艺，形成源区域、漏区域和轻掺杂漏极(LDD)区域；这里通过参考引用US5,648,277号专利文件的全部内容至此。现在将总结该工艺。首先，通过使用含有2％重量的Sc的Al膜，形成岛型图案，该岛型图案随后会形成栅极电极。接着，对岛型图案执行阳极氧化，以在岛型图案的侧壁上形成多孔阳极氧化物膜。然后，改变处理手段以进一步实现阳极氧化，以围绕岛型图案形成紧密阳极氧化物膜。以这种方式形成多孔阳极氧化物膜和紧密阳极氧化物膜之后，使用干蚀刻方法蚀刻栅介质膜。在完成栅介质膜的蚀刻后，去除多孔阳极氧化物膜，由此得到图7A所示的状态。
在图7A中，711、712和713是由氧化硅膜形成的栅绝缘膜，714、715和716是由包含Sc的Al膜形成的栅电极，717、718和719是用于保护栅电极的紧密阳极氧化物膜。在图7B中，将形成P沟道TFT的区域由掩模720覆盖。其余区域有注入的n型离子，以提供n型导电性。如US5,648,277号专利文件中所描述的，使用两种不同的加速电压，以提供注入的离子浓度及深度的更一致的分布。
在图7B中，工艺导致了用于构成驱动电路的n沟道TFT的漏区域721、源区域722、LDD区域723以及沟道区域724。还形成有用于构成像素矩阵电路的N沟道TFT的漏区域726、源区域725、LDD区域727以及沟道区域728。
在图7C中，去除抗蚀剂掩模720，并增加抗蚀剂掩模729以覆盖n型区域。然后如US5,648,277号专利文件中所描述的，使用两个加速电压注入杂质离子，以提供p型传导性，并提供注入的离子浓度及深度的更一致的分布。这形成了用于构成驱动电路的P沟道TFT的源区域730、漏区域731、LDD区域732以及沟道区域733。杂质离子通过退火步骤活化。
形成第一层间绝缘膜734，并打开其中的接触孔以形成源电极735、736、737和漏电极738、739。绝缘层734可以由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅和树脂膜的材料制成。现在完成了用于驱动电路的TFTs。现在必须完成用于像素矩阵的TFTs。在形成源电极和漏电极之后，形成第二层间绝缘膜740，然后在其上形成包含Ti膜的黑色掩模741。如果先于形成黑色掩模741之前，在漏电极739上方的位置处，部分去除第二层间绝缘膜，则有可能由黑色掩模、第二层间绝缘膜和漏电极形成辅助电容。紧接着在黑色掩模741上方形成第三绝缘层膜742，并在其中形成接触孔，并在其上形成包含透明导电膜(如铟锡氧化物)的像素电极743。
如图7D所示，由此公开了具有TFTs的有源式矩阵基板，它包括一体形成的像素和驱动电路，该像素和驱动电路可以彼此相邻。所属技术领域的技术人员将会理解，图7D的CMOS电路可以被其它电路代替，例如信号处理电路，其可以在多晶硅锗区域上形成。多晶硅锗区域具有高场效应流动性，并且因此适合于高速操作。尽管与多晶硅锗区域相比，多晶硅区域具有低操作速度特性，但是当应用于像素矩阵TFTs时，多晶硅区域具有更好的低关闭电流特性。
可以通过这种制造方法制作的结构不限于TFT结构，它可以适用于任意公知的结构，包括底部栅极TFTs。
激光光源
RGB固态激光光源，如基于GaInAs或GaInAsN材料的RGB固态激光光源，由于它们的紧凑性和它们高度的光方向性，可以是用于全息显示装置的合适光源。这种光源包括发光二极管，以及由美国加利福尼亚州的Novalux(RTM)公司制造的RGB垂直腔体表面发光激光器(VCSEL)。这种激光光源可以用作为单激光或激光阵列，尽管每个光源可以通过使用衍射光学元件用于生成多个光束。光束可以从多模光纤传下去，如果用在紧密全息显示装置的相干过高，则这会降低相干水平，并不会导致不期望的人工影响如激光斑点图案。激光光源阵列可以是一维的或二维的。
基板
应该强调的是：词语“基板”指在其上制造显示装置的材料板。典型地，它将是绝缘基板如玻璃薄板基板、或蓝宝石基板、或半导体基板如Si或GaAs，但是其它基板如聚合物薄板或金属板也是可行的。基板，如玻璃薄板或半导体基板如Si或GaAs，通常用于装置制造，因为它们简化了处理步骤和在执行不同处理步骤(如材料沉积、退火和材料蚀刻)的不同装置之间的转移。词语“基板”并不指单个电路板，如Shimobaba等人在Optics Express(光学快报)13，4196(2005)中公开的：单电路板不允许可以在单个基板(如玻璃薄板)上执行的一系列制造工艺。
晶体管数目的估计
该部分包含显示装置中所需要的晶体管数目的估计，用于由设置在显示装置的像素之间的电路来实施的全息计算。
对于使用FPGA的实施方式，全息计算由下面的步骤组成，其中，标出的百分比是FPGA上用于给定步骤使用的逻辑资源的百分数。
·透镜功能：依赖于z值添加随机相位和子全息图的生成(4.5％)
·CORDIC计算：将复数值从相位和量变换到实值和虚值，并执行密度调制(62.5％)
·加和子全息图以形成全息图(15.5％)
·译码全息图：CORDIC算法还用来将数值转换至相位和量并转换回至实值和虚值，以及用于数据的裁剪和正常化(17.5％)
由于存储位的晶体管数目不依赖于管道频率，当在像素矩阵中执行计算时，上面给出的百分比数目可以是不相同的。用于相加和译码的计算量将随着全息图像素的数目而增加。
依赖于z值，透镜功能(LF)可以具有一些小的查询表(LUTs)以定义子全息图尺寸和用于透镜功能的初始常量。因此，透镜功能具有用于LUTs的相对高的固定的晶体管数目，以及依赖于每个时钟周期由透镜功能并行驱动的CORDIC单元的数目的可变晶体管数目。总体上，计算单元(集群)的尺寸应该是最佳的，因为它们的尺寸越大，数据传输率中的节省将会越小。另一方面，更大的集群使得计算的实现更加容易。图23的例子仅表示了简化的集群设计，因为一个集群可以由一百万个晶体管或更多个晶体管构成。
现在我们估计显示装置中需要的晶体管的数目，用于由设置在显示装置的像素之间的电路来实施的全息计算。因为在FPGA实施方式中CORDIC算法需要多于75％的资源，所以估计集中在晶体管上执行CORDIC计算。参考材料“CORDIC算法，Architekturen und monolithischeRealisierungen mit Anwendungen in der Bildverarbeitung，Dirk Timmermann，1990”，从100页至101页给出了用于估计CORDIC晶体管数目的一点帮助，这里通过参考引用该文件。对于FPGA解决方案，开发使用不同缩减的合适的CORDIC单元，并且因此用于一条管道的CORDIC单元的估计出的晶体管数目大约是5.2万个晶体管。
图21和22中电子数据表表示了对计划的全息图计算的估计，具有16,000x12,000全息图像素，从2,000x1,500像素实空间图像开始。对于子全息图中的每个像素，需要一个CORDIC操作，即总计每秒250*10Λ9次操作。对于25MHz的管道频率，需要并行的9800个CORDIC单元。集群设计影响晶体管数目和设计效率，因为更大的集群意味着全息图数据分发成本更高。但是如果集群太小，集群中的计算就没有效率，因为一些单元在大多数时间里什么都不做，并且因此增加了晶体管的数目。
如果集群由1个透镜功能单元和1个CORDIC单元构成，则需要9800个集群和6.6亿个晶体管用于子全息图计算。如果集群由1个透镜功能单元和8个CORDIC单元构成，则显示装置由1200个集群构成，并且需要5.3亿个晶体管用于子全息图计算。因此，集群尺寸可以在一个大范围内变化，并且对于采样设计，选择具有4个CORDIC单元和1个透镜功能的集群。作为估计，这导致2500个集群和5.5亿个晶体管用于子全息图计算。
为了找出最优的集群尺寸，必须进行详细设计。电子数据表中的数字(图21和22)仅是粗略的估计，但是它们表明了参数的主要依赖形式。
CORDIC(逐位方法，Volder算法)(对于坐标旋转数字计算机)是计算双曲线和三角函数的简单、有效的算法。因为这里CORDIC用来将复数值从相位和量值转换为实值和虚值，反之亦然，可以采用其它算法。如果没有硬件乘法器(例如，简单的微控制器和FPGAs)可用，则通常使用CORDIC，因为它仅需要小的查询表、位移位和加法。另外，当在软件或专用硬件中实施时，CORDIC算法适用于流水线操作。现代CORDIC算法是在1959年由Jack E.Voider首次描述的，尽管它与Henry Briggs早在1624年公开的技术相类似。起初，CORDIC是以二进制实施的。在1970年代，十进制CORDIC在袖珍式计算器中广泛使用，它们大多数不以二进制操作而是以二进编码十进制(BCD)操作。CORDIC特别适用于手持式计算器，对于手持式计算器的应用，价格(以及因此芯片上栅的数目)比速度更加重要。当无法得到硬件乘法器时(例如在微控制器中)，或者当实施一个应用所需要的栅极数目需要最小化时(例如在FPGA中)，CORDIC通常比其它方法快。
CORDIC是“移位和相加”这类算法的一部分，是起源于Henry Briggs的工作的对数和指数算法。其它可以用于计算许多初等函数的移位和相加算法是BKM算法，该算法是对复平面的对数和指数算法的归纳。例如，BKM可以通过计算0+ix的指数，即cosx+isinx来计算实角度x(弧度)的正弦和余弦。BKM算法在1994年由J.C.Bajard、S.KIa和J.M.Muller在《IEEE Transactions on Computers》(43(8)：955-963，1994年8月)第一次公开，该BKM算法比CORDIC稍微复杂一些，但是具有不需要换算因子的优点。在本实施方式中，BKM算法可以用来替代CORDIC算法。
计算方法
当前，中央处理单元(CPUs)和数字信号处理器(DSP)单元主要使用数字同步逻辑用于计算。FPGA全息图计算也可以使用该方法。由于每个全息图像素的低晶体管数量，所以其它方法可以优选依赖于计算步骤。下面的列表表示了用于一些其它计算方法的主要特性：
数字同步逻辑(时钟逻辑)
·高晶体管数量
·短计算时间
·易计时计算
·良好的设计工具支持
数字异步逻辑(非时钟逻辑)
·良好的功率效率
·高晶体管数量
·短计算时间
·差的设计工具支持
·难计时计算
脉冲宽度调制(PWM)
·低晶体管数量
·长计算时间
模拟
·主要是从1950到1960年开发的
