CN106873341A - 一种全息显示装置及其驱动方法、展示柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全息显示装置及其驱动方法、展示柜，涉及显示技术领域，能够在全息显示多个图像时，无需更换全息干板。该全息显示装置包括空间光调制器，用于加载至少一帧复合全息图，一帧复合全息图由N幅子全息图叠加而成。全息显示装置还包括设置于空间光调制器入光侧的光源单元，用于向空间光调制器提供读出光。光源单元包括M个光源组件，至少两个光源组件出射光的传播方向分别与一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同；其中，M≥N≥2，M，N为正整数。

Description

一种全息显示装置及其驱动方法、展示柜

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种全息显示装置及其驱动方法、展示柜。

背景技术

随着3D(Dimension，维度)显示技术日益普及和使用，全息显示技术逐渐进入到人们的生活和工作当中。全息显示技术不同于视差立体显示技术，其具有景深大、不会产生眩晕等诸多优势。

传统的全息显示技术是利用光的干涉衍射原理进行光学全息，具体的，如图1a所示，采用一束光线A照射至物体20上，该物体20表面的反射光和散射光形成物光波B后，照射至全息干板21。另一束与上述该物光波B相干的光线作为参考光波C照射至全息干板21，对全息干板21进行曝光，以使得物光波B中的相位和振幅信息以干涉条纹的形式记录在全息干板21上。然后如图1b所示利用光波衍射原理，采用同一束相干光以与拍摄时的该参考光波C相同的角度照射至具有上述干涉条纹的全息干板21，可以使得物光波得以重现，形成物体20的虚像20’，以实现全息显示。

然而，由于上述全息干板21上设置有感光材料，因此曝光后全息干板21上记录的干涉条纹无法改变，当需要显示其它图像时，需要更换全息干板21，从而导致全息显示的内容有限。

发明内容

本发明的实施例提供一种全息显示装置及其驱动方法、展示柜，能够在全息显示多个图像时，无需更换全息干板。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面，提供一种全息显示装置，包括空间光调制器，用于加载至少一帧复合全息图，所述一帧复合全息图由N幅子全息图叠加而成；所述全息显示装置还包括设置于所述空间光调制器入光侧的光源单元，用于向所述空间光调制器提供读出光；所述光源单元包括M个光源组件，至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与所述一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同；其中，M≥N≥2，M，N为正整数。

优选的，还包括驱动器和存储有至少一帧所述复合全息图的控制器；所述控制器与所述驱动器相连接，所述控制器用于从所述至少一帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，并根据获取结果向所述驱动器发送偏转指令；所述驱动器与每个所述光源组件相连接，所述驱动器用于根据所述偏转指令驱动所述光源组件进行偏转，以使得至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

优选的，所述M个光源组件排列设置在空间光调制器的入光侧，各个光源组件的出射光的传播方向不同，用于分别对所述至少一帧复合全息图中的不同子全息图进行再现。

优选的，所述M个光源组件依次紧密排列，每相邻两个光源组件出射光的传播方向具有第一角度，所述第一角度为锐角。

优选的，所述光源单元完全覆盖所述空间光调制器的入光面。

优选的，任意两个所述第一角度相等。

优选的，还包括存储有至少一帧所述复合全息图的控制器；所述控制器与每个光源组件相连接，所述控制器用于从所述至少一帧复合全息图中获取待加载的复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，并根据获取结果仅开启部分光源组件；至少两个开启的光源组件出射光的传播方向分别与所述待加载复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

优选的，还包括存储有至少一帧所述复合全息图的控制器；所述控制器与所述空间光调制器相连接，所述控制器用于对所述空间光调制器的各个像素单元进行寻址，将至少一帧复合全息图的全息数据写入至所述空间光调制器。

优选的，所述光源组件包括激光器，以及设置于所述激光器出光侧的准直扩束镜。

优选的，所述光源组件包括LED光源。

本发明实施例的另一方面，提供一种展示柜，包括如上所述的任意一种全息显示装置。

本发明实施例的又一方面，提供一种用于驱动如上所述的任意一种全息显示装置的方法，所述方法包括：空间光调制器加载至少一帧复合全息图；光源单元向所述空间光调制器提供读出光，包括：光源单元中至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与所述一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

