DE102011051735A1 - Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung - Google Patents

Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102011051735A1
DE102011051735A1 DE102011051735A DE102011051735A DE102011051735A1 DE 102011051735 A1 DE102011051735 A1 DE 102011051735A1 DE 102011051735 A DE102011051735 A DE 102011051735A DE 102011051735 A DE102011051735 A DE 102011051735A DE 102011051735 A1 DE102011051735 A1 DE 102011051735A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light modulator
spatial light
hologram image
digital hologram
image display
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.)
Granted
Application number
DE102011051735A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011051735B4 (de
Inventor
Minsung YOON
Guensik Lee
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.)
LG Display Co Ltd
Original Assignee
LG Display Co Ltd
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
Application filed by LG Display Co Ltd filed Critical LG Display Co Ltd
Publication of DE102011051735A1 publication Critical patent/DE102011051735A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011051735B4 publication Critical patent/DE102011051735B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2249Holobject properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2286Particular reconstruction light ; Beam properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2294Addressing the hologram to an active spatial light modulator
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00Object characteristics
    • G03H2210/303D object
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00Optical components
    • G03H2223/14Diffuser, e.g. lens array, random phase mask

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung, in der die nullte Beugungsordnung zur Optimierung der Wiedergabe dreidimensionaler holografischer Videodaten entfernt ist. Die vorliegende Erfindung schafft eine digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung, umfassend: einen Mustergenerator zur Erzeugung holografischer Interferenzmuster; einen räumlichen Lichtmodulator zum Empfang der holografischen Interferenzmuster von dem Mustergenerator und zur Darstellung der holografischen Interferenzmuster; eine Lichtquelle, die auf einer Seite des räumlichen Lichtmodulators angeordnet ist und einen Referenzstrahl auf den räumlichen Lichtmodulator strahlt; eine optische Vorrichtung zur Steuerung des Referenzstrahls, derart, dass dieser auf die gesamte Oberfläche des räumlichen Lichtmodulators gestrahlt wird; und eine Diffusionsschicht mit einem Haze-Wert von zumindest 20%, die zwischen der Lichtquelle und dem räumlichen Lichtmodulator angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0084911 , eingereicht am 31.08.2010, welche hiermit durch vollständige Bezugnahme eingeschlossen wird.
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft eine digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung zur Wiedergabe bzw. zum Abspielen digitaler Hologramm-Videodaten zum Abspielen dreidimensionaler Videobilder. Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung eine digitale Hologrammwiedergabevorrichtung, in welcher die nullte Beugungsordnung entfernt ist, zur Optimierung der Wiedergabe und des Abspielens der dreidimensionalen Hologramm-Videodaten.
  • In letzter Zeit wurden Technologien und Forschungen zur Herstellung und Wiedergabe dreidimensionaler (3D) Bilder und Videos aktiv entwickelt. Da das Medium der 3D-Bilder bzw. Videos ein neues Konzeptmedium für virtuelle Räume ist, kann es die visuelle Information besser wiedergeben und führt zu Wiedergabevorrichtungen einer neuen Generation. Das herkömmliche 2D-Bildsystem zeigt lediglich eine Projektion des Bildes und der Videodaten in einer flachen Ebene, doch das 3D-Bildsystem kann dem Betrachter die vollständig realen Bilddaten wiedergeben. Ein Beispiel für die 3D-Bild-/Videotechnik sind die True North Bild-/Videotechnologien.
  • Typischerweise existieren drei Verfahren zur Wiedergabe von 3D-Bildern bzw. Videos: das stereoskopische Verfahren, das Hologrammverfahren und das Integralbildverfahren. Unter diesen verwendet das holografische Verfahren Laserstrahlen, so dass es möglich ist, die 3D-Bilder bzw. Videos mit bloßem Auge zu betrachten. Das holografische Verfahren ist das beste Verfahren, da es exzellente stereoskopische Betrachtungseigenschaften hat, ohne dass es den Betrachter ermüdet.