·除了简单高频率使用以外，当前模拟计算不常见
·非常低的晶体管数量
·短计算时间
·有限精度
·高生产参数漂移依赖
混合技术
计算步骤的需求是不同的。由于如多晶硅晶体管的有限的容量，所以应根据要求来选择计算方法。最优方法将依赖于精确的实施。下面为一些例子。
为了减少晶体管的数量，具有低要求的计算步骤如透镜功能和译码可以使用PWM。模拟移位寄存器可以用于数据分发，因为实空间数据和全息图数据仅使用约8位的精度。专门设计的同步CORDIC单元可以用来降低功率损耗。每个步骤使用多于一个的方法可以进一步降低晶体管的数量，但会增加设计成本。
显示装置类型
显示装置优选为在显示装置表面使用晶体管或其它开关元件(如电的、光的)的有源矩阵结构。晶体管材料应具有足够的结构宽度和开关频率以实施用于计算的附加的晶体管。可以使用单晶硅和多晶硅变体如低温多晶硅(LTPS)、CGS、单颗粒硅或多晶硅锗。无定形硅的开关频率对高性能全息图计算来说总体上太低。原则上，有机半导体或碳纳米管也可以用作为开关元件材料。传统的大显示装置需要大的面积用于行和列导线。使用本发明的方法可以节省这个面积。
由于在更大显示装置上面积节省更大，因此优选采用下面的显示装置类型：
·基于LTPS的液晶显示器(LCD)
·基于LTPS的有机发光二极管(OLED)(包括发光聚合物(lightemitting polymers，LEP))
单晶硅仅用于小显示装置，与新方法相比有更少的优势。单晶硅使用的例子是：
·LCOS
·数字光处理(DLP)技术
可以用于实施的可行的显示技术的列表是：
液晶显示器(LCD)-类型
硅上液晶LCOS
向列液晶NLC
扭曲向列TN
垂直排列向列VAN
铁电液晶FLC
场致发射显示器FED
表面传导电子发射显示器SED
碳纳米管发射器(基于硅基板或涂在玻璃基板上的铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)，然而这些可以仅用作为光源，因为发出非相干光)
机电系统
镜阵列/数字光处理(DLP)技术
微机电系统(MEMS)镜，也称为微光机电系统(MOEMS)
全息图计算方法的列表：
-查询表(LUT)
-解析计算
-公开号为WO 2006/066919的专利文件中所描述的方法，这里通过参考引用该文件
-射线追踪方法
变换类型：
-2D变换
-在水平平面中的1D变换
-在垂直平面中的1D变换
编码类型：
-伯克哈特(Burckhardt)编码
-仅相位编码
-双相位编码
-BIAS编码
-最小距离编码(minimum distance encoding，MDE)-使用每全息图像素多于3个SLM像素的编码
硬件
外部全息图计算单元可以由一对高端FPGAs或专用集成电路(ASIC)或具有约0.52亿个晶体管和500MHz管道频率的全定制集成电路组成。为了向显示装置传送数据，可以使用每秒发射1Gbits的约230的低电压差分信号(LVDS)对。为了接收数据，还需要玻璃板上芯片(chip on glass，COG)行和列线驱动器。如果计算集成在显示装置基板上，则仅高转换频率部分如数字视频接口(DVI)接收器必须在附加的硬件上实现。仅必须传送数据速率50倍低的原始数据(参见图1)。可以使用仅有少数与显示装置的连接的非常便宜的显示装置电子器件。这种电子器件与当今低分辨率2D TFT显示装置几乎相同。
注解
上述三种概要制造方法的特征可以在不脱离本发明范围的前提下组合。
这里的图中，所显示的相对大小不一定按比例绘制。
对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明范围的前提下，本发明的各种修改和替换将会是显而易见的，并且应该理解，本发明不应过分限定在这里所展示的说明性例子中。
本发明中有许多概念(描述为“概念A-T”)。附录III包含可能对定义这些概念有用的内容。对于本领域技术人员应该清楚的是，对于一个概念的披露可能有助于阐明其它概念的情况。从本文件的其它部分将会清楚的是，这些概念的一些可以形成本发明的一部分。
附录I
技术简介
以下章节作为用于实施本发明的一些系统中的几个关键技术的说明。
在传统全息术中，观察者可以看到物体(可以是变化的景象)的全息重建；然而他距全息图的距离并不相关。在一个典型的光学排列中，重建发生在照明全息图的光源的图像平面上或者图像平面附近，因此重建发生在全息图的傅立叶平面上或者附近。因此，重建具有与重建的真实世界物体相同的远场光分布。
一个早期的系统(在WO 2004/044659和US 2006/0055994号专利文件中描述，这里通过参考引用该两篇文件的全部内容)确定了非常不同的排列，其中重建的物体根本不在全息图的傅立叶平面上或者傅立叶平面附近。相反，虚拟观察者窗口区在全息图的傅立叶平面上；只有观察者的眼睛在这个位置，才可以看到正确的重建。全息图在LCD(或者其它类型空间光调制器)上编码，并以光学设置来照明，使得虚拟观察者窗口成为全息图的傅立叶变换(因此其是直接在眼睛上成像的傅立叶变换)；然后形成在观察者窗口和SLM之间延伸的平截头体中的重建物体，最好是以全息图的菲涅尔变换描述的传播，因为其不在透镜的聚焦面中。其却通过近场光分布(用球形波前建模，与远场分布的平面波前相反)确定。该重建可以出现在虚拟观察者窗口(如上所述，在全息图的傅立叶平面中)和SLM之间的任何地方，或者甚至出现在SLM的后面作为虚拟物体。
该方法存在几种结果。首先，全息视频系统的设计师们面对的基本限制是SLM(或其它类光调制器)的像素间距。目标是能够用以合理的花费购买的具有像素间距的SLMs实现大的全息重建。但在过去这是不可能的，原因如下。在傅立叶平面内的邻近衍射级之间的周期性间隔由λD/p给定，λ是照明光的波长，D是全息图到傅立叶平面的距离，p是SLM的像素间距。但在传统的全息显示装置中，重建物体在傅立叶平面内或附近。因此，重建物体必须保持小于周期性间隔；如果其较大，则其边缘将从邻近衍射级开始模糊重建。这导致非常小的重建物体-典型地只横跨几厘米，即使对于昂贵的、专业的小间距显示装置也是如此。但是用本方法，虚拟观察者窗口(其在上面所述过，位于全息图的傅立叶平面中)仅需要与眼睛瞳孔一样大。结果，即使具有中等间距尺寸的SLMs也可以使用。并且由于重建物体能够完全填满虚拟观察者窗口和全息图之间的平截头，其实际上可以非常大，即，比周期性间隔大很多。此外，使用OASLM时，就没有像素化(pixelation)，因此没有周期性，这样，保持虚拟观察者窗口小于周期性间隔的限制就不再适用。
还有另一个优点，其在一个变型中展开。当计算全息图时，以人们对重建物体的知识开始-如，您可能具有赛车的3D图像文件。该文件将描述从许多不同观看位置中看到的物体是什么样的。在传统的全息术中，生成赛车的重建所需要的全息图是在计算密集过程中从3D图像文件直接得到的。但是虚拟观察者窗口方法能提供不同的且计算更加有效的技术。以重建物体的一个平面开始，我们可以计算虚拟观察者窗口，因为其是物体的菲涅尔变换。然后我们对所有物体平面执行该方法，加和结果以产生累积的菲涅尔变换；这确定了跨越虚拟观察者窗口的波场。然后我们计算全息图作为该虚拟观察者窗口的傅立叶变换。由于虚拟观察者窗口包含物体的所有信息，所以仅单平面虚拟观察者窗口必须傅立叶变换成全息图且不是多平面物体。如果从虚拟观察者窗口到全息图没有单变换步骤，但有像迭代傅立叶变换运算法则这样的迭代变换，则这是非常有利的。如果需要迭代，每一个迭代步骤仅包含虚拟观察者窗口的单傅立叶变换而不是每个物体平面的一个，结果是计算强度明显减少。
虚拟观察者窗口方法的另一个有趣的结果是所有重建给定物点所需要的信息包含在全息图的相对小的部分中；这与传统全息图截然不同，传统全息图中重建给定物点的信息跨越整个全息图分布。由于我们需要将信息编码到全息图的充分小的部分，意味着我们需要处理和编码的信息总量远低于传统全息图。这进而意味着传统计算装置(例如价格和性能适于批量上市销售的传统数字信号处理器(DSP))甚至可以用于实时视频全息术。
然而，存在一些不需要的结果。首先，距全息图的观看距离很重要-全息图以这样的方式编码和照明：仅当眼睛处在全息图的傅立叶平面上或附近时才能看到正确重建；而在标准的全息图中，观看距离并不重要。但是，有多种用于减小Z灵敏度或者围绕减小Z灵敏度设计的技术。
还有，由于以这样的方式编码和照明全息图：仅在精确且小的观看位置(即，尤其是水平定位，但也在Z距离上)才可以看到正确全息重建，所以需要眼睛追踪。由于具有Z灵敏度，因此存在多种用于减小X、Y灵敏度或者围绕减小X、Y灵敏度设计的技术。例如，由于像素间距(将随着LCD制造业的进步)减小，虚拟观察者窗口尺寸将增大。此外，更加有效的编码技术(像开诺式编码(Kinoform encoding))有助于将周期性间隔的更大部分作为虚拟观察者窗口使用，并且因此增加了虚拟观察者窗口。
上文所述假设我们正在处理傅立叶全息图。虚拟观察者窗口在全息图的傅立叶平面内，即，在光源的图像平面内。作为优势，未衍射光在所谓的DC点(DC-spot)聚焦。该技术还可以用于虚拟观察者窗口不在光源的图像平面内的菲涅尔全息图。然而，应当注意的是，未衍射的光作为干扰背景是不可见的。需要注意的另一点是术语“变换”应当解释为包括与描述光传播的变换相等同或相近似的任何数学或计算技术。变换仅仅只是物理过程的逼近，通过麦克斯韦波传播方程更加精确地定义；菲涅尔和傅立叶变换是二阶逼近，但具有这样的优点：(a)由于它们是与微分相对的代数，因此可以以计算有效方法的方式来处理它们；(b)它们可以在光学系统中精确地实施。
进一步的详细介绍在美国专利申请US 2006-0138711和US2006-0139710以及US 2006-0250671中给出，这些文件的内容以参考引用的方式结合于此。
附录II
本发明所使用的术语汇编
计算机生成全息图
计算机生成视频全息图CGH是从场景计算的全息图。CGH可以包含表示重建场景所需要的代表光波的振幅和相位的复值数。例如CGH可以通过相干光追踪来计算、通过场景和参考波之间的干涉的模拟来计算，或者通过傅立叶变换或菲涅尔变换来计算。
编码
编码是向空间光调制器(例如，其构成单元，或连续的SLM，如OASLM的邻近区)提供视频全息图的控制值的过程。通常，全息图包含表示振幅和相位的复值数。
编码区
