CN108398872A - 一种全息显示器及其显示方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全息显示器及其显示方法、显示装置，用以实现全息显示器的轻薄化，以及在全息显示时，既可单面显示，也可双面显示。全息显示器包括光源支撑部、设置在光源支撑部上的至少一光源、分别位于光源两侧的第一空间光调制器和第二空间光调制器、位于第一空间光调制器靠近光源一侧的第一半透半反射膜、位于第二空间光调制器靠近光源一侧的第二半透半反射膜。

Description

一种全息显示器及其显示方法、显示装置
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器及其显示方法、显示装置。
背景技术
全息显示技术被认为是实现3D显示的最终方案。现有的全息显示的背光都采用激光或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)光源加扩束准直透镜对光源进行扩束准直，以照亮整个空间光调制器。
一般地，空间光调制器含有许多独立单元，它们在空间上排列成一维或二维阵列，每个单元都可以独立地接收光学信号或电学信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质，从而对照明在其上的光波进行调制。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其它信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光转化为相干光。空间光调制器一般按照读出光的读出方式不同，分为反射式和透射式；而按照输入控制信号的方式不同又可分为光寻址和电寻址，目前最常见的空间光调制器是液晶光阀。
现有技术由于背光源需要很多光学部件组成庞大的光学系统，整体体积较大，并且只能单面显示。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种全息显示器及其显示方法、显示装置，用以实现全息显示器的轻薄化，以及在全息显示时，既可单面显示，也可双面显示。
本发明实施例提供的一种全息显示器，包括光源支撑部、设置在所述光源支撑部上的至少一光源、分别位于所述光源两侧的第一空间光调制器和第二空间光调制器、位于所述第一空间光调制器靠近所述光源一侧的第一半透半反射膜、位于所述第二空间光调制器靠近所述光源一侧的第二半透半反射膜。
由本发明实施例提供的全息显示器，包括：光源支撑部、设置在光源支撑部上的至少一光源、分别位于光源两侧的第一空间光调制器和第二空间光调制器、位于第一空间光调制器靠近光源一侧的第一半透半反射膜、位于第二空间光调制器靠近光源一侧的第二半透半反射膜，根据本发明实施例中全息显示器的上述结构构造，若光源发出的光首先照射到第一半透半反射膜，则照射到第一半透半反射膜的部分光线被反射后照射到第二半透半反射膜，其余部分光线透过照射到第一空间光调制器，第一空间光调制器接收到光线后，根据第一空间光调制器连接的数据源提供的数据，进行对光的相位调制和振幅调制，进而能够显示全息图像；同样地，照射到第二半透半反射膜的部分光线被反射后再次照射到第一半透半反射膜，其余部分光线透过照射到第二空间光调制器，第二空间光调制器接收到光线后，根据第二空间光调制器连接的数据源提供的数据，进行对光的相位调制和振幅调制，进而能够显示全息图像。因此，当本发明实施例中的第一空间光调制器和第二空间光调制器均打开时，能够实现双面全息图像的显示；当第一空间光调制器或第二空间光调制器任意之一打开时，能够实现单面全息图像的显示。另外，与现有技术相比，本发明实施例不需要很多光学部件组成庞大的光学系统，能够实现全息显示器的轻薄化。
较佳地，所述光源支撑部为透明基板，所述透明基板设置在所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器之间。
较佳地，所述光源设置在所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧，和/或所述光源设置在所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧。
较佳地，所述光源设置在所述透明基板的边缘区域。
较佳地，所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧设置第三半透半反射膜，和/或所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧设置第四半透半反射膜。
较佳地，所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧设置第一反射层，和/或所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧设置第二反射层；
所述第一反射层和所述第二反射层均用于反射光线；以及
所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧至少设置一光源，且所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧至少设置一光源。
较佳地，所述第一反射层和所述第二反射层的材料相同。
较佳地，所述光源支撑部为设置在所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器外侧的边框；
所述光源位于所述第一空间光调制器在所述边框上的正投影区域与所述第二空间光调制器在所述边框上的正投影区域之间。
较佳地，还包括设置在所述第一空间光调制器远离所述光源一侧预设距离内的第一透镜，和/或设置在所述第二空间光调制器远离所述光源一侧预设距离内的第二透镜；
所述第一透镜用于对所述第一空间光调制器射出的光线进行汇聚；
所述第二透镜用于对所述第二空间光调制器射出的光线进行汇聚。
较佳地，所述第一半透半反射膜和所述第二半透半反射膜的材料相同。
较佳地，所述光源为可旋转的光源。
较佳地，还包括追踪装置，所述追踪装置与全息显示器设置的系统控制器相连，用于捕获人眼位置信息，将捕获的人眼位置信息发送给所述系统控制器；
所述系统控制器还用于根据人眼位置信息的变化控制所述可旋转的光源的旋转。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的全息显示器。
本发明实施例还提供了一种上述全息显示器的显示方法，包括：
控制光源发光；
控制第一空间光调制器和/或第二空间光调制器开启。
较佳地，所述光源为可旋转的光源，该方法还包括：
捕获人眼位置信息，并根据人眼位置信息的变化控制所述可旋转的光源的旋转。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种全息显示器的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种全息显示器的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的另一全息显示器的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的又一全息显示器的结构示意图；
图5a和图5b为本发明实施例一提供的再一全息显示器的结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的一种全息显示器的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种全息显示器的显示方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种全息显示器及其显示方法、显示装置，用以实现全息显示器的轻薄化，以及在全息显示时，既可单面显示，也可双面显示。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的全息显示器。
如图1所示，本发明具体实施例提供了一种全息显示器，包括光源支撑部11、设置在光源支撑部11上的至少一光源12、分别位于光源12两侧的第一空间光调制器13和第二空间光调制器14、位于第一空间光调制器13靠近光源12一侧的第一半透半反射膜15、位于第二空间光调制器14靠近光源12一侧的第二半透半反射膜16。
如图1所示，由于第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16均能够反射部分光线，以及透过部分光线，因此，光源12发出的光照射到第一半透半反射膜15，照射到第一半透半反射膜15的部分光线被反射后照射到第二半透半反射膜16，其余部分光线透过第一半透半反射膜15照射到第一空间光调制器13，第一空间光调制器13接收到光线后，根据第一空间光调制器13连接的数据源提供的数据，进行对光的相位调制和振幅调制，进而能够显示全息图像；同样地，照射到第二半透半反射膜16的部分光线被反射后再次照射到第一半透半反射膜15，其余部分光线透过第二半透半反射膜16照射到第二空间光调制器14，第二空间光调制器14接收到光线后，根据第二空间光调制器14连接的数据源提供的数据，进行对光的相位调制和振幅调制，进而能够显示全息图像。因此，当本发明具体实施例中的第一空间光调制器13和第二空间光调制器14均打开时，能够实现双面全息图像的显示；当第一空间光调制器13或第二空间光调制器14任意之一打开时，能够实现单面全息图像的显示。另外，与现有技术相比，本发明具体实施例不需要很多光学部件组成庞大的光学系统，能够实现全息显示器的轻薄化。
具体地，本发明具体实施例中的第一空间光调制器13和第二空间光调制器14优选液晶光阀，第一空间光调制器13和第二空间光调制器14的具体工作过程以及工作原理与现有技术相同，这里不再赘述。
优选地，本发明具体实施例中的光源12为可旋转的光源，光源12的旋转角度可以通过全息显示器设置的系统控制器控制，本发明具体实施例中的系统控制器可以采用与现有技术全息显示器包括的系统控制器相似的系统控制器，其具体控制方法与现有技术类似，这里不再赘述。本发明具体实施例中的整个全息显示器可以同时由系统控制器控制。
具体实施时，本发明具体实施例中的光源12的可旋转角度小于180度，具体可根据光线的出射方向调整光源的角度，本发明具体实施例将光源12旋转一定的角度，入射到第一空间光调制器13或第二空间光调制器14的光就旋转一定的角度，因此通过调整光源的旋转角度能够实现用户的多角度观看；另外，本发明具体实施例还可通过调整光源的旋转角度以及利用人眼的视觉暂留效应实现多人观看。
具体地，本发明具体实施例中的全息显示器还包括追踪装置，追踪装置与本发明具体实施例中的系统控制器相连，用于捕获人眼位置信息，将捕获的人眼位置信息发送给系统控制器；本发明具体实施例中的系统控制器还用于根据人眼位置信息的变化控制可旋转的光源的旋转。本发明具体实施例中的追踪装置可采用现有的能够捕获人眼位置信息的装置，追踪装置的具体设定位置可根据实际生产需要进行设定。追踪装置的设置能够更好的实时追踪到人眼的具体位置，进而更好的实现多角度及多人观看。
具体地，本发明具体实施例中的第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16的材料相同，优选地，第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16选择厚度较薄的铝(Al)，当然，在实际生产过程中，第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16还可以选择其它的具有部分透光性和部分反光特性的材料，并且第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16的材料也可以选择不同的材料，但是实际生产过程中，考虑到材料的成本等因素，优选第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16的材料相同。
具体地，本发明具体实施例中的光源支撑部可以为透明基板，也可以为设置在第一空间光调制器和第二空间光调制器外侧的边框。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的全息显示器的具体结构，附图中各部件区域大小、形状不反应各部件的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
实施例一：
如图2所示，本发明具体实施例中的光源支撑部为透明基板21，透明基板21设置在第一空间光调制器13和第二空间光调制器14之间。光源12设置在透明基板21靠近第一半透半反射膜15的一侧，和/或光源12设置在透明基板21靠近第二半透半反射膜16的一侧，图2仅示出了光源12设置在透明基板21靠近第一半透半反射膜15的一侧。
具体实施时，透明基板21可以选择玻璃基板，透明基板21到第一空间光调制器13之间的距离与透明基板21到第二空间光调制器14之间的距离相等，当然，实际设计时，透明基板21到第一空间光调制器13之间的距离与透明基板21到第二空间光调制器14之间的距离也可以不相等，且在实际设计中，为了能够更大范围的放置光源12，透明基板21在竖直方向上的长度与第一空间光调制器13或第二空间光调制器14在竖直方向上的长度相等。
优选地，如图2所示，本发明具体实施例中的光源12设置在透明基板21的边缘区域，这样能够使得光源12发出的光最大限度的照射到第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16。
具体地，如图2所示，本发明具体实施例的全息显示器还包括设置在第一空间光调制器13远离光源12一侧预设距离内的第一透镜22，和/或设置在第二空间光调制器14远离光源12一侧预设距离内的第二透镜23；第一透镜22用于对第一空间光调制器13射出的光线进行汇聚；第二透镜23用于对第二空间光调制器14射出的光线进行汇聚，第一透镜22和第二透镜23的设置能够更好的使光线射入人眼20。
如图2所示，本发明具体实施例中的光源12为可旋转的光源，本发明具体实施例可以通过追踪装置(图中未示出)捕获人眼20的位置信息，将捕获的人眼20的位置信息发送给系统控制器(图中未示出)，系统控制器根据人眼20的位置信息的变化控制可旋转的光源12的旋转，实现多角度及多人观看。用户实际观看时，图2中位于左侧的用户观看到的全息图像24的内容与位于右侧的用户观看到的全息图像24的内容可以相同，也可以不同。
具体地，如图3所示，本发明具体实施例透明基板21靠近第一半透半反射膜15的一侧设置第三半透半反射膜31，和/或透明基板21靠近第二半透半反射膜16的一侧设置第四半透半反射膜32，图中仅示出了同时设置第三半透半反射膜31和第四半透半反射膜32的情况，光源12发出的光的传播方向如图中箭头所示的方向。
具体实施时，第三半透半反射膜31和第四半透半反射膜32的材料优选与第一半透半反射膜15和第二半透半反射膜16的材料相同，当然，在实际生产过程中第三半透半反射膜31和第四半透半反射膜32还可以选择其它具有反射光和透射光功能的其它膜层，本发明具体实施例并不对第三半透半反射膜31和第四半透半反射膜32的具体材料做限定。
具体地，如图4所示，透明基板21靠近第一半透半反射膜15的一侧设置第一反射层41，和/或透明基板21靠近第二半透半反射膜16的一侧设置第二反射层42；第一反射层41和第二反射层42均用于反射光线；透明基板21靠近第一半透半反射膜15的一侧至少设置一光源12，且透明基板21靠近第二半透半反射膜16的一侧至少设置一光源12，图3中仅示出了同时设置第一反射层41和第二反射层42的情况，光源12发出的光的传播方向如图中箭头所示的方向。
具体实施时，第一反射层41和第二反射层42的材料相同，优选地，第一反射层41和第二反射层42的材料为铝(Al)，当然，在实际生产过程中，第一反射层41和第二反射层42还可以选择其它具有反光特性的材料，并且第一反射层41和第二反射层42的材料也可以选择不同的材料，但是实际生产过程中，考虑到材料的成本等因素，优选第一反射层41和第二反射层42的材料相同。
如图4所示，当透明基板21的左右两侧分别设置有第一反射层41和第二反射层42时，为了实现双面显示，本发明具体实施例需要在透明基板21的左右两侧分别至少设置一个光源12，图4中示出了在透明基板21的左侧和右侧分别设置一个光源12的情况。
具体实施时，如图5a和图5b所示，可以在透明基板21的左侧设置上光源和下光源两个光源12，在透明基板21的右侧设置上光源和下光源两个光源12。在实际显示时，图5a中位于透明基板21左右两侧的上光源发光，当然，也可以是位于透明基板21左右两侧的下光源发光；图5b中位于透明基板21左侧的下光源和位于透明基板21右侧的上光源发光，当然，也可以是位于透明基板21左侧的上光源和位于透明基板21右侧的下光源发光。
实施例二：
如图6所示，本发明具体实施例中的光源支撑部为设置在第一空间光调制器13和第二空间光调制器14外侧的边框51；光源12位于第一空间光调制器13在边框51上的正投影区域与第二空间光调制器14在边框51上的正投影区域之间。具体实施时，光源12到第一空间光调制器13的距离与光源12到第二空间光调制器14的距离相等。
具体地，如图6所示，本发明具体实施例的全息显示器还包括设置在第一空间光调制器13远离光源12一侧预设距离内的第一透镜22，和/或设置在第二空间光调制器14远离光源12一侧预设距离内的第二透镜23；第一透镜22用于对第一空间光调制器13射出的光线进行汇聚；第二透镜23用于对第二空间光调制器14射出的光线进行汇聚，第一透镜22和第二透镜23的设置能够更好的使光线射入人眼。
基于同样的发明构思，本发明具体实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明具体实施例提供的上述的全息显示器，该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。
基于同样的发明构思，如图7所示，本发明具体实施例还提供了一种上述全息显示器的显示方法，包括：
S701、控制光源发光；
S702、控制第一空间光调制器和/或第二空间光调制器开启。
具体地，若本发明具体实施例中的光源为可旋转的光源，该方法还包括：捕获人眼位置信息，并根据人眼位置信息的变化控制可旋转的光源的旋转。
具体实施时，本发明具体实施例由系统控制器控制光源的发光、控制第一空间光调制器和/或第二空间光调制器开启或关闭，当第一空间光调制器或第二空间光调制器关闭，能够实现单面显示；当第一空间光调制器和第二空间光调制器开启，能够实现双面显示，可用于橱窗进行展览展示。
综上所述，本发明具体实施例提供一种全息显示器，包括光源支撑部、设置在光源支撑部上的至少一光源、分别位于光源两侧的第一空间光调制器和第二空间光调制器、位于第一空间光调制器靠近光源一侧的第一半透半反射膜、位于第二空间光调制器靠近光源一侧的第二半透半反射膜。根据本发明具体实施例中全息显示器的上述结构构造，由于第一半透半反射膜和第二半透半反射膜均能够反射部分光线，以及透过部分光线，因此若光源发出的光首先照射到第一半透半反射膜，则照射到第一半透半反射膜的部分光线被反射后照射到第二半透半反射膜，其余部分光线透过照射到第一空间光调制器，第一空间光调制器接收到光线后，根据第一空间光调制器连接的数据源提供的数据，进行对光的相位调制和振幅调制，进而能够显示全息图像；同样地，照射到第二半透半反射膜的部分光线被反射后再次照射到第一半透半反射膜，其余部分光线透过照射到第二空间光调制器，第二空间光调制器接收到光线后，根据第二空间光调制器连接的数据源提供的数据，进行对光的相位调制和振幅调制，进而能够显示全息图像。因此，当本发明具体实施例中的第一空间光调制器和第二空间光调制器均打开时，能够实现双面全息图像的显示；当第一空间光调制器或第二空间光调制器任意之一打开时，能够实现单面全息图像的显示。另外，与现有技术相比，本发明具体实施例不需要很多光学部件组成庞大的光学系统，能够实现全息显示器的轻薄化。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种全息显示器，其特征在于，包括光源支撑部、设置在所述光源支撑部上的至少一光源、分别位于所述光源两侧的第一空间光调制器和第二空间光调制器、位于所述第一空间光调制器靠近所述光源一侧的第一半透半反射膜、位于所述第二空间光调制器靠近所述光源一侧的第二半透半反射膜。
2.根据权利要求1所述的全息显示器，其特征在于，所述光源支撑部为透明基板，所述透明基板设置在所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器之间。
3.根据权利要求2所述的全息显示器，其特征在于，所述光源设置在所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧，和/或所述光源设置在所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧。
4.根据权利要求3所述的全息显示器，其特征在于，所述光源设置在所述透明基板的边缘区域。
5.根据权利要求2所述的全息显示器，其特征在于，所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧设置第三半透半反射膜，和/或所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧设置第四半透半反射膜。
6.根据权利要求2所述的全息显示器，其特征在于，所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧设置第一反射层，和/或所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧设置第二反射层；
所述第一反射层和所述第二反射层均用于反射光线；以及
所述透明基板靠近所述第一半透半反射膜的一侧至少设置一光源，且所述透明基板靠近所述第二半透半反射膜的一侧至少设置一光源。
7.根据权利要求6所述的全息显示器，其特征在于，所述第一反射层和所述第二反射层的材料相同。
8.根据权利要求1所述的全息显示器，其特征在于，所述光源支撑部为设置在所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器外侧的边框；
所述光源位于所述第一空间光调制器在所述边框上的正投影区域与所述第二空间光调制器在所述边框上的正投影区域之间。
9.根据权利要求1所述的全息显示器，其特征在于，还包括设置在所述第一空间光调制器远离所述光源一侧预设距离内的第一透镜，和/或设置在所述第二空间光调制器远离所述光源一侧预设距离内的第二透镜；
所述第一透镜用于对所述第一空间光调制器射出的光线进行汇聚；
所述第二透镜用于对所述第二空间光调制器射出的光线进行汇聚。
10.根据权利要求1所述的全息显示器，其特征在于，所述第一半透半反射膜和所述第二半透半反射膜的材料相同。
11.根据权利要求1-10任一项所述的全息显示器，其特征在于，所述光源为可旋转的光源。
12.根据权利要求11所述的全息显示器，其特征在于，还包括追踪装置，所述追踪装置与全息显示器设置的系统控制器相连，用于捕获人眼位置信息，将捕获的人眼位置信息发送给所述系统控制器；
所述系统控制器还用于根据人眼位置信息的变化控制所述可旋转的光源的旋转。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的全息显示器。
14.一种如权利要求1-12任一项所述的全息显示器的显示方法，其特征在于，包括：
控制光源发光；
控制第一空间光调制器和/或第二空间光调制器开启。
15.根据权利要求14所述的显示方法，其特征在于，所述光源为可旋转的光源，该方法还包括：
捕获人眼位置信息，并根据人眼位置信息的变化控制所述可旋转的光源的旋转。
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