  • Zur Herstellung einer Aufzeichnung der Phase der Lichtwelle an jedem Bildpunkt verwendet die Holographie einen Referenzstrahl, der mit dem Licht von der Szene oder dem Objekt kombiniert wird (dem Objektstrahl). Falls diese zwei Strahlen kohärent sind, erzeugt die optische Interferenz zwischen dem Referenzstrahl und dem Objektstrahl aufgrund der Überlagerung der Lichtwellen eine Abfolge von Intensitätsstreifen, die auf einem herkömmlichen fotografischen Film aufgezeichnet werden können. Diese Streifen formen eine Art von Beugungsmuster auf dem Film, welches Hologramm genannt wird. Das zentrale Ziel der Holografie besteht darin, bei Beleuchtung des aufgezeichneten Gitters zu einem späteren Zeitpunkt durch einen Ersatz-Referenzstrahl den ursprünglichen Objektstrahl zu rekonstruieren (oder zu reproduzieren), so dass ein 3D-Bild bzw. Video erzeugt wird.
  • Eine neuere Entwicklung ist die computergenerierte Holografie (oder CGH), welche ein Verfahren zur digitalen Erzeugung holografischer Interferenzmuster ist. Ein holografisches Bild kann z. B. erzeugt werden durch digitale Berechnung eines holografischen Interferenzmusters und Drucken desselben auf eine Maske oder einen Film zur nachfolgenden Beleuchtung durch eine geeignete kohärente Lichtquelle. Das holografische Bild kann durch eine holografische 3D-Anzeige wiedergegeben werden, ohne dass jedes Mal ein „Abzug” des holografischen Interferenzmusters angefertigt werden muss.
  • Computergenierte Hologramme weisen den Vorteil auf, dass die zu zeigenden Objekte überhaupt nicht körperlich existieren müssen. Falls holografische Daten existierender Objekte optisch erzeugt werden, jedoch digital aufgezeichnet und verarbeitet werden und nachfolgend auf einer Anzeige angezeigt werden, wird dies auch als CGH bezeichnet. Beispielsweise wird ein holografisches Interferenzmuster durch ein Computersystem erzeugt, und das erzeugte Muster wird an einen räumlichen Lichtmodulator wie etwa einen LCSML (Liquid Crystal Spatial Light Modulator oder räumlicher Flüssigkristall-Lichtmodulator) weitergegeben und anschließend wird das 3D-Bild oder Video entsprechend dem holografischen Interferenzmuster rekonstruiert bzw. reproduziert durch Bestrahlen des räumlichen Lichtmodulators mit dem Referenzstrahl. 1 ist eine schematische Zeichnung zur Darstellung einer digitalen holografischen Bild-/Videoanzeigevorrichtung unter Verwendung computergenerierter Holografie gemäß dem Stand der Technik.
  • Gemäß 1 erzeugt ein Computer 10 ein holografisches Interferenzmuster anzuzeigender Bild-/Videodaten. Das erzeugte holografische Interferenzmuster wird an einen SLM (Spatial Light Modulator oder räumlicher Lichtmodulator) 20 gegeben. Der SLM 20 kann als Transmissions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung das holografische Interferenzmuster anzeigen. An einer Seite des SLM 20 ist eine Laserlichtquelle 30 zur Erzeugung eines Referenzstrahls angeordnet. Um einen Referenzstrahl 90 von der Laserlichtquelle 30 auf die gesamte Oberfläche des SLM 20 zu richten, können nacheinander ein Strahlaufweiter 40 und ein Linsensystem 50 angeordnet sein. Der Referenzstrahl 90 aus der Laserlichtquelle 30 bestrahlt von einer Seite her den SLM 20, passiert den Strahlaufweiter 40 und dann das Linsensystem 50. Da der SLM 20 eine Transmissions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist, wird ein 3D-Bild/Video 80 entsprechend dem holografischen Interferenzmuster an der anderen Seite des SLM 20 rekonstruiert und reproduziert.