编码区是视频全息图的典型的空间限制区，该区编码单个场景点的全息图信息。空间限制可以由突然的截断或者由通过虚拟观察者窗口到视频全息图的傅立叶变换获得的平稳过渡来实现。
傅立叶变换
傅立叶变换用于计算在光调制器的远场中的光传播。波前由平面波描述。
傅立叶平面
傅立叶平面包含空间光调制器上的光分布的傅立叶变换。没有任何聚焦透镜，傅立叶平面无限大。如果聚焦透镜在光程中接近空间光调制器，则傅立叶平面等于包含光源图像的平面。
菲涅尔变换
菲涅尔变换用于计算空间光调制器的近场中的光传播。波前由球形波描述。光波的相位因子包含二次依赖于横向坐标的项。
平截头
虚拟平截头在虚拟观察者窗口和SLM之间构建，且在SLM后面延伸。场景在该平截头中重建。重建的场景的尺寸被该平截头限制，而不是被SLM的周期性间隔限制。
光系统
光系统可以包括像激光这样的相干光源或者像LED这样的部分相干光源。部分相干光源的时间和空间的相干必须足以有助于良好的场景重建，即，光谱线宽和发射表面的横向扩张必须足够小。
虚拟观察者窗口(VOW)
虚拟观察者窗口是在观察者平面中的虚拟窗口，通过其能看到重建的3D物体。VOW是全息图的傅立叶变换并且位于一个周期性间隔中以避免可见物体的多重重建。VOW的尺寸必须至少是眼睛瞳孔的尺寸。如果至少一个VOW位于具有观察者追踪系统的观察者眼睛的位置，则VOW可以远小于观察者移动的横向范围。这有助于使用具有适中分辨率、因此周期性间隔小的SLM。可以将VOW设想成锁眼，通过其可以看到重建的3D物体，要么每只眼睛一个VOW，要么两只眼睛一个VOW。
周期性间隔
如果CGH在由单独可寻址单元组成的SLM上显示，则抽样CGH。该抽样导致衍射图样的周期性重复。周期性间隔是λD/p，λ是波长，D是全息图到傅立叶平面的距离，p是SLM单元的间距。然而OASLMs不具有抽样，因此没有衍射图样的周期性重复；重复实际被有效抑制。
重建
用全息图编码的照明的空间光调制器重建原始光分布。该光分布用于计算全息图。理想地，观察者将不会从原始光分布中分辨出重建的光分布。在大多数全息显示装置中重建场景的光分布。但是在我们的显示装置中，在虚拟观察者窗口中重建光分布。
场景
要重建的场景是真实的或是计算机生成的三维光分布。作为特殊的例子，其还可以是二维光分布。场景可以构成排列在空间中的不同的固定的或移动的物体。
空间光调制器(SLM)
SLM用来调制入射光的波前。理想的SLM将能够表示任意复值数，即分别控制光波的振幅和相位。然而，典型的传统SLM仅控制一个特性，要么是振幅、要么是相位，而且具有还影响另一个特性的不期望的副作用。
附录III
概念
本发明中有许多概念(描述为概念“A-T”)。下面的内容对定义这些概念可能会有帮助。
A.与像素在同一基板上进行计算的全息图显示装置
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用空间光调制器的像素之间的电路来执行的。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·至少一些电路的有源区(active region)由多晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由连续颗粒硅(continuous grain Si)组成。
·至少一些电路的有源区由多晶硅锗组成。
·至少一些电路的有源区由单晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由单颗粒硅(single grain Si)组成。
·至少一些电路的有源区由有机半导体组成。
·基板是单晶硅。
·基板是玻璃。
·仅实空间图像数据传输到显示装置。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法执行的。
·子全息图用于计算。
·用于加和子全息图的数据在超过子全息图尺寸的距离处进行交换。
·全息计算在整个显示装置表面均匀展开。
·全息计算被分为平铺在显示装置表面称为集群(cluster)的小的相同的部分。
·用于加和子全息图的数据在超过集群尺寸的距离处进行交换。
·全息显示可以通过将相同的集群平铺到一起建立。
·全息显示装置是高分辨率显示装置。
·全息显示装置是很高分辨率的显示装置。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或者更宽。
·虚拟观察者窗口是1厘米或更宽。
·为每个眼睛即为每个虚拟观察者窗口构建一个深度图和强度图对。
·显示单色图像。
·显示彩色图像。
·显示的彩色图像是RGB格式。
·为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区(sub-section)的值。
·用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干。
·足够用于原始图像数据传送的导线比用于全息图数据传输的导线要少。
·降低数据传输频率有利于降低行和列驱动中的功率消耗。
·现有技术解决方案中行和列导线所需要的像素区域的大部分可以用于其它目的。
·可以增加透明电极的面积，由此可以改善显示装置的透光率。
·显示面板可以使用传统显示技术来控制。
·显示装置是使用硅上液晶技术制做的。
·显示装置是使用MEMS技术制做的。
·显示装置是使用场致发射显示器技术制做的。
·全息变换是一维变换。
·全息变换是二维变换。
·存在用于本地转发计算出的数据的附加逻辑，并且附加逻辑还可以一并用于向集群转发原始图像，以使可以消除至少一些全局行和列导线。
·冗余的电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路在发现装置启动时使用的一些电路出现故障时可以用来替代装置启动时使用的一些电路。
·使用全息显示装置的方法。
B.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，该装置具有对空间光调制器的编码的有效计算
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且其中计算不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用空间光调制器的像素之间的电路来执行的。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·至少一些电路的有源区由多晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由连续颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由多晶硅锗组成。
·至少一些电路的有源区由单晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由单颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由有机半导体组成。
·基板是单晶硅。
·基板是玻璃。
·仅实空间图像数据传送到显示装置。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法执行的。
·子全息图用于计算。
·全息计算在整个显示装置表面均匀展开。
·全息计算被分为平铺在显示装置表面上称为集群的小的相同的部分。
·全息显示装置是高分辨率显示装置。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或更宽。
·显示单色图像。
·显示彩色图像。
·为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区的值。
·用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干。
·足够用于原始图像数据传送的导线比用于全息图数据传输的导线要少。
·降低数据传输频率有利于降低行和列驱动中的功率消耗。
·现有技术解决方案中行和列导线所需要的像素区域的大部分可以用于其它目的。
·可以增加透明电极的面积，由此可以改善显示装置的透光率。
·显示面板可以使用传统显示技术来控制。
·显示装置是使用硅上液晶技术制做的。
·显示装置是使用MEMS技术制做的。
·显示装置是使用场致发射显示器技术制做的。
·全息变换是一维变换。
·全息变换是二维变换。
·存在用于本地转发计算出的数据的附加逻辑，并且附加逻辑还可以一并用于向集群转发原始图像，以使可以消除至少一些全局行和列导线。
·冗余的电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路在发现装置启动时使用的一些电路出现故障时可以用来替代装置启动时使用的一些电路。
·物体发出的波前在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建，并且其中三维场景(3D S)的每个单个物点(OP)的重建仅需要子全息图(SH)作为将在SLM上编码的整个全息图(H∑SLM)的子集。
·在将场景(3D S)离散化为多个物点(OP)之后，对于每个可见的3D场景的物点(OP)，在SLM上编码透镜子全息图(SHL)的复数值，其中透镜子全息图的复数值是用公式zL＝exp{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}来确定的，其中λ是参考波长，f是焦距，x和y是子全息图平面中的正交坐标。
·为了移动虚拟观察者窗口远离视轴，在全息图平面(hologram-plane，HE)中确定棱镜的子全息图(SHP)。
·对透镜的子全息图和棱镜的子全息图求卷积，该卷积可以象征性地表示为SH＝SHL*SHP。
·每个子全息图(SH)用统一分布的相位偏移调制，其中相位偏移逐个子全息图不同。
·加和子全息图以形成整个全息图。
·用于重建的计算机生成全息图的再现，该重建是实时的或准实时的。
·查询表用于全息计算中。
·物点可以在重建平截头中的任意位置生成。
·使用全息显示装置的方法。
C.在同一基板上进行解压计算的全息图显示装置
在全息显示装置中，在像素矩阵所占据的空间外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩该全息图编码数据，并传输到显示装置基板上的电路中，再由该电路对接收到的数据执行解压功能。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的。
·电路包括薄膜晶体管。
·至少一些电路的有源区由多晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由连续颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由多晶硅锗组成。
·至少一些电路的有源区由单晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由单颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由有机半导体组成。
·基板是单晶硅。
·基板是玻璃。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法执行的。
·子全息图用于计算。
·全息显示装置是高分辨率显示装置。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或更宽。
·显示单色图像。
·显示彩色图像。
·为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区的值。
·用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干。
·降低数据传输频率有利于降低行和列驱动中的功率消耗。
·现有技术解决方案中行和列导线所需要的像素区域的大部分可以用于其它目的。
·可以增加透明电极的面积，由此可以改善显示装置的透光率。
·显示面板可以使用传统显示技术来控制。
·显示装置是使用硅上液晶技术制做的。
·显示装置是使用MEMS技术制做的。
·显示装置是使用场致发射显示器技术制做的。
·全息变换是一维变换。
·全息变换是二维变换。
·冗余的电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路在发现装置启动时使用的一些电路出现故障时可以用来替代装置启动时使用的一些电路。
·物体发出的波前在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建，并且其中三维场景(3D S)的每个单个物点(OP)的重建仅需要子全息图(SH)作为将在SLM上编码的整个全息图(H∑SLM)的子集。
·在将场景(3D S)离散化为多个物点(OP)之后，对于每个可见的3D场景的物点(OP)，在SLM上编码透镜子全息图(SHL)的复数值，其中透镜子全息图的复数值是用公式zL＝exp{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}来确定的，其中λ是参考波长，f是焦距，x和y是子全息图平面中的正交坐标。
·为了移动虚拟观察者窗口远离视轴，在全息图平面(HE)中确定棱镜的子全息图(SHP)。
·对透镜的子全息图和棱镜的子全息图求卷积，该卷积可以象征性地表示为SH＝SHL*SHP。
·执行全息计算的空间可以在，也可以不在与显示装置的基板相同的基板上。
·执行解压计算的电路位于显示装置的像素之间。
·执行解压计算的电路位于显示装置的像素矩阵外部，但在同一基板上。
·集群执行解压计算。
·用于解压计算的集群通过显示装置的行和列导线接收数据。
·用于解压计算的每个集群通过并行数据总线接收数据。
·用于解压计算的每个集群通过串行数据连接接收数据。
·使用全息显示装置的方法。
D.在同一基板上进行解压计算的高分辨率显示装置
显示高分辨率图像数据的高分辨率显示装置，在该显示装置上，首先使用公知的数据压缩技术压缩数据，然后将数据传送到显示装置基板上的电路中，然后该电路对接收到的数据执行解压功能，随后在显示装置的像素上显示数据。
·解压电路位于显示装置的像素之间。
·解压电路位于显示装置的像素矩阵外部，但与显示装置在同一基板上。
·压缩的数据被传输到整个显示装置一部分的显示装置集群上，然后集群对接收到的数据执行解压功能，再在本地集群的像素上显示数据。
·显示正常的显示数据。
·显示全息显示数据。
·执行压缩计算的空间可以在，也可以不在与显示装置的基板相同的基板上。
·用于解压计算的集群通过显示装置的行和列导线接收数据。
·用于解压计算的每个集群通过并行数据总线接收数据。
·用于解压计算的每个集群通过串行数据连接接收数据。
·是很高分辨率的显示装置。
·解压是由每个集群在40ms或更少的时间内执行的。
·全息图像计算是在解压之后执行的。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且其中计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用空间光调制器的像素之间的电路来执行的。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·至少一些电路的有源区由多晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由连续颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由多晶硅锗组成。
·至少一些电路的有源区由单晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由单颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由有机半导体组成。
·基板是单晶硅。
·基板是玻璃。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·仅实空间图像数据传输到显示装置。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法来执行的。
·子全息图用于计算。
·显示装置是使用硅上液晶技术制做的。
·显示装置是使用MEMS技术制做的。
·显示装置是使用场致发射显示器技术制做的。
·使用高分辨率显示装置的方法。
E.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，该装置通过并入用于全息变换和编码的附加处理单元具有用于图形子系统的扩展的3D渲染管道。
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，以使图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·全息计算是使用显示装置的像素之间的电路来执行的。
·全息计算是使用在显示装置的像素矩阵外部、但与显示装置的像素在同一基板上的电路来执行的。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且其中计算不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·仅实空间图像数据传输到显示装置。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法来执行的。
·子全息图用于计算。
·全息计算在整个显示装置表面均匀展开。
·全息计算被分为平铺在显示装置表面称为集群的小的相同的部分。
·全息显示装置是高分辨率显示装置。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或更宽。
·显示单色图像。
·显示彩色图像。
·为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区的值。
·用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干。
·全息变换是一维变换。
·全息变换是二维变换。
·冗余的电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路在发现装置启动时使用的一些电路出现故障时可以用来替代装置启动时使用的一些电路。
·物体发出的波前在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建，并且其中三维场景(3D S)的每个单个物点(OP)的重建仅需要子全息图(SH)作为将在SLM上编码的整个全息图(H∑SLM)的子集。
·在将场景(3D S)离散化为多个物点(OP)之后，对于每个可见的3D场景的物点(OP)，在SLM上编码透镜子全息图(SHL)的复数值，其中透镜子全息图的复数值是用公式zL＝exp{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}来确定的，其中λ是参考波长，f是焦距，x和y是子全息图平面中的正交坐标。
·为了移动虚拟观察者窗口远离视轴，在全息图平面(HE)中确定棱镜的子全息图(SHP)。
·对透镜的子全息图和棱镜的子全息图求卷积，该卷积可以象征性地表示为SH＝SHL*SHP。
·每个子全息图(SH)用统一分布的相位偏移调制，其中相位偏移逐个子全息图不同。
·加和子全息图以形成整个全息图。
·对于用于重建的计算机生成全息图的再现，该重建是实时的或准实时的。
·查询表用于全息计算中。
·物点可以在重建平截头中的任意位置生成。
·复制用于第一显示波长的Z图两次用于第二和第三显示波长。
·对并行的三个显示波长的每个计算全息图。
·用于两种颜色的颜色图RGB内容被复制到独立的存储器部分中，以确保对三种颜色组分独立存取。
·用于每种显示颜色的透镜函数和棱镜函数都经过了复数乘法。
·为显示装置的每个集群应用随机的相位。
·计算出的SLM编码经受后续的处理，该后续的处理在全息显示装置集群中使用附加的算法。
·使用全息显示装置的方法。
F.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，该装置通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式，对三维空间中的点进行依次全息变换
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，以使三维空间中的点的依次全息变换通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行。
·全息计算是使用显示装置的像素之间的电路来执行的。
·全息计算是使用在像素矩阵的外部、但与显示装置在同一基板上的电路来执行的。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且其中计算不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·仅实空间图像数据传输到显示装置。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法来执行的。
·子全息图用于计算。
·全息计算在整个显示装置表面均匀展开。
·全息计算被分为平铺在显示装置表面称为集群的小的相同的部分。
·全息显示装置是高分辨率显示装置。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或更宽。
·显示单色图像。
·显示彩色图像。
·为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区的值。
·用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干。
·全息变换是一维变换。
·全息变换是二维变换。
·冗余的电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路在发现装置启动时使用的一些电路出现故障时可以用来替代装置启动时使用的一些电路。
·物体发出的波前在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建，并且其中三维场景(3D S)的每个单个物点(OP)的重建仅需要子全息图(SH)作为将在SLM上编码的整个全息图(H∑SLM)的子集。
·在将场景(3D S)离散化为多个物点(OP)之后，对于每个可见的3D场景的物点(OP)，在SLM上编码透镜子全息图(SHL)的复数值，其中透镜子全息图的复数值是用公式zL＝exp{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}来确定的，其中λ是参考波长，f是焦距，x和y是子全息图平面中的正交坐标。
·为了移动虚拟观察者窗口远离视轴，在全息图平面(HE)中确定棱镜的子全息图(SHP)。
·对透镜的子全息图和棱镜的子全息图求卷积，该卷积可以象征性地表示为SH＝SHL*SHP。
·每个子全息图(SH)用统一分布的相位偏移调制，其中相位偏移逐个子全息图不同。
·加和子全息图以形成整个全息图。
·对于用于重建的计算机生成全息图的再现，该重建是实时的或准实时的。
·查询表用于全息计算中。
·物点可以在重建平截头中的任意位置生成。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·复制用于第一显示波长的Z图两次用于第二和第三显示波长。
·对并行的三个显示波长的每个计算全息图。
·用于两种颜色的颜色图RGB内容被复制到独立的存储器部分中，以确保对三种颜色组分独立存取。
·用于每种显示颜色的透镜函数和棱镜函数都经过了复数乘法。
·为显示装置的每个集群应用随机的相位。
·计算出的SLM编码经受后续的处理，该后续的处理在全息显示装置集群中使用附加的算法。
·全息计算可以在颜色图和Z缓冲全部可用之前开始。
·执行用于每个子全息图的全息计算所需要的时间少于一个帧时间周期。
·执行用于每个子全息图的全息计算所需要的时间是17ms或更少。
·用于军事应用。
·显示装置的每个集群都具有自己的查询表用来存储其显示的子全息图的编码。
·阅读了来自LUT的SH的内容之后，计算当前显示的(SHn-1)与新的SH(SHn)之差。
·三维空间中的点的依次全息变换，通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行，不受特定类型SLM的限制。
·使用全息显示装置的方法。
G.在同一基板上进行计算的全息图显示装置，其对全息显示装置进行随机寻址
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，以使用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式被发送到全息显示装置集群。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·全息计算是使用显示装置的像素之间的电路来执行的。
·全息计算是使用在像素矩阵外部、但与显示装置在同一基板上的电路来执行的。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且其中计算不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·视频帧速率至少约为25Hz。
·仅实空间图像数据传输到显示装置。
·图像数据由强度和深度图数据组成。
·全息计算是实时或准实时执行的。
·全息计算是使用查询表方法来执行的。
·显示子全息图。
·全息计算在整个显示装置表面均匀展开。
·全息计算被分为平铺在显示装置表面称为集群的小的相同的部分。
·全息显示装置是高分辨率显示装置。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或更宽。
·显示单色图像。
·显示彩色图像。
·为了计算全息图的像素值，仅考虑原始图像的子分区的值。
·用于重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区中相干。
·全息变换是一维变换。
·全息变换是二维变换。
·冗余的电路，如TFTs，可以在像素矩阵的空间中制造，以使这种电路在发现装置启动时使用的一些电路出现故障时可以用来替代装置启动时使用的一些电路。
·物体发出的波前在一个或多个虚拟观察者窗口(VOW)中重建，并且其中三维场景(3D S)的每个单个物点(OP)的重建仅需要子全息图(SH)作为将在SLM上编码的整个全息图(H∑SLM)的子集。
·在将场景(3D S)离散化为多个物点(OP)之后，对于每个可见的3D场景的物点(OP)，在SLM上编码透镜子全息图(SHL)的复数值，其中透镜子全息图的复数值是用公式zL＝exp{-i*[(π/λf)*(x2+y2)]}来确定的，其中λ是参考波长，f是焦距，x和y是子全息图平面中的正交坐标。
·为了移动虚拟观察者窗口远离视轴，在全息图平面(HE)中确定棱镜的子全息图(SHP)。
·对透镜的子全息图和棱镜的子全息图求卷积，该卷积可以象征性地表示为SH＝SHL*SHP。
·每个子全息图(SH)用统一分布的相位偏移一起调制，其中相位偏移逐个子全息图不同。
·加和子全息图以形成整个全息图。
·对于用于重建的计算机生成全息图的再现，该重建是实时的或准实时的。
·物点可以在重建平截头中的任意位置生成。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·复制用于第一显示波长的Z图两次用于第二和第三显示波长。
·对并行的三个显示波长的每个计算全息图。
·用于两种颜色的颜色图RGB内容被复制到独立的存储器部分中，以确保对三种颜色组分独立存取。
·用于每种显示颜色的透镜函数和棱镜函数都经过了复数乘法。
·为显示装置的每个集群应用随机的相位。
·计算出的SLM编码经受后续的处理，该后续的处理在全息显示装置集群中使用附加的算法。
·用于军事应用。
·通过全息计算单元接收图像差分数据。
·如果在给定集群处连续帧的显示数据之间没有差异，或差异可忽略，则不需要向集群发送数据。
·向每个全息计算单元发送与用来在SLM上编码的重建点相关的3D差异点图像数据(3D difference point image data)。
·每个全息显示装置集群中都有分离器，该分离器将计算出的全息图显示数据分为子全息图数据以及大小和位置信息，其中，后两者的值可以用来计算RAM中子全息图的地址范围，以使子全息图SH或SHD的数据写入到集群中正确的SLM单元中。
·使用专门的随机存取存储器(RAM)：在输入侧仅写入新SH或SHDs，同时在输出侧逐行读取整个存储器，并将信息写入到SLM。
·使用全息显示装置的方法。
H.在像素空间中具有计算功能的显示装置
在显示装置中，计算功能是通过与显示装置的像素设置在同一基板上的电路来执行的。
·计算功能是通过显示装置的像素之间的电路来执行的。
·计算功能是通过在像素矩阵外部、但与显示装置在同一基板上的电路来执行的。
·如果通过与显示装置的像素设置在同一基板上的电路来执行的计算功能在其它位置执行，则在显示装置上显示数据时的延时会更少。
·计算是图解计算。
·是高速游戏设备的一部分。
·用于军事应用。
·在显示装置的离散区域中执行计算，以在逐个离散区域的基础上编码相应离散区域的像素。
·电路包括薄膜晶体管。
·至少一些电路的有源区由多晶硅组成。
·至少一些电路的有源区由连续颗粒硅组成。
·至少一些电路的有源区由多晶硅锗组成。
·至少一些电路的有源区由单晶硅组成。
·图像数据帧速率至少约为25Hz。
·可以是并行计算的计算被分为平铺在显示装置表面称为集群的小的相同的部分。
·显示可以通过将相同的集群平铺到一起来建立。
·显示装置是高分辨率显示装置。
·显示装置是很高分辨率的显示装置。
·显示彩色图像。
·显示的彩色图像是RGB格式。
·显示装置是使用硅上液晶技术制做的。
·存在用于本地转发计算出的数据的附加逻辑，并且附加逻辑还可以一并用于向集群转发原始图像，以使可以消除至少一些全局行和列导线。
·使用显示装置的方法
I.遮挡
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且对于该全息显示装置，确保沿着相同的视线更靠近虚拟观察者的物点掩盖更远离虚拟观察者窗口的物点。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据的空间外部计算全息图编码数据，然后用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·使用计算来实施遮挡，该计算是通过与像素矩阵在同一基板上的电路来执行的。
·使用计算来实施遮挡，该计算是通过在显示装置的像素之间的电路来执行的。
·虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径大小或更宽。
·VOW分割为两个或更多片断。
·每个VOW片断的大小与人眼瞳孔大小基本相同。
·每个VOW片断由不同的子全息图编码。
·遮挡是在构建深度图和强度图的阶段执行的。
·使用全息显示装置的方法。
J.图形卡功能
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且其中图形卡功能是通过使用与显示装置的像素在同一基板上的电路来实施的。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间的外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·图形卡功能是通过使用在显示装置的像素之间的电路来实施的。
·图形卡功能是通过使用在像素矩阵外部的电路来实施的。
·图形卡功能包括纹理映射。
·图形卡功能包括渲染多边形。
·图形卡功能包括将顶点转化到不同的坐标系统中。
·图形卡功能包括可编程着色器。
·图形卡功能包括用以降低混淆现象的过采样和插值技术。
·图形卡功能包括很高精度的彩色空间。
·图形卡功能包括2D加速计算能力。
·图形卡功能包括帧缓冲能力。
·图形卡功能包括运动图像专家组(Moving Picture Experts Group，MPEG)图元。
·图形卡功能包括执行涉及矩阵和向量操作的计算。
·图形卡功能包括使用3D渲染管道，该3D渲染管道通过与像素矩阵在同一基板上的TFTs来实施。
·使用全息显示装置的方法。
K.2D-3D转换
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且在该全息显示装置中实施2D-3D图像转换。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·2D-3D图像转是使用与显示装置的像素在同一基板上的电路来实施的。
·2D-3D图像转是使用与显示装置的像素不在同一基板上的电路来实施的。
·2D-3D图像转换是使用在显示装置的像素之间的电路来实施的。
·2D-3D图像转换是使用在像素矩阵外部、但与显示装置的像素在同一基板上的电路来实施的。
·2D-3D图像转换是使用成对的立体图像来实施的。
·显示装置从接收到的数据中计算二维(2D)图像以及其对应的深度图。
·执行2D-3D转换的电路有权访问包含一组公知3D形状的资料库。
·执行2D-3D转换的电路有权访问包含一组公知2D剖面图的资料库，该电路设法找出与传入的2D图像数据相匹配的2D剖面图。
·2D-3D图像转换是基于单个、非自动立体2D图像来执行的。
·使用全息显示装置的方法。
L.会议(3D SkypeTM)
用其提供基于因特网协议的语音和全息图像(voice and holographicimage over internet protocol，VHIOIP)服务的全息显示装置。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间的外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·提供VHIOIP点对点通信。
·提供文件共享。
·在所连接的全球网络中，提供即时信息服务。
·在所连接的计算机网络中，提供通信服务。
·在所连接的计算机网络中，提供文件共享服务。
·在所连接的计算机网络中，提供即时信息服务。
·提供在线、不可下载的允许用户使用VHIOIP通信服务的计算机软件的临时使用。
·提供用于下载的允许用户使用VHIOIP通信服务的在线软件。
·提供用于访问全息显示数据的域或域数据库系统的入口。
·使用全息显示装置的方法。
M.编码补偿
在全息显示装置中，在编码步骤或编码步骤之前，对全息图像数据施加补偿以提供更容易观看的图像。
·所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间的外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·补偿是使用与显示装置的像素在同一基板上的电路来施加的。
·补偿是使用在显示装置的像素之间的电路来施加的。
·补偿是在编码步骤施加到全息图像数据上的。
·补偿是在编码步骤之前施加到全息图像数据上的。
·施加补偿以校正主要是浅色调(light tones)、并倾向于曝光不足的场景。
·施加补偿以校正主要是暗色调(dark tones)、并倾向于曝光过度的场景。
·使用全息显示装置的方法。
N.眼睛追踪
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且在该全息显示装置中实施眼睛追踪。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间的外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·为单个观察者实施眼睛追踪。
·为多个观察者实施眼睛追踪。
·眼睛追踪是通过经探测使用者的脸来限制搜索范围，然后通过探测眼睛来限制追踪范围，再通过追踪眼睛来实施的。
·提供用于执行眼睛位置识别功能的眼睛追踪计算模块，该模块具有由立体摄像机提供的立体图像对。
·模块返回每个眼睛相对于固定点的x-，y-，以及z-坐标。
·为了执行追踪所需要的计算是通过与显示装置像素在同一基板上的电路来执行的。
·为了执行追踪所需要的计算是通过在像素矩阵中的电路来执行的。
·SLM面板上的全息编码可以移位到面板平面中。
·一个横向方向上的眼睛追踪是通过在SLM的x-或y-方向上移位整个全息编码内容来实现的。
·进行追踪以使相干地照亮SLM的光源与观察者位置变化同步移动。
·使用全息显示装置的方法。
O.像差校正
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且在该全息显示装置中实施像差校正。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间的外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·像差校正是使用与像素矩阵在同一基板上的电路来实施的。
·像差校正是使用在像素之间的电路来实施的。
·像差是通过空间光调制器的编码动态地校正的。
·校正后的像差是在微透镜阵列中透镜中的像差。
·校正后的像差是在2D透镜阵列中透镜中的像差。
·显示子全息图。
·总全息图是由子全息图生成的。
·像差校正算法是与全息计算直至生成总全息图的步骤并行地、独立地执行的。
·总全息图和像差校正图一起调制。
·像差校正算法是解析实施的。
·像差校正算法是使用查询表(LUT)来实施的。
·使用全息显示装置的方法。
P.斑点校正
在全息显示装置中，所执行的用来确定空间光调制器编码的至少一些计算是使用与空间光调制器的像素在同一基板上的电路来执行的，并且在该全息显示装置中实施斑点校正。
·计算本身不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
·在像素矩阵所占据空间的外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后传输到显示装置基板上的电路，该电路再对接收到的数据执行解压功能。
·图形子系统的3D渲染管道并入用于全息变换和编码的附加处理单元。
·三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
·用于全息计算的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据以子全息图差分数据和显示存储位置数据的形式发送到全息显示装置集群。
·斑点校正是使用与像素矩阵在同一基板上的电路来实施的。
·斑点校正是使用在像素之间的电路来实施的。
·斑点是通过空间光调制器的编码动态地校正的。
·显示子全息图。
·总全息图由子全息图生成。
·斑点校正算法是与全息计算直至生成总全息图的步骤并行地、独立地执行的。
·总全息图和斑点校正图一起调制。
·斑点校正算法是解析实施的。
·斑点校正算法是使用查询表(LUT)来实施的。
·使用全息显示装置的方法。
Q.用于全息显示装置的数字版权管理(Digital Rights Management，DRM)中的解密
在全息显示装置中，解密和全息图计算是使用像素矩阵基板上的电路来执行的。
·解密和全息图计算是使用分布在像素矩阵的基板上的电路分布式执行的。
·解密和全息图计算是使用像素矩阵内的电路来执行的。
·解密和全息图计算是使用在像素矩阵外部、但与像素矩阵在同一基板上的电路来执行的。
·基板上没有单个地方可以捕获所有解密的数据。
·对不同的面板区域使用不同的解密密钥。
·使用全息显示装置的方法。
R.用于2D显示的数字版权管理(DRM)中的解密
在2D显示装置中，解密计算是使用分布在像素矩阵的基板上的电路分布式执行的。
·解密计算是使用在像素矩阵中的电路分布式执行的。
·解密计算是使用在像素矩阵外部、但与像素矩阵在同一基板上的电路分布式执行的。
·基板上没有单个地方可以捕获所有解密的数据。
·对不同的基板区域使用不同的解密密钥。
·使用显示装置的方法。
在2D显示装置中，解密计算是使用在显示装置基板的单个区域中的电路来执行的。
·电路在像素矩阵内部。
·电路在像素矩阵外部。
·使用显示装置的方法。
S.在硬连接到显示装置的硬件中实施的软件应用
在显示装置中，可以通过使用软件来实施的应用，反而在硬件中通过使用分布在SLM面板的基板上的电路来实施。
·显示装置是2D显示装置。
·显示装置是全息显示装置。
·应用是使用在显示装置的像素之间的电路来实施的。
·应用是使用在显示装置的像素矩阵外部的电路来实施的。
·使用显示装置的方法。
T.用微棱镜实施的可变射束偏转
使用能控制光束偏转的微棱镜阵列来追踪观察者的全息显示装置。
·二维偏转是通过使用两个串联的微棱镜阵列来获得的。
·棱镜是微液体棱镜。
·可以降低透镜像差的光学效应。
·VOWs设置在观察者眼睛处。
·设置在棱镜阵列的前面或后面的聚焦工具有助于将光线会聚到VOW中。
·棱镜不全具有相同的偏转角。
·棱镜不都具有相同的偏转角，以使从棱镜阵列射出的光线在VOW处稍微会聚。
·棱镜角计算是在SLM基板上的计算电路中执行的。
·棱镜角计算是在棱镜阵列基板上设置的计算电路中执行的。
·SLM的基板还用作棱镜阵列的基板。
·施加相位校正以补偿棱镜阵列所引起的相位不连续。
·相位校正是由SLM来执行的。
·在投影型装置中生成全息图像，其中投影包括将SLM成像到棱镜阵列上，同时在VOW的前方发生所期望的3D场景的重建。
·当将SLM成像到棱镜阵列上时，提供对棱镜阵列的相位补偿。
·对棱镜阵列的相位补偿是由设置在靠近棱镜阵列的附加SLM提供的。
·SLM是透光的，棱镜阵列是反光的。
·SLM是反光的，棱镜阵列是透光的。
·使用全息显示装置的方法。

Claims (38)

1.一种全息显示装置，包括相干或部分相干光源及具有像素的空间光调制器(SLM)，该SLM像素位于基板上，该SLM包括与SLM像素在同一基板上的电路，该电路可操作地执行提供SLM的全息编码的计算。
2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所执行的用来提供SLM的编码的计算是使用在SLM的像素之间的电路来执行的，或者所执行的用来提供SLM的编码的计算确定SLM的全息编码。
3.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，在像素所占据的空间外部计算全息图编码数据，然后使用公知的数据压缩技术压缩全息图编码数据，然后将该数据传送到SLM基板上的电路，该电路再对已经接收到的数据执行解压功能。
4.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，全息计算中所使用的实空间图像数据是连续实空间图像帧之差，并且全息显示数据作为子全息图差分数据和显示存储器位置数据发送给全息显示装置集群。
5.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，实施眼睛追踪。
6.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，通过对空间光调制器的编码的动态校正降低透镜光学像差效应，或者实施斑点校正。
7.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，在SLM的离散区域中执行像素编码计算，以在逐个离散区域的基础上提供相应离散区域的像素编码。
8.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，全息计算不涉及傅立叶变换的计算或菲涅尔变换的计算。
9.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，图形子系统的3D渲染管道引入用于全息变换和编码的附加处理单元，或者三维空间中的点的依次全息变换是通过扩展具有全息计算管道的图形卡的3D管道的方式来执行的。
10.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，确保更靠近虚拟观察者窗口的物点沿着同一视线掩盖更远离虚拟观察者窗口的物点。
11.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，实施2D-3D图像转换。
12.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，在SLM上编码时或之前，向全息图像数据施加补偿，以提供更容易观察的图像。
13.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，解密和全息图计算是使用在SLM的像素的基板上的电路来执行的。
14.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，电路包括薄膜晶体管。
15.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，至少一些电路的有源区由以下的至少一种元件组成：多晶硅、连续颗粒硅、多晶硅锗、单晶硅、单颗粒硅以及有机半导体。
16.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，基板是单晶硅，或者基板是单晶硅并且显示装置是使用硅上液晶技术制造的。
17.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，显示装置是使用MEMS技术制造的，或者显示装置是使用场致发射显示器技术制造的。
18.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，基板是玻璃。
19.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，仅向显示装置传输实空间图像数据。
20.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，全息图像数据由强度和深度图数据组成。
21.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，计算是全息计算。
22.根据权利要求21所述的全息显示装置，其特征在于，全息计算是实时或准实时执行的，或者全息计算是使用查询表法执行的。
23.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，子全息图用于计算。
24.根据权利要求23所述的全息显示装置，其特征在于，用于加和子全息图的数据是在超出子全息图尺寸的距离处交换的。
25.根据权利要求21所述的全息显示装置，其特征在于，全息计算均匀分布在SLM基板上的电路上。
26.根据权利要求21所述的全息显示装置，其特征在于，全息计算在平铺在SLM基板上的称为集群的小的相同的部分上进行，或者用于加和子全息图的数据是在超出集群尺寸的距离处交换的。
27.根据权利要求26所述的全息显示装置，其特征在于，该全息显示装置通过将相同的集群平铺到一起来建立。
28.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，该全息显示装置是高分辨率显示装置，或者是很高分辨率的显示装置。
29.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，虚拟观察者窗口是眼睛瞳孔直径宽或更宽，或者虚拟观察者窗口是1厘米宽或更宽。
30.根据权利要求29所述的全息显示装置，其特征在于，为每个眼睛即每个虚拟观察者窗口构建一个深度图和强度图对。
31.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，显示单色或彩色图像，或者所显示的彩色图像是RGB格式。
32.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，为了计算全息图的像素的值，仅考虑原始图像的子分区的值。
33.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，用于全息重建的光不是在整个显示装置上完全相干，而是在显示装置的子分区内相干。
34.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，通过降低数据传输频率降低行和列驱动中的功率损耗。
35.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，全息变换是一维变换，或者全息变换是二维变换。
36.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，存在用于计算出的数据的本地转发的附加逻辑，该附加逻辑一并用于向集群转发原始图像，以使除去至少一些全局行和列导线。
37.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，在像素空间中制造冗余电路如TFTs，以使当发现启动时所使用的电路已经出现故障时，使用一些冗余电路来替代装置启动时所使用的电路。
38.一种生成三维场景的全息重建的方法，该三维场景由多个离散点组成，该方法使用根据上述任一权利要求所述的全息显示装置，该显示装置包括为空间光调制器照明的光源和光学系统；该方法包含步骤：
在空间光调制器上编码全息图。
CN200880024631.XA 2007-05-16 2008-05-16 全息显示装置 Active CN101802725B (zh)

Applications Claiming Priority (41)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0709376A GB0709376D0 (en) 2007-05-16 2007-05-16 Smart display
GB0709379.2 2007-05-16
GB0709376.8 2007-05-16
DE102007023737A DE102007023737B4 (de) 2007-05-16 2007-05-16 Verfahren zum Generieren von Videohologrammen in Echtzeit zur Erweiterung einer 3D-Rendering-Graphikpipeline
DE102007023740A DE102007023740B4 (de) 2007-05-16 2007-05-16 Verfahren zur Generierung von Videohologrammen für eine holographische Wiedergabeeinrichtung mit wahlfreier Adressierung
DE102007023739.3 2007-05-16
DE102007023739.3A DE102007023739B4 (de) 2007-05-16 2007-05-16 Verfahren zum Rendern und Generieren von Farbvideohologrammen in Echtzeit und holographische Wiedergabeeinrichtung
GB0709379A GB0709379D0 (en) 2007-05-16 2007-05-16 Smart display extended
DE102007023740.7 2007-05-16
DE102007023785.7A DE102007023785B4 (de) 2007-05-16 2007-05-16 Analytisches Verfahren zu Berechnung von Videohologrammen in Echtzeit und holographische Wiedergabeeinrichtung
DE102007023785.7 2007-05-16
DE102007023737.7 2007-05-16
GBGB0718634.9A GB0718634D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718617.4 2007-09-25
GBGB0718607.5A GB0718607D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718619.0 2007-09-25
GBGB0718632.3A GB0718632D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718596A GB0718596D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718607.5 2007-09-25
GB0718614.1 2007-09-25
GB0718629.9 2007-09-25
GBGB0718633.1A GB0718633D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718602.6 2007-09-25
GB0718622.4 2007-09-25
GB0718656.2 2007-09-25
GB0718636.4 2007-09-25
GBGB0718602.6A GB0718602D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718659.6 2007-09-25
GB0718649.7 2007-09-25
GB0718633.1 2007-09-25
GBGB0718629.9A GB0718629D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718626.5 2007-09-25
GB0718654.7 2007-09-25
GB0718632.3 2007-09-25
GB0718595.2 2007-09-25
GB0718634.9 2007-09-25
GB0718596.0 2007-09-25
GB0718640.6 2007-09-25
GBGB0718598.6A GB0718598D0 (en) 2007-05-16 2007-09-25 Holograms
GB0718598.6 2007-09-25
PCT/EP2008/056026 WO2008138983A2 (en) 2007-05-16 2008-05-16 Holographic display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101802725A CN101802725A (zh) 2010-08-11
CN101802725B true CN101802725B (zh) 2013-02-13

Family

ID=47664477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880024631.XA Active CN101802725B (zh) 2007-05-16 2008-05-16 全息显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101802725B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769660B (zh) * 2012-10-01 2017-08-11 视瑞尔技术公司 用于相干光的相位调制的可控设备
KR102476563B1 (ko) * 2015-12-01 2022-12-12 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
US20210223738A1 (en) * 2015-12-28 2021-07-22 Seereal Technologies S.A. Display device and method for optimizing the image quality
US10757328B2 (en) * 2016-12-23 2020-08-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Eye tracking using video information and electrooculography information
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
EP3579219B1 (en) * 2018-06-05 2022-03-16 IMEC vzw Data distribution for holographic projection
GB2578785C (en) * 2018-11-09 2023-08-09 Dualitas Ltd Pixel mapping onto a display device for holographic projection
CN110806640B (zh) * 2019-10-28 2021-12-28 西北工业大学 光子集成视觉特征成像芯片
CN111061138B (zh) * 2019-12-10 2021-06-15 浙江大学 一种应用于全息显示的相位型空间光调制器串扰效应校正方法
CN111897197B (zh) * 2020-08-18 2021-11-16 四川大学 基于双相位编码的傅里叶相位全息图生成方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303072A (en) * 1990-07-05 1994-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid crystal display device
US6445368B1 (en) * 1998-03-27 2002-09-03 Sony Corporation Display device having intergrated operating means

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303072A (en) * 1990-07-05 1994-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid crystal display device
US6445368B1 (en) * 1998-03-27 2002-09-03 Sony Corporation Display device having intergrated operating means

Also Published As

Publication number Publication date
CN101802725A (zh) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101743519B (zh) 全息显示装置
CN101802726B (zh) 用于通信的全息显示装置
CN101802725B (zh) 全息显示装置
US8218211B2 (en) Holographic display with a variable beam deflection
TWI564876B (zh) The full-image display is reconstructed with all-dimensional images that produce a three-dimensional scene Methods
TWI412904B (zh) 全像顯示器及產生三維景象全像重建的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Luxemburg, Parr street, 212 bigch Mons princi

Patentee after: Seereal Technologies GmbH

Address before: Luxemburg Mons bigch

Patentee before: Seereal Technologies GmbH

CP02 Change in the address of a patent holder