优选的，当所述全息显示装置包括控制器和驱动器时，所述光源单元向所述空间光调制器提供读出光包括：所述控制器存储至少一帧所述复合全息图；所述控制器从所述至少一帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，并根据获取结果向所述驱动器发送偏转指令；所述驱动器根据所述偏转指令驱动所述光源组件进行偏转，以使得至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

优选的，当所述全息显示装置包括控制器，且所述光源单元的M个光源组件排列设置在所述空间光调制器的入光侧，各个光源组件的出射光的传播方向不同，用于分别对所述至少一帧复合全息图中的不同子全息图进行再现时，所述光源单元向所述空间光调制器提供读出光包括：所述控制器存储至少一帧所述复合全息图；所述控制器从所述至少一帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向；所述控制器根据获取结果仅开启部分光源组件，至少两个开启的光源组件出射光的传播方向分别与所述待加载复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

优选的，所述空间光调制器加载至少一帧复合全息图包括：所述控制器对所述空间光调制器的各个像素单元进行寻址，将至少一帧复合全息图的全息数据写入至所述空间光调制器。

本发明实施例提供一种全息显示装置及其驱动方法、展示柜，该全息显示装置包括空间光调制器，用于加载至少一帧复合全息图。其中，上述一帧复合全息图由N幅子全息图叠加而成。此外，全息显示装置还包括设置于空间光调制器入光侧的光源单元，用于向空间光调制器提供读出光。该光源单元包括M个光源组件，至少两个光源组件出射光的传播方向分别与一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。其中，M≥N≥2，M，N为正整数。

基于此，一方面，可以采用全息计算技术绘制出至少一帧复合全息图，并将至少一帧复合全息图以光寻址或电寻址方式写入至空间光调制器，从而实现对至少一帧复合全息图的加载。接下来，通过光源单元向该空间光调制器提供读出光，以对至少一帧复合全息图进行再现。由上述可知，通过该全息显示装置显示不同帧的复合全息图的过程中无需更换全息干板，从而使得全息显示过程更加便捷。另一方面，由于复合全息图包括多个叠加的子全息图，而至少两个光源组件出射光的传播方向分别与一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。因此一帧内光源单元可以对一帧复合全息图中的多个子全息图分别进行再现，以使得位于不同位置的多个用户同时看到不同的全息影像，显示内容也更加的丰富。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为现有技术中提供的一种全息记录的方法示意图；

图1b为现有技术中提供的一种全息再现的方法示意图；

图2为本发明实施例提供的一种全息显示装置的结果示意图；

图3为图2中的空间光调制器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种全息显示装置显示一帧复合全息图的示意图；

图5为本发明实施例提供的显示复合全息图的一种全息显示装置的结构示意图；

图6a为本发明实施例提供的显示复合全息图的另一种全息显示装置的结构示意图；

图6b为本发明实施例提供的显示复合全息图的又一种全息显示装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种全息显示装置的驱动方法流程图；

图8为显示多帧复合全息图时，图7中步骤S102包括的一种具体步骤流程图；

图9为显示多帧复合全息图时，图7中步骤S102包括的另一种具体步骤流程图。

附图标记：

10-空间光调制器；111-像素单元；20-物体；20’-物体的虚像；201-第一子全息图；202-第二子全息图；203-第三子全息图；204-第四子全息图；21-全息干板；30-控制器；40-光源单元；401、401a、401b-光源组件；4011-激光器；4012-准直扩束镜；50-驱动器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种全息显示装置，如图2所示，包括空间光调制器10(英文全称：Spatial Light Modulator，英文简称：SLM)。其中，该空间光调制器10用于加载至少一帧复合全息图。

需要说明的是，该一帧复合全息图由N幅子全息图叠加而成。其中，上述N幅子全息图为分别由多个不同的物体利用如图1a所示的干涉原理，通过各自的物光波B与各自的参考光波C发生干涉形成的子全息图。上述复合全息图的光学实质相当于在一个全息干板上进行了多次曝光而使全息干板上重叠了不同物体的像。由于不同物体各自相对应的参考光波C的传播方向不同，因此当采用与上述多个物体相对应的参考光波C对各个子全息图再现时，不同物体的虚像能够不相互干扰并单独地显现出来。

基于此，可以采用计算全息(英文全称：Computer Generated Hologram，英文简称：CGH)技术获取至少一帧复合全息图，当该至少一帧复合全息图为多帧全息图时，上述多帧全息图可以是具有一定显示顺序的连续多帧图像，或者还可以是相互不连续不相关的多帧图像，本发明对此不做限定。