  • Gleichzeitig gibt es einige Komponenten des Referenzstrahls 90, die nicht durch das holografische Interferenzmuster gebeugt werden, sondern das holografische Interferenzmuster lediglich durchlaufen. Diese Komponenten werden die „DC”-Komponente oder die „Nullte Beugungsordnung” genannt. Die nullte Beugungsordnung, die das holografische Interferenzmuster durchläuft, wird mit den reproduzierten Bildern überlagert und verschlechtert die Qualität des Bildes/des Videos. Bis jetzt wurden einige Untersuchungen durchgeführt, um die nullte Beugungsordnung in der digitalen Holografie zu eliminieren.
  • Beispielsweise existiert ein Verfahren, in welchem die nullte Beugungsordnung reduziert wird, indem sie durch eine konkave Linse vor dem SLM gestreut wird (siehe OpticsInfo-Base, Juli 2009, „Experimental modules covering imaging, diffraction, Fourier optics and polarization based on a liquid-crystal cell SLM"). Das reproduzierte Bild kann jedoch kleiner sein als das Originalbild. Bei einem weiteren Verfahren wird die Intensität der nullten Beugungsordnung vermindert durch Verwendung eines Polarisators vor dem SLM (siehe Otics Express, September 2008, „Hologramm optimization for SLM-based reconstruction with regard to polarization effects"). In diesem Fall wird die Intensität des reproduzierten Bildes ebenfalls verringert. In einem noch weiteren Verfahren kann die nullte Beugungsordnung durch mechanische Methoden eliminiert werden. In diesen Fällen kann das reproduzierte Bild beschädigt werden, oder diese Verfahren sind für große 3D-Bilder überhaupt nicht anwendbar.
  • Zur Überwindung der vorstehend erwähnten Nachteile ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung zu schaffen, deren 3D-Bildqualität durch wirksame Eliminierung der nullten Beugungsordnung verbessert ist.
  • Zur Erreichung des vorstehend genannten Ziels schafft die vorliegende Erfindung eine digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung, mit: einem Mustergenerator zur Erzeugung holografischer Interferenzmuster; einem räumlichen Lichtmodulator zum Empfang der holografischen Interferenzmuster von dem Mustergenerator und zur Darstellung der holografischen Interferenzmuster; eine Lichtquelle, die auf einer Seite des räumlichen Lichtmodulators angeordnet ist und einen Referenzstrahl auf den räumlichen Lichtmodulator strahlt; eine optische Vorrichtung zur Steuerung des Referenzstrahls, derart, dass dieser auf eine gesamte Oberfläche des räumlichen Lichtmodulators abgestrahlt wird; und eine Diffusionsschicht mit einem Haze-Wert von zumindest 20%, der zwischen der Lichtquelle und dem räumlichen Lichtmodulator angeordnet ist.
  • Die Diffusionsschicht hat vorzugsweise einen Haze-Wert von maximal 50%.
  • Die Diffusionsschicht hat weiter vorzugsweise einen Haze-Wert, der zwischen 30% und 40% liegt.
  • Die Diffusionsschicht ist vorzugsweise zwischen der optischen Vorrichtung und der Lichtquelle angeordnet.
  • Die Diffusionsschicht ist weiter vorzugsweise neben dem räumlichen Lichtmodulator angeordnet.
  • Die Diffusionsschicht ist weiter vorzugsweise zwischen der optischen Vorrichtung und dem räumlichen Lichtmodulator angeordnet.
  • Die optische Vorrichtung umfasst vorzugsweise: einen Strahlaufweiter zur Vergrößerung des Querschnitts des Referenzstrahls, und ein Linsensystem zur Steuerung des vergrößerten Querschnitts des Referenzstrahls derart, dass dieser der gesamten Oberfläche des räumlichen Lichtmodulators entspricht.
  • Der räumliche Lichtmodulator umfasst ein Flüssigkristallanzeigefeld, mit: einem transparenten oberen Substrat und einem transparenten unteren Substrat, die einander zugewandt sind; und einer Flüssigkristallschicht, die zwischen dem transparenten oberen Substrat und dem transparenten unteren Substrat angeordnet ist.
  • Die Lichtquelle umfasst eine Laserdiode und/oder eine kollimierte LED, die auf einer Seite des Flüssigkristallanzeigefelds angeordnet sind, und die optische Vorrichtung umfasst eine optische Faser mit einem Lichteinlass, der an die Lichtquelle gekoppelt ist, und einem Lichtauslass, der dem räumlichen Lichtmodulator zugewandt ist.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner eine optische Schicht zwischen dem räumlichen Lichtmodulator und der Diffusionsschicht.
  • In der digitalen Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die nullte Beugungsordnung selektiv und wirksam eliminiert werden. Insbesondere kann die Intensität der nullten Beugungsordnung verringert werden, ohne dass eine Störung oder Verformung des 3D-Bildes/-Videos auftritt, das wiedergegeben werden soll, so dass ein klares 3D-Bild/Video unter Verwendung einer einfachen digitalen Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann.
  • Die beigefügten Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis der Erfindung und stellen einen Bestandteil dieser Beschreibung dar, und sie zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der schriftlichen Beschreibung zur Erläuterung der Lehre der Erfindung.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer digitalen holografischen Bild-/Video-Wiedergabevorrichtung unter Verwendung computergenerierter Holografie gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer digitalen holografischen Bild-/Video-Wiedergabevorrichtung unter Verwendung computergenerierter Holografie gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3A bis 3D sind 3D-Diagramme zur Darstellung der Eigenschaften des Bildes/Videos entsprechend dem Haze-Wert der Diffusionsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine schematische Darstellung einer digitalen holografischen Bild-/Video-Wiedergabevorrichtung unter Verwendung einer Transmissions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung als räumlichen Lichtmodulator der computergenierten Holografie, gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Anhand der beigefügten 2 bis 4 sollen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden. 2 ist eine schematische Darstellung einer digitalen holografischen Bild-/Video-Bildwiedergabevorrichtung unter Verwendung computergenerierter Holografie, welche der vorliegenden Erfindung entspricht.
  • Gemäß 2 umfasst eine digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung einen Computer 100 zur Erzeugung eines holografischen Interferenzmusters von 3D Bild-/Videodaten, und einen SLM (Spatial Light Modulator oder räumlicher Lichtmodulator) 200 zum Empfang des holografischen Interferenzmusters von dem Computer 100 und zur Darstellung des holografischen Interferenzmusters. Eine Lichtquelle 300 zur Erzeugung eines Referenzstrahls 900 ist auf einer Seite des SLM 200 angeordnet. Der Referenzstrahl 900 wird vorzugsweise aus kohärentem Licht bestehen. Daher kann die Lichtquelle 300 eine Laserlichtquelle oder eine kollimierte LED umfassen. Zwischen der Lichtquelle 300 und dem SLM 200 sind aufeinanderfolgend ein Strahlaufweiter 400 und ein Linsensystem 500 zur Abstrahlung des Referenzstrahls auf die gesamte Oberfläche des SLM 200 angeordnet.
  • Beispielsweise können die Lichtquelle 300 und der Strahlaufweiter 400 158 mm voneinander beabstandet sein, und der Strahlaufweiter 400 und das Linsensystem 500 können 100 mm voneinander beabstandet sein. Ferner können das Linsensystem 500 und der SLM 200 90 mm voneinander beabstandet sein. Das kohärente Licht aus der Lichtquelle 300 kann ein Referenzstrahl 900 sein, der durch den Strahlaufweiter 400 einen großen Durchmesser erhält. Das Linsensystem 500 führt den Referenzstrahl 900 auf die gesamte Oberfläche des SLM 200. In diesem Fall kann das wiedergegebene 3D-Bild/Video 800 in dem Raum wiedergegeben werden, der 1397 mm von dem SLM 200 beabstandet ist.
  • Zur Reduktion der Intensität der nullten Beugungsordnung des Referenzstrahls 900, