CN103348285B - 显示器的光调制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包含观察者窗口的显示器，在3D场景的3D和/或2D表示模式中，观察者窗口可以适应于改变的眼睛位置。数个观察者应当可以同时使用这样的显示器。根据本发明的显示器包含具有可操纵衍射单元和可控制空间光调制器的光调制装置以及控制单元，其中可以利用观察者窗口进行三维体验的3D场景以可操纵的方式编码。可以利用相干光束在变化的眼睛位置生成观察者窗口。为了操纵，衍射单元包含至少一个电极和可控制材料，其中可以利用相位剖面以至少一维可控制的方式将棱镜和/或透镜功能和/或漫射功能写入可控制材料作为衍射光栅，其中漫射功能的衍射光栅显示出根据检测到的眼睛位置的距离、利用可改变的频率操纵的相位偏离。为检测到的眼睛位置以及为预先确定的表示模式操纵观察者窗口的尺寸。本发明的应用范围是全息和自动立体显示器。

Description

显示器的光调制装置

技术领域

本发明涉及一种显示器的光调制装置，所述光调制装置包含至少一个空间光调制器和至少一个可控制衍射装置，所述组件通过控制单元进行控制，该显示器设计用于3D场景的图像的三维表示。

背景技术

本发明的应用范围包括具有观察者窗口的显示器，例如可在例如全息图中编码3D场景的全息或自动立体显示器，或者可二维和/或三维地表示3D场景的立体图像的全息或自动立体显示器。如果至少一个观察者窗口与观察者眼睛的位置一致，则观察者可以将3D场景感知为全息重建或感知为立体图像。

对于全息显示器，如果观察者窗口与眼睛瞳孔一致，则观察者可以在由观察者窗口和屏幕生成的重建空间中看到物体的重建场景。眼睛瞳孔位于必须为之生成重建的某一眼睛位置。然而，如果观察者向侧面或沿显示器的光轴移动，则观察者窗口将不再与观察者的眼睛瞳孔一致，因此，观察者将不再能够看到完整的重建。为了使观察者能够再次看到完整的重建，观察者窗口的位置必须与眼睛瞳孔(眼睛位置)的新位置再次匹配。

在这方面，所属技术领域公知的是例如来自专利文献DE102005023743A1或者WO2007/131817A1的公开内容，利用偏转元件横向和/或轴向移动观察者窗口至新的眼睛位置。这样做时，新的眼睛位置的观察者窗口的尺寸必须根据其到参考平面的距离以限定的方式调整，其中，参考平面例如可以是可控制光调制器的平面。

例如DE102008043620A1或WO03/019952A1这样的许多专利文献描述了可以三维表示3D场景并且这些场景可以被至少一个观察者通过还被称为最佳点(sweetspots)的观察者窗口看到的自动立体显示器。观察者窗口在这里还可以在改变的观察者眼睛位置生成。

在自动立体显示器中，光源的反射角决定观察者窗口的尺寸，其中观察者窗口通过利用透镜阵列使光源成像到观察者平面而形成。如果到参考平面(例如显示器或光调制器的表面)的轴向距离改变，那么众所周知观察者窗口的尺寸也会改变，由此可能引起两个不同眼睛的观察者窗口重叠的问题，干扰单个观察者对三维表示的感知。如果观察者窗口变得较小，可能会存在不能完整地三维感知3D场景的问题。

如果用1D编码方法以单一视差模式(single-parallaxmode)操作全息显示器并且具有与眼睛瞳孔的尺寸相一致的尺寸的观察者窗口将要在非相干方向生成，则同样也适用。

此外，需要设计自动立体或全息显示器使得其可以从3D(三维)模式转换到2D(二维)模式。为此，可转换的漫射器(光散射元件)附加地设置在光程中；例如参照US5,897,184号专利文献。在3D模式中，漫射器可以例如处在透明、非漫射状态。使应当至少与眼睛瞳孔的直径相一致的将要生成的观察者窗口的尺寸连续地适应于3D模式中检测到的眼睛位置和显示器的距离。

在2D模式中，漫射器转换到漫射状态。观察者窗口应当至少大到覆盖观察者的两只眼睛或甚至所有观察者的所有眼睛。例如可转换漫射器或以上提到的偏转元件这样的附加光学元件使得用于三维图像内容的表示的显示器更加复杂、更加昂贵且更加易受故障的影响。

这样的可转换漫射元件是公知的，例如国际专利申请PCT/EP2010/058625(WO2010/149587A2)公开的那样。PCT/EP2010/058625号专利文献的公开内容特此完全包括在内。

发明内容

本发明的目的是提供在3D模式和/或2D模式中在变化的眼睛位置表示3D场景的显示器。应当利用尽可能少的光学组件实现3D场景的自动立体或全息图像的表示以及向2D模式的改变。应当可以通过多个观察者同时利用这样的显示器。

本发明基于在3D模式和2D模式中可控制从而表示3D场景并且包含光调制装置的显示器，其中光调制装置具有可控制空间光调制器和至少一个可控制衍射装置，通过控制单元可控制所述组件，其中利用相干光束在变化的眼睛位置可生成观察者窗口。

根据本发明，可以利用光调制装置实现该目的，其中的衍射装置包含电极和可控制材料，利用相位剖面(phaseprofile)至少在一维中可控制地将棱镜功能和/或透镜功能和漫射功能编码到该可控制材料上形成衍射光栅，其中表示漫射功能的衍射光栅具有相移，其中相移根据距检测到的眼睛位置的距离通过改变频率进行控制，对于给定的表示模式，对于该检测到的眼睛位置，观察者窗口的限定尺寸是可控制的。这里，编码到衍射装置的漫射功能代替以别的方式典型地放置在这样的光调制器装置中从而能够实现2D模式并且必须至少在一维中可控制的以漫射元件的形式的附加光学元件。如果检测到的眼睛位置具有对于衍射装置的不同距离，可以优选控制透射光束的漫射角，使得观察者窗口的定义尺寸对3D模式保持不变。

如果对于观察者的z跟踪(轴向方向)，编码到可控制衍射装置的透镜功能的焦距改变，则观察者窗口可以在新的观察者平面中生成。然而，观察者窗口的尺寸或至少水平宽度与非相干方向上的观察者窗口和参考平面之间的距离成比例改变。太小的观察者窗口会不再覆盖整个眼睛瞳孔，并且太大的观察者窗口会对邻近眼睛引起交叉串扰(cross-talking)。利用本发明可以克服该问题。当眼睛位置在轴向方向改变时，可以保持例如2-3cm的观察者窗口的限定宽度，前提是该宽度由对于检测到的不同眼睛位置的衍射装置具体控制。

由于编码为衍射光栅的相移，透射通过光调制器的光束具有漫射角，通过变化同时寻址的电极的数目可以优选地改变该漫射角。

为了实施本发明，可以优选地利用编码为相位值从而实现漫射功能的控制值的两种不同计算方法。相位值可以例如计算为随机相位值的序列，或者例如利用傅立叶变换计算相位值，其中傅立叶变换利用在观察者平面中生成的观察者窗口中限定强度分布的迭代方法。

根据本发明，可以利用随机相位值的序列控制相移，其中随机相位值的序列可以通过控制单元从空间频率谱和/或从数值的范围中选择。该方法具有其可以利用很少计算能力实施的优点。观察者窗口表示在检测到的眼睛位置处的光的连续强度分布，其中没有边界清楚地限定观察者窗口。

当利用相位值的范围减小而频率保持的方法时，观察者窗口的尺寸也会改变(这里：其宽度减小)。相位值的范围的最大相位可以例如是π而不是2π。

为了减少计算时间，还可以从表格中检索相位值，其中表格包含观察者眼睛的可能位置的坐标的相位值的形式的控制值。

利用相位剖面(phaseprofile)，漫射功能可控制地编码为衍射光栅，利用衍射光栅，光束生成用于观察者的观察者眼睛的观察者窗口，所述观察者窗口具有可以通过控制单元实现2D模式所利用的尺寸。根据本发明，因此可以在不需要控制光程中的附加可转换漫射元件的情况下实现从3D模式到2D模式的转换。当通过编码衍射光栅控制漫射功能时，观察者窗口的限定尺寸可以保持不变或可控制地改变，使得3D模式可控制地为观察者转换为2D模式。也可以利用发明的光调制装置实现2D模式到3D模式的改变，因为衍射装置相应地受到控制。

而且，利用相位值，漫射功能可控制地编码为衍射光栅，利用迭代傅立叶变换的方法可计算所述相位值。

利用复矩阵值(complexmatrixvalue)完成迭代傅立叶变换的计算，其中复矩阵值表示数值的至少一维分布，并且利用复矩阵值，至少一个衍射光栅至少在一个方向可编码，其中限定观察者窗口的强度分布和尺寸或至少水平宽度。

观察者窗口的尺寸通过将漫射功能编码到衍射装置或者通过发射至少部分相干光束的光源的离焦成像(defocusedimaging)至少在一维中可控制。球形相位剖面(sphericalphaseprofile)因此在衍射装置上可编码为衍射光栅，用于离焦成像到接近观察者平面的平面。

在衍射装置的另一实施例中，具有球形相位剖面的透镜功能可编码为衍射光栅，其中接近观察者平面的平面中的观察者窗口的尺寸在非相干方向一维地可控制。

利用相位剖面可控制从而实现棱镜或透镜功能的衍射光栅可以仅偏离或聚集入射光。从观察者窗口可感知的图像内容，即，使3D场景可以在3D显示器中全息或自动立体地可见的内容，在单独的SLM中生成。为某一观察者距离(检测到的眼睛位置)限定利用受控的衍射光栅生成的观察者窗口的尺寸从而与对应的观察者的眼睛瞳孔的尺寸匹配。

由于对于检测到的眼睛位置，控制值可编码到衍射装置的可控制材料，使得可生成计算的折射率修改，可以利用棱镜功能(横向偏离)和/或透镜功能(观察者窗口的轴向位移)和/或漫射功能调制发射的光束。

在光调制装置中，对于局部检测的观察者眼睛位置，光漫射会发生在2D模式中，而对于其它观察者的其它眼睛位置，3D模式保持有效。为此，对特定观察者的2D模式中的3D场景的表示的对应的漫射功能可编码到衍射装置的可控制材料。

衍射装置可以例如包含至少一个可控制液晶(LC)层作为可控制材料，或者包含其中折射率可控制的固晶层。

利用二维控制衍射光栅，可以在横向和/或轴向不同的眼睛位置生成观察者窗口。当眼睛位置的距离至少在轴向方向改变时，对于3D模式的例如2-3cm的观察者窗口的限定尺寸或宽度可以保持不变。根据本发明，利用编码为衍射光栅的漫射功能为单个检测到的眼睛位置可控制地生成观察者窗口。

本发明进一步包含具有上述光调制装置的显示器，其中立体和/或全息图像内容可控制地表示在光调制装置中。

根据本发明借助于折射和衍射地影响光的可控制装置的观察者窗口的尺寸的可控制的改变以及显示器中表示模式的改变的结合优选地允许减少显示器中的光学装置的数目。

附图说明

以下利用附图对本发明进行更加详细的描述和说明。附图是示意图，其中：

图1a是表示代表现有技术的具有观察者窗口的显示器的光调制装置的俯视图，其中观察者窗口的宽度与距离成比例改变；

图1b是表示根据本发明具有生成的观察者窗口的光调制装置的俯视图，其中生成的观察者窗口的宽度适应于距离；

图2a、3a、4a是根据本发明的用于控制不同尺寸的观察者窗口的示例性相位剖面(phaseprofiles)；

图2b、3b、4b是根据本发明的限定的观察者窗口尺寸的示例性可预先调整水平强度分布；以及

图5表示找出相位剖面的控制值的迭代变换方法，其中利用控制值，漫射功能可控制地编码。

在所有附图中3D显示器的同一组件给出相同的附图标记。3D显示器可以是全息显示器或自动立体显示器。

具体实施方式

对于本发明，假设透射通过衍射装置的光束可以通过衍射装置的受控层中的反射率调制利用棱镜功能和/或透镜功能以及漫射功能进行调制。利用这些功能，光束可以至少一维地偏离和/或漫射进入限定方向。可以限定光束的偏离或漫射，因为利用电压分布(voltageprofile)，将这些功能至少在一维中可控制地编码到例如液晶(LC)材料这样的可控制层上形成衍射光栅。

为了控制可控制的材料，衍射装置包含具有大量电极的电极阵列，其中大量电极一个挨一个平行设置并且是条纹或直线形状。

显示器进一步包含光调制装置，如果光调制装置相应地通过控制单元控制，则利用光调制装置，利用3D场景的自动立体或全息编码的图像调制入射的、至少部分相干的光束。利用全息显示器全息地可重建3D场景，或者利用自动立体显示器可三维地感知3D场景。

图1a和1b是示意性地表示具有不同尺寸的观察者窗口的显示器的俯视图。显示器可以是全息或自动立体3D显示器。

图1a表示具有观察者窗口SP1、SP2和在距离d2的眼睛位置的观察者窗口SP1’、SP2’的显示器D，其中SP1、SP2在距离d1的眼睛位置具有限定的尺寸或水平宽度，所述观察者窗口SP1’、SP2’具有与距离d2成比例改变的尺寸或水平宽度。在距离d2处，观察者窗口如此大以致于它们可以重叠。在眼睛位置d2处的观察者眼睛将感知左眼的图像内容对右眼的观察者窗口的干扰性交叉串扰，并且反之亦然。该交叉串扰将损害3D感知的品质。该影响是所属技术领域公知的。

观察者窗口SP1、SP2的中心优选具有对应于典型的眼睛距离的约65mm的距离。在全息或自动立体显示器的3D模式中可感知的3D场景所通过的观察者窗口应当最好每个包含2-3cm的宽度。

参照图1b，根据本发明的显示器D包含至少一个可控制光调制装置和控制单元，其中利用控制单元控制可控制空间光调制器和至少一个可控制衍射装置。提到的组件没有单独表示在附图中。

衍射装置可以包含可控制材料，例如定向可控制液晶(LC)分子，其通过电极可控制。衍射光栅应当优选利用一个挨一个平行设置的线电极(linearelectrode)控制，其中所述电极还可以形成矩阵。可以在每一个电极上施加电位从而生成电压分布(voltageprofile)。LC分子根据电压定向，由此生成某一折射率分布。可以根据分子的定向给予透射通过衍射装置的光束相移。

折射率分布(refractiveindexprofile)和使光束偏离使得观察者窗口在检测到的眼睛位置可生成所需要的每一个电极的对应电位针对该检测到的眼睛位置进行计算。而且，可以附加地控制漫射功能的相位剖面使得利用光束使观察者窗口的尺寸可控制地适应于该检测到的眼睛位置。

具体地，可以利用数目可变的电极控制可控制材料使得利用具有局部变化频率的相位剖面将漫射功能至少一维地可编码为衍射光栅。

还可以在横向和/或轴向不同的眼睛位置利用二维控制衍射光栅生成观察者窗口的尺寸。

参照图1b，根据本发明，可以利用透射光束在与显示器D的距离d2处生成两个观察者窗口SP1”和SP2”，所述观察者窗口具有最佳、限定的尺寸以便它们不能重叠。在没有干扰的交叉串扰的情况下，3D模式中的3D场景的感知成为可能，其中3D模式应当理解为显示器的三维表示模式。

如果不存在要表示的场景的左和右立体图像，或者如果通过控制单元不能足够快的对所有观察者实现3D模式，那么可以通过不同地控制衍射装置在观察者窗口中实现2D模式。为此，必须编码衍射光栅，利用衍射光栅限定透射光束的漫射角，利用漫射角可生成覆盖观察者的两只眼睛的观察者窗口。

根据本发明，对于至少一个观察者，通过修改一维地编码到可控制材料上的漫射功能可实现3D/2D转换。

在实施例中，显示器可以包含光调制装置，为第二对检测到的眼睛可控制地编码2D模式的衍射角，同时为第一对检测到的眼睛维持3D模式。立体或全息图像连续地在光调制器上显示并且可以在观察者窗口中共享，其中观察者窗口对于第一和第二观察者来说可生成并且可以根据衍射光栅的不同控制具有不同尺寸。

利用球形相位剖面，透镜功能编码为衍射光栅，而利用线性相位剖面，棱镜功能编码为衍射光栅。根据本发明，利用可以利用两种不同的方法计算的相位值可以编码漫射功能。

在第一种方法中，确定或计算用于控制观察者窗口的尺寸或水平宽度的随机相位值。漫射功能可以例如附加地编码到衍射装置，其中透镜功能和/或棱镜功能已经编码到该衍射装置。对于漫射功能，利用任意选择的从0到2π的数值生成随机相位的序列。还可以利用具有利用伪随机数函数计算的数值的伪随机相位的序列。

观察者窗口的尺寸或至少水平宽度可以通过随机相位序列的频率或通过基于随机相位序列控制的相移进行调整。可以通过将相位改变从一个电极到最接近的邻近电极的随机值来控制最大水平宽度。可以根据如下简单地计算水平宽度：

以下是描述光的衍射的等式，sin(θ)＝λ/p，对于532nm的波长λ和1μm的电极的间距p，得到的漫射角θ是32°。漫射角θ将观察者窗口的最大宽度w定义为w＝tan(θ)*d，其中d是衍射装置或图1b中的3D显示器与观察者平面之间的距离。在该示例中，在0.7m的距离d处的水平宽度w是0.44m。从观察者窗口的中心朝向强度降至零的其边缘测量宽度w。这适用于衍射装置的填充因子(fillfactor)为1，即，衍射装置不具有任何不透明区域。

例如可以实现较小的水平宽度w，因为随机相位序列的频率降低或者因为由该随机相位序列控制的相移变得较小。这里，不通过施加两个邻近电极之间的随机值对相位进行修改，而是施加所有其他电极之间随机值对相位进行修改。在该示例中，利用上述附图，但p＝2μm，观察者窗口的宽度w将大致减半为w＝0.19m。还可以控制相移使得利用相同随机相位序列控制限定数目的电极，例如两个或更多个邻近电极。

对于衍射装置的每一个控制电极，如果透镜功能、棱镜功能和漫射功能要通过一个衍射光栅同时实现，则增加透镜功能、棱镜功能和漫射功能的相位值从而得到总相位值。如果总相位值没有落入在0到2π之间的数值范围内，则根据需要多次增加或减少2π从而使总相位值落入在0到2π之间的数值范围内。施加到电极的电压使得衍射光栅通过该总数值在对应位置调制相位。

控制为实现漫射功能的衍射光栅表示在根据检测到的眼睛位置的距离的改变的频率下可控制地编码的相移。这些相移用来调整透射光束的漫射角度使得观察者窗口的尺寸根据检测到的眼睛位置到光调制器的距离至少水平地可修改，前提是它们相应地受控制。而且，必须给出在观察者窗口中要实现的3D场景的表示模式。

图2和3所示为观察者窗口的水平宽度的控制。图2a示例性表示根据x坐标xLCG编码为衍射光栅的相位值φ。图2b表示根据眼睛位置的观察者平面中的x坐标xOb的观察者窗口中的强度分布I。在0到2π之间的高频率下计算相位值，以便可实现宽的观察者窗口。

与图2中所表示的相同比例，图3a和3b表示编码到衍射装置的相位剖面和在观察者窗口中的得到的强度分布I，其中用0到2π之间的较低频率的频率谱计算相位值。对于图3b中的观察者窗口的图3a中的相移的数量小于图2a中的相移的数量。利用这些相移，可实现对于新的眼睛位置仅稍微改变尺寸的观察者窗口。可以通过变化频率谱在光的给定波长下改变观察者平面中的观察者窗口的尺寸。

相移以及光束的漫射角可以通过修改最大频率和/或随机相位的数值范围进行控制。可以通过产生于具有小范围的数值和/或低的最大频率的相位剖面的相移来仅小程度地改变，即加宽或变窄要控制的新的观察者窗口。随机相位因此优选用于根据显示器和观察者平面之间的变化距离改变观察者窗口的尺寸。

高频率相移应当理解为编码相位值的序列，其表示在局部限制区域中的大量不同相位值(参照图2a)。相反，在低频率相移中，在该局部限制区域中的不同相位值的数目较低(参照图3a)。

图4a和4b表示控制衍射光栅的供选择的方式，其中利用衍射光栅可以减小观察者窗口的宽度。不是减小相位值的最大频率，而是可以减小相位值的范围。参照图4a，最大相位值是例如π而不是图2a中的2π。

这些示例说明了随机数的算术运算方法，其中随机数可编码为衍射光栅从而表示用于控制观察者窗口的尺寸或水平宽度和作为结果的光效应的随机相位值。该方法具有仅需要小的计算能力的优点，但引起没有边界清楚地限定的观察者窗口中的强度分布，但这与高斯分布相当类似。

可以进一步减少计算时间，因为可以例如从表格中检索相位值，其中表格包含观察者眼睛的可能位置的坐标的相位值的形式的控制值。

还可以利用采用迭代傅立叶变换的第二种方法找出要编码到衍射装置从而控制观察者窗口的尺寸或水平宽度的漫射功能的相位剖面。该方法需要比第一种方法更多的计算能力，但允许生成包含具有对于至少一个观察者眼睛的精确限定限制的限定强度分布的观察者窗口。

可以借助傅立叶变换为观察者平面中的至少一个眼睛位置的限定强度分布计算漫射功能。由于编码的衍射光栅只可以调制入射光的相位，因此仅应当计算和编码具有不变振幅的相位值。众所周知，通过迭代傅立叶变换(IFT)计算这些相位值需要衍射装置的平面和观察者平面之间的傅立叶变换和傅立叶逆变换直到达到某一停止标准。

迭代傅立叶变换方法的过程如图5示意性示出并且现在将进行简要说明。利用迭代计算过程的四个计算步骤完成在两个矩阵M1和M2中可用的矩阵值的变换和逆变换。多次重复迭代计算过程，其中矩阵M1和M2包含相同数目的复矩阵值。M1的矩阵值的绝对值表示观察者平面中强度分布的平方根。矩阵M2的矩阵值的相位表示衍射装置的衍射光栅中的相位分布。可以利用数值的一维或二维分布计算矩阵M1和M2。利用数值的一维分布，观察者平面中的强度分布在一个方向可控制。如果两个一维衍射光栅以交叉的方式，即，以90°的角度可控制地编码到衍射装置的平面，或者如果使用二维衍射光栅，则漫射光束的强度分布在观察者平面中的两个横向方向可控制。

M1的复矩阵值的绝对值包括迭代开始时的振幅值，其中振幅值的平方根与观察者平面中要限定的强度分布一致，并且形成M1的设定点值。在矩阵M1的扫描点计算要限定的强度分布。M1的矩阵值的相位是给定的任意值。在迭代中重复的四个计算步骤如下：

S1：矩阵M1到矩阵M2的傅立叶变换FT

S2：将M2的矩阵值的绝对值设定为数值1并且保持M2的矩阵值的相位不变

S3：矩阵M2到矩阵M1的傅立叶逆变换FT’

S4：将M1的矩阵值的绝对值设定为设定点值并且保持M1的矩阵元的相位不变

在迭代过程中重复这四个计算步骤，其中M1的矩阵值的绝对值越来越接近设定点值。当当前振幅值仅稍微偏离设定点值，即少于10％时，这是停止标准，则停止迭代。当迭代停止时获得的M2的矩阵值然后用于控制电极从而生成漫射角以及在给定距离的限定的尺寸或水平宽度的观察者窗口。

如果观察者平面不是衍射光栅的傅立叶平面，则菲涅耳变换用于代替傅立叶变换FT或傅立叶逆变换FT’进行计算。该变换在取决于观察者平面和衍射光栅的傅立叶平面之间的距离的球形相位剖面或逆球形相位剖面中不同。

IFT方法用来计算衍射光栅的控制值，利用衍射光栅的控制值可生成具有限定的强度分布的观察者窗口。具体地，其允许具有约2-3cm的优选宽度和优选矩形强度分布的观察者窗口通过相应地控制光栅功能而生成。如果利用IFT方法计算并利用由此获得的相位值生成的观察者窗口位于观察者的每一只眼睛上，则可以利用不同强度分布均匀地照明眼睛，并且可以减少光或图像内容对非检测到的观察者眼睛的交叉串扰。

IFT方法可以实时用在显示器中。优选提前计算3D显示器的观察者平面中的数个强度分布的矩阵M2的矩阵值并将其存储在表格中，通过表格，根据需要可检索这些数值。

作为选择，为了加宽观察者窗口，光源可以以离焦的方式成像。为此，透镜功能可控制地编码到衍射装置，其中透镜功能具有光源在非相干方向成像到邻近观察者平面的平面的这样的焦距。它们因此在观察者平面漫射地可感知，并且观察者窗口在非相干方向可扩大。

根据本发明，3D/2D转换的附加光漫射元件或转换元件因此可以优选地变得多余。

Claims (12)

1.一种表示3D场景的显示器的光调制装置，显示器在3D模式和2D模式可控制，光调制装置具有可控制空间光调制器和至少一个可控制衍射装置，所述可控制空间光调制器和至少一个可控制衍射装置通过控制单元可控制，其中利用相干光束在变化的眼睛位置可生成观察者窗口，其特征在于，衍射装置包含电极和可控制材料，其中，利用相位剖面将棱镜功能和漫射功能至少在一维中可控制地编码到可控制材料形成衍射光栅；或者利用相位剖面将透镜功能和漫射功能至少在一维中可控制地编码到可控制材料形成衍射光栅；或者利用相位剖面，将棱镜功能、透镜功能以及漫射功能至少在一维中可控制地编码到可控制材料形成衍射光栅，其中表示漫射功能的衍射光栅包含根据距检测到的眼睛位置的距离通过可变频率控制的相移，对于上述表示模式，对于检测到的眼睛位置，观察者窗口的限定尺寸是可控制的。

2.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，光束包含通过可变数目的同时寻址电极可改变的漫射角。

3.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，相移通过随机相位值的序列可控制，其中随机相位值可通过控制单元从空间频率谱中选择；或者从数值范围中选择；或者从空间频率谱和数值的范围中选择。

4.根据权利要求3所述的光调制装置，其特征在于，用于改变观察者窗口的尺寸的相位值的最大范围减小。

5.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，相位值可从表格中检索，其中表格包含充当控制值的观察者眼睛的可能位置的坐标的相位值。

6.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，利用相位值，漫射功能可控制地编码到可控制衍射装置上形成衍射光栅，利用迭代傅立叶变换的方法可计算所述相位值。

7.根据权利要求6所述的光调制装置，其特征在于，利用表示数值的至少一维分布的复矩阵值完成迭代傅立叶变换的计算，由此至少一个衍射光栅至少在一个方向可控制地编码到可控制衍射装置，所述衍射光栅包含限定强度分布。

8.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，通过将漫射功能编码到衍射装置或者通过光源的离焦成像，观察者窗口的尺寸至少在一维中可控制，其中对于接近观察者平面的平面，球形相位剖面可控制地编码到可控制衍射装置形成衍射光栅。

9.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，利用相位剖面将漫射功能可控制地编码为衍射光栅，由此漫射角是可控制的，用于生成观察者的观察者眼睛的观察者窗口，其中通过控制单元为观察者提供2D模式。

10.根据权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，为局部检测到的观察者眼睛位置提供2D模式的漫射功能，而为其它观察者的其它眼睛位置保持3D模式。

11.一种具有权利要求1到10中的任意一项所述的光调制装置的显示器，其特征在于，立体图像内容或者全息图像内容或者立体和全息图像内容在光调制装置中可控制地表示。

12.根据权利要求11所述的显示器，其特征在于，光调制装置包含允许为至少两个观察者控制观察者窗口的衍射装置，其中当显示器在3D模式操作时，用于表示3D场景的眼睛位置的两个观察者窗口的尺寸同时可控制地变化。