其中，该计算全息技术可以直接将物光波A的数学描述函数输入计算机中，以模拟出实际的干涉过程，从而能够计算出干涉条纹，绘制出计算全息图。

具体的，上述计算全息绘制一帧复合全息图的过程可以包括：

首先，抽样得到多个物体20或波面在离散样点上的值；

接下来，计算每个物体20的物光波A在全息平面上的光场分布；

接下来，进行编码，即把全息平面上光波的复振幅分布编码成为各个子全息图的透过率变化；

最后，进行成图，具体的在计算机控制下，将各个全子息图的透过率变化绘制成图，以形成一帧复合全息图。其中，如果绘图设备分辨率不够，则绘制一个较大的图，再缩版得到使用的一帧复合全息图。

在此情况下，多次重复上述步骤，既可以获取多帧复合全息图。

在此基础上，计算机通过光寻址或电寻址的方式将计算全息图加载至如图3所示的空间光调制器10的各个像素单元111中，以使得该计算全息图能够在实际光路中获得再现。其中，计算全息图虽然是通过计算机绘制的，但其在光学实质上也相当于采用物体光波和参考光波在全息干板上拍摄得到的全息干涉图样。其中，计算全息图所对应的参考光波的方向可通过相应的计算得到，因此其再现过程的原理如图1b所示的原理相同，即可以采用一束相干光以与该全息图所对应的参考光波相同的方向照射至空间光调制器10，对加载至空间光调制器10的复合全息图进行再现。

其中，优选的，上述空间光调制器10可以为液晶空间光调制器。且该空间光调制器10可以为反射式或透射式，本发明对此不做限定。

此外，为了实现至少一帧复合全息图的全息数据通过光寻址或电寻址的方式写入至空间光调制器10。优选的，如图2所示，该全息显示装置还包括存储有至少一帧复合全息图的控制器30。该控制器30与空间光调制器10相连接。该控制器30用于对空间光调制器10的各个像素单元111进行寻址，并将至少一帧复合全息图的全息数据写入至空间光调制器111，以使得空间光调制器10能够加载上述至少一帧复合全息图。

在此基础上，为了对上述一帧复合全息图进行再现，该全息显示装置如图2所示还包括设置于空间光调制器10入光侧的光源单元20。该光源单元40用于向空间光调制器10提供读出光。

具体的，光源单元40如图4所示包括M个光源组件401，至少两个光源组件401出射光的传播方向分别与该帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向相同。其中，该光源单元40包括的光源组件401的个数M大于或等于该帧复合全息图中叠加的子全息图的数量N，即M≥N≥2，M，N为正整数。这样一来，该帧复合全息图中的每一个子全息图都可以通过该光源单元40中的相应光源组件401发出的读出光进行再现。

例如，当光源组件401的数量M与一帧复合全息图中子全息图的数量N相同时，M个光源组件401出射光的传播方向分别与N个子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向一一对应。

或者，当光源组件401的数量M不等于一帧复合全息图中子全息图的数量N时，由于M＞N，M个光源组件401中的N个光源组件401出射光的传播方向分别与N个子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向一一对应。

又或者，当光源组件401的数量M不等于一帧复合全息图中子全息图的数量N时，M个光源组件401中的S个光源组件401出射光的传播方向分别与N个子全息图各中的S个子全息图自相对应的参考光波C的传播方向一一对应。其中，N＞S＞2，S为正整数。

具体的，当控制器30存储有多帧复合全息图时，图4是以第一帧复合全息图由两个子全息图(包括第一子全息图201和第二子全息图202)叠加而成、且该光源单元40包括2个光源组件401a和401b为例。在此情况下，其中一个光源组件401a出射光的传播方向与该第一子全息图201对应的参考光波的传播方向相同，即与空间光调制器10入光面之间的夹角为β。此外，另一个光源组件401b出射光的传播方向与该第二子全息图202对应的参考光波的传播方向相同，即与空间光调制器10入光面之间的夹角为α。从而使得出射光传播方向不同的光源组件401可以分别对叠加于一复合全息图中的各个子全息图分别进行再现，使得不同的子全息图能够在不相互干扰的情况下同时独立显示。这样一来，位于不同位置的观测者可以看到不同的显示内容。例如，图4中位于左侧的观测者能够看到再现的第一子全息图201，而位于右侧的观测者可以看到再现的第二子全息图202。

在此基础上，可选的该光源组件401可以如图4所示包括激光器4011以及设置于该激光器4011出光侧的准直扩束镜4012。该准直扩束镜4012可以将激光器4011发出的线光源转换成准直面光源。

或者，上述光源组件401，还可以如图5所示包括LED光源，该LED光源可以单色光，例如白光。

在上述过程中，各个光源组件401初始的出射光的传播方向不一定恰好能满足读出上述各子全息图的需要，此时可以通过手动调节使得各个光源组件401出射光的传播方向与各个子全息图所对应的参考光波的传播方向相同。

然而，手动调节的方式一方面不够精确，影响全息再现效果；另一方面手动调节方式的自动化程度较低，费时费力。因此，为了提高显示效率和对光源组件401出射光传播方向的调节精度以达到更优的全息再现显示效果，优选采用如下方式：

该全息显示装置如图4所示，还包括驱动器50以及存储有多帧复合全息图的控制器30。

其中，控制器30与空间光调制器10相连，可以对空间光调制器10的各个像素单元111进行寻址，将第一帧复合全息图的全息数据写入至空间光调制器10，以使该空间光调制器10加载第一帧复合全息图。

此外，该控制器30与驱动器50相连接，该控制器30用于从存储的多帧复合全息图中获取该第一帧复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，即上述角度β以及角度α，然后该控制器30根据获取结果向驱动器50发送偏转指令。

该驱动器50与每个光源组件401a以及401b相连接。该驱动器50用于根据上述偏转指令驱动光源组件401a以及401b进行偏转。

具体的，当空间光调制器10加载上述第一帧复合全息图时，控制器30获取其中第一、第二子全息图对应的参考光波的传播方向与空间光调制器10入光面之间的夹角β和α，然后该控制器30根据获取结果向驱动器50发送偏转指令，具体的，该控制器30根据获取到的角度β以及角度α向驱动器50发送与该角度β相匹配的第一偏转指令，以及与该角度α相匹配的第二偏转指令。由此使得两个光源组件401a、401b出射光的传播方向分别与第一帧复合全息图中的不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同，以实现第一帧复合全息图中各个子全息图的再现。

在采用该全息显示装置对多帧复合全息图进行再现的过程中，控制器30可以通过寻址，将第二帧复合全息图的全息数据写入至调控空间光调制器10，使该全息显示装置显示的内容切换到第二帧复合全息图。当第二帧复合全息图中叠加的子全息图与第一帧复合全息图中叠加的子全息图不同时，如果第二帧复合全息图中子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向与第一帧复合全息图中子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向相同，则无需改变上述各个光源组件401的传播方向。

然而，通常当在第二帧复合全息图中叠加的子全息图与第一帧复合全息图中叠加的子全息图不同时，第二帧中各个子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向与第一帧复合全息图中子全息图各自相对应的参考光波C的传播方向是不同的，则此时所需要的读出光的角度就发生了变化。例如当第一帧复合全息图如图4所示包括叠加的第一子全息图201和第二子全息图202、而第二帧复合全息图如图5所示包括叠加的第三子全息图203和第四子全息图204时，光源单元40需要光源组件401a出射光的传播方向与该第三子全息图203对应的参考光波的传播方向相同，即与空间光调制器10入光面之间的夹角需要由β变更为φ；此外需要另一个光源组件401b出射光的传播方向与该第四子全息图204对应的参考光波的传播方向相同，即与空间光调制器10入光面之间的夹角需要由α变更为θ。

此时，同样可以通过改变光源单元40中至少一部分光源组件401的偏转方向，以达到对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现的目的。

其中，当空间光调制器10加载上述第二帧全息图时，该控制器30用于从存储的多帧复合全息图中获取第二帧复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，即上述角度φ以及角度θ。然后该控制器30根据获取结果向驱动器50发送偏转指令，具体的，该控制器30根据获取到的角度φ以及角度θ向驱动器50发送与该角度φ相匹配的第三偏转指令，以及与该角度θ相匹配的第四偏转指令。

此外，驱动器50与每个光源组件401a以及401b相连接。该驱动器50用于根据上述偏转指令驱动光源组件401a以及401b进行偏转，以使得至少两个光源组件出射光的传播方向分别与第二帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。具体的。驱动器50根据上述第三偏转指令，控制其中一个光源组件401a进行偏转，以使得该光源组件401a出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度φ，从而使得该光源组件401a出射光的传播方向与第三子全息图203的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第三子全息图203进行再现。此外，驱动器50根据上述第四偏转指令，控制另一个光源组件401b进行偏转，以使得该光源组件401b出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度θ，从而使得该光源组件401b出射光的传播方向与第四子全息图204的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第四子全息图204进行再现。

这样一来，当第二帧复合全息图中叠加的子全息图与第一帧复合全息图中叠加的子全息图不同时，通过改变光源单元40中至少一部分光源组件的偏转方向，就可以对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现，使得位于不同位置的观测者可以看到不同的显示内容。例如，图5中位于左侧的观测者能够看到再现的第三子全息图203，而位于右侧的观测者可以看到再现的第四子全息图204。

同理，采用上述方法，可以实现多帧复合全息图的显示，具体过程同上所述，此处不再赘述。

综上所述，一方面，该全息显示装置在显示的过程中，可以采用上述全息计算技术绘制出至少一帧复合全息图，并将至少一帧复合全息图以光寻址或电寻址方式写入至空间光调制器10，从而实现对至少一帧复合全息图的加载。接下来，通过光源单元40向该空间光调制器10提供读出光，以对至少一帧复合全息图进行再现。由上述可知，通过该全息显示装置显示不同帧的复合全息图的过程中无需更换全息干板21，从而使得全息显示过程更加便捷。

另一方面，由于复合全息图包括多个叠加的子全息图，而至少两个光源组件401出射光的传播方向分别与一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。因此一帧内光源单元40可以对一帧复合全息图中的多个子全息图分别进行再现，以使得位于不同位置的多个用户同时看到不同的全息影像，显示内容也更加的丰富。

再一方面，通过控制器30和驱动器50的配合，使得提供读出光的多个光源组件401的照射角度可以灵活调控，更好地适应再现不同帧的复合全息图中不同的子全息图的需要。

又例如，当该光源单元40包括的光源组件401的数量足够多时，也可以无需改变光源单元40中各个光源组件401的偏转方向，同样能够达到对不同帧复合全息图中的各个子全息图进行再现的目的。

为了达到上述目的，可以采用足够多的光源组件401排列设置在空间光调制器10的入光侧，各个光源组件401的出射光的传播方向不同，用于分别对至少一帧复合全息图中的不同子全息图进行再现。

例如，多个光源组件401以空间光调制器10的中心位置为圆心排列成圆弧状，各个光源组件401的出射方向均在以上述圆弧半径的方向上。当然，光源组件401的排列方式不限于此，只要使得多个光源组件401的出光方向能够满足对至少一帧复合全息图中各个子全息图进行再现即可。

此时，可以不采用驱动器50，使控制器30直接与每个光源组件401相连接。

优选的，如图6a或6b所示，光源单元40上述M个光源组件401依次紧密排列，每相邻两个光源组件401出射光的传播方向具有第一角度γ，该第一角度γ为锐角。

需要说明的是，上述多个光源组件401依次紧密排列是指在安装公差允许的范围内，且在保证相邻两个光源组件401出射光的传播方向具有第一角度γ的前提下，尽量能够减小相邻两个光源组件401之间的距离。优选的，相邻两个光源组件401的部分能够相接触。

此外，该全息显示装置还包括上述存储有多帧复合全息图的控制器30。

在此情况下，该控制器30与每个光源组件401相连接。该控制器用于从存储的多帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向。然后该控制器30根据获取结果仅开启部分光源组件401，以使得至少两个开启的光源组件401出射光的传播方向与待加载复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

其中，优选的光源单元40如图6a或6b所示完全覆盖空间光调制器10的入光面。此外，任意两个第一角度γ相等。这样一来，多个由光源组件401构成的光源单元40的出光面呈圆弧状，且当该光源单元40中的所有光源组件401均发光时，该光源单元40发出的光线能够完全覆盖空间光调制器10的入光面。

具体的，如图6a所示，当空间光调制器10加载第一帧复合全息图时，控制器30根据获取的角度β，开启其中一个光源组件401a，以使得该光源组件401a出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度β，从而使得该光源组件401a出射光的传播方向与第一子全息图201的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第一子全息图201进行再现。此外，控制器30根据获取的角度α，开启另一个光源组件401b，以使得该光源组件401b出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度α，从而使得该光源组件401b出射光的传播方向与第二子全息图202的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第二子全息图202进行再现。

当空间光调制器10加载第二帧复合全息图时，如图6b所示，控制器30根据获取的角度φ，开启其中一个光源组件401a，以使得该光源组件401a出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度φ，从而使得该光源组件401a出射光的传播方向与第三子全息图203的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第三子全息图203进行再现。此外，控制器30根据获取的角度θ，开启另一个光源组件401b，以使得该光源组件401b出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度θ，从而使得该光源组件401b出射光的传播方向与第四子全息图204的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第四子全息图204进行再现。

这样一来，当第二帧复合全息图中叠加的子全息图与第一帧复合全息图中叠加的子全息图不同时，可以通过控制器30仅开启该光源单元40中的部分光源组件401，就可以对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现。

综上所述，通过控制器30使得提供读出光的多个光源组件401的点亮方式可以灵活调控，更好地适应再现不同帧的复合全息图中不同的子全息图的需要。

同理，采用上述控制方式，可以实现多帧复合全息图的显示，具体过程同上所述，此处不再赘述。

需要说明的是，图5(或图4)和图6a(或图6b)所示的方案均是以一帧复合全息图由两个子全息图(包括第一子全息图201和第二子全息图202)叠加而成为例进行的说明。对于一帧复合全息图由两个以上的子全息图叠加而成的方案同上所述，此处不再赘述。

综上所述，图5(或图4)所示的方案，通过改变光源组件401的偏转角度，使得偏转后的至少两个光源组件401能够对待加载复合全息图中至少两个子全息图分别进行再现。而图6a(或图6b)所示的方案中，控制器30仅需要开启部分光源组件401，以使得至少两个开启的光源组件401对待加载复合全息图中至少两个子全息图分别进行再现。在此情况下，当待加载复合全息图中包括的子全息图的数量一致时，图5(或图4)所示的方案可以节省光源组件401的数量而无需设置过多的光源组件401。另外，当不同帧的复合全息图中包括的子全息图的数量不同时，例如第一帧复合全息图中包括两幅子全息图，而第二帧复合全息图中包括三幅子全息图时，图6a(或图6b)所示的方案，仅需要选择性地多开启一个相应方向的光源组件401即可，因此使得调节过程更加的灵活简便，只需要点亮即可，不必进行偏转驱动。

此外，上述两种技术方案还可以结合使用，例如：当采用如图6a(或图6b)所示的，由多个光源组件401在空间光调制器10的入光面排列设置的方案时，该全息显示装置也可以同时设置有如图5(或图4)所示的驱动器50，该驱动器50的连接方式和作用同上所述，在此情况下，不仅可以根据需要通过控制器30开启部分光源组件401，还可以根据需要在控制器30的控制下，通过驱动器50驱动部分光源组件401进行偏转，以达到调节该光源组件401出射光线传播方向的目的。具体的调节过程同上所述，此处不再赘述。

本发明实施例提供一种展示柜，包括如上所述的任意一种全息显示装置。该展示柜具有与前述实施例提供的全息显示装置相同的结构和有益效果，由于前述实施例已经对全息显示装置的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。其中，该展示柜可以用于博物馆、水族馆、科技馆等公共场所。此外，该展示柜的形状可以为立方体，或者圆柱体等，本发明对此不做限定。

本发明实施例提供一种用于驱动上述任意一种全息显示装置的方法，如图7所示包括：

S101、如图2所示的空间光调制器10加载至少一帧复合全息图。

其中，上述步骤S101驱动方法包括：

控制器30对空间光调制器10的各个像素单元111进行寻址，将至少一帧复合全息图的全息数据写入至空间光调制器10。其中，当至少一帧复合全息图为多帧复合全息图时，该多帧复合全息图可以是具有一定显示顺序的连续多帧图像，也可以是相互不连续不相关的多帧图像。当上述多帧复合全息图具有一定的显示顺序时，可以实现动态全息显示。

S102、光源单元40向空间光调制器10提供读出光。具体的该步骤包括：光源单元40中至少两个光源组件401出射光的传播方向分别与一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

这样一来，一方面，该全息显示装置在显示的过程中，可以采用上述全息计算技术绘制出至少一帧复合全息图，并将至少一帧复合全息图以光寻址或电寻址方式写入至空间光调制器10，从而实现对至少一帧复合全息图的加载。接下来，通过光源单元40向该空间光调制器10提供读出光，以对至少一帧复合全息图进行再现。由上述可知，通过该全息显示装置显示多个图像的过程中无需更换全息干板21，从而使得全息显示过程更加便捷。

另一方面，由于复合全息图包括多个叠加的子全息图，而至少两个光源组件401出射光的传播方向分别与一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。因此一帧内光源单元40可以对一帧复合全息图中的多个子全息图分别进行再现，以使得位于不同位置的多个用户同时看到不同的全息影像，显示内容也更加的丰富。

当空间光调制器加载一帧复合全息图时、或者其加载的复合全息图由一帧切换为新的一帧图像时，可以通过改变光源单元40中至少一部分光源组件401的偏转方向，以达到对不同帧的复合全息图中的各个子全息图进行再现的目的。

为了达到上述目的，以控制器30存储多帧复合全息图为例，当全息显示装置如图5所示包括控制器30和驱动器50时，该光源单元401向空间光调制器10提供读出光的方法，如图8所示包括：

S201、控制器30存储多帧复合全息图。

S202、控制器30从多帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，即上述角度β(或φ)以及角度α(或θ)。然后根据获取结果向驱动器50发送偏转指令。

具体的，该控制器30根据获取到的角度β(或φ)以及角度α(或θ)向驱动器50发送与该角度β(或φ)相匹配的一偏转指令，以及与该角度α(或θ)相匹配的另一偏转指令。

S203、驱动器根50据偏转指令驱动光源组件401进行偏转，以使得至少两个光源组件401出射光的传播方向分别与不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

具体的，以全息显示装置对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现为例，如图5所示，驱动器50根据上述一偏转指令，控制其中一个光源组件401a进行偏转，以使得该光源组件401a出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度φ，从而使得该光源组件401a出射光的传播方向与第三子全息图203的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第三子全息图203进行再现。此外，驱动器50根据上述另一偏转指令，控制另一个光源组件401b进行偏转，以使得该光源组件401b出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度θ，从而使得该光源组件401b出射光的传播方向与第四子全息图204的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第四子全息图204进行再现。

这样一来，当第二帧复合全息图中叠加的子全息图与第一帧复合全息图中叠加的子全息图不同时，通过改变光源单元40中至少一部分光源组件的偏转方向，就可以对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现，使得位于不同位置的观测者可以看到不同的显示内容。例如，图5中位于左侧的观测者能够看到再现的第三子全息图203，而位于右侧的观测者可以看到再现的第四子全息图204。同理，采用上述方法，可以实现多帧复合全息图的显示，具体过程同上所述，此处不再赘述。

又例如，当该光源单元40包括的光源组件401的数量足够多时，也可以无需改变光源单元40中各个光源组件401的偏转方向，同样能够达到对不同帧的复合全息图中的各个子全息图进行再现的目的。

为了达到上述目的，当全息显示装置包括控制器30，该光源单元40的M个光源组件401排列设置在空间光调制器10的入光侧，各个光源组件401的出射光的传播方向不同，用于分别对至少一帧复合全息图中的不同子全息图进行再现时，光源单元401向空间光调制器10提供读出光的方法，如图9所示包括：

S301、控制器30存储多帧复合全息图。

S302、控制器30从多帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，即上述角度β(或φ)以及角度α(或θ)。

S303、控制器30根据获取结果仅开启部分光源组件401，至少两个开启的光源组件401出射光的传播方向与待加载复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

具体的，以全息显示装置对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现为例，如图6b所示，控制器30根据获取的角度φ，开启其中一个光源组件401a，以使得该光源组件401a出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度φ，从而使得该光源组件401a出射光的传播方向与第三子全息图203的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第三子全息图203进行再现。此外，控制器30根据获取的角度θ，开启另一个光源组件401b，以使得该光源组件401b出射光的传播方向与该空间光调制器10入光面之间的夹角为角度θ，从而使得该光源组件401b出射光的传播方向与第四子全息图204的参考光波的传播方向相同，进而能够对该第四子全息图204进行再现。

这样一来，当第二帧复合全息图中叠加的子全息图与第一帧复合全息图中叠加的子全息图不同时，可以通过控制器30仅开启该光源单元40中的部分光源组件401，就可以对第二帧复合全息图中的各个子全息图进行再现。同理，采用上述控制方式，可以实现多帧复合全息图的显示，具体过程同上所述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种全息显示装置，其特征在于，包括空间光调制器，用于加载至少一帧复合全息图，所述一帧复合全息图由N幅子全息图叠加而成；

所述全息显示装置还包括设置于所述空间光调制器入光侧的光源单元，用于向所述空间光调制器提供读出光；所述光源单元包括M个光源组件，至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与所述一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同；

其中，M≥N≥2，M，N为正整数。

2.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，还包括驱动器和存储有至少一帧所述复合全息图的控制器；

所述控制器与所述驱动器相连接，所述控制器用于从所述至少一帧复合全息图中获取待加载的复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，并根据获取结果向所述驱动器发送偏转指令；

所述驱动器与每个所述光源组件相连接，所述驱动器用于根据所述偏转指令驱动所述光源组件进行偏转，以使得至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

3.根据权利要求1或2所述的全息显示装置，其特征在于，

所述M个光源组件排列设置在空间光调制器的入光侧，各个光源组件的出射光的传播方向不同，用于分别对所述至少一帧复合全息图中的不同子全息图进行再现。

4.根据权利要求3所述的全息显示装置，其特征在于，

所述M个光源组件依次紧密排列，每相邻两个光源组件出射光的传播方向具有第一角度，所述第一角度为锐角。

5.根据权利要求3所述的全息显示装置，其特征在于，所述光源单元完全覆盖所述空间光调制器的入光面。

6.根据权利要求4所述的全息显示装置，其特征在于，任意两个所述第一角度相等。

7.根据权利要求3所述的全息显示装置，其特征在于，还包括存储有至少一帧所述复合全息图的控制器；

所述控制器与每个光源组件相连接，所述控制器用于从所述至少一帧复合全息图中获取待加载的复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，并根据获取结果仅开启部分光源组件；至少两个开启的光源组件出射光的传播方向分别与所述待加载复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

8.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，还包括存储有至少一帧所述复合全息图的控制器；

所述控制器与所述空间光调制器相连接，所述控制器用于对所述空间光调制器的各个像素单元进行寻址，将至少一帧复合全息图的全息数据写入至所述空间光调制器。

9.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述光源组件包括激光器，以及设置于所述激光器出光侧的准直扩束镜。

10.根据权利要求1所述的全息显示装置，其特征在于，所述光源组件包括LED光源。

11.一种展示柜，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的全息显示装置。

12.一种用于驱动如权利要求1-10任一项所述的全息显示装置的方法，其特征在于，所述方法包括：

空间光调制器加载至少一帧复合全息图；

光源单元向所述空间光调制器提供读出光，包括：光源单元中至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与所述一帧复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

13.根据权利要求12所述的全息显示装置的驱动方法，其特征在于，当所述全息显示装置包括控制器和驱动器时，所述光源单元向所述空间光调制器提供读出光包括：

所述控制器存储至少一帧所述复合全息图；

所述控制器从所述至少一帧复合全息图中获取待加载的复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向，并根据获取结果向所述驱动器发送偏转指令；

所述驱动器根据所述偏转指令驱动所述光源组件进行偏转，以使得至少两个所述光源组件出射光的传播方向分别与不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

14.根据权利要求12所述的全息显示装置的驱动方法，其特征在于，当所述全息显示装置包括控制器，且所述光源单元的M个光源组件排列设置在所述空间光调制器的入光侧，各个光源组件的出射光的传播方向不同，用于分别对所述至少一帧复合全息图中的不同子全息图进行再现时，所述光源单元向所述空间光调制器提供读出光包括：

所述控制器存储至少一帧所述复合全息图；

所述控制器从所述至少一帧复合全息图中获取待加载复合全息图中各个子全息图相对应的参考光波的传播方向；

所述控制器根据获取结果仅开启部分光源组件，至少两个开启的光源组件出射光的传播方向分别与所述待加载复合全息图中不同子全息图各自相对应的参考光波的传播方向相同。

15.根据权利要求12所述的全息显示装置的驱动方法，其特征在于，所述空间光调制器加载至少一帧复合全息图包括：

所述控制器对所述空间光调制器的各个像素单元进行寻址，将至少一帧复合全息图的全息数据写入至所述空间光调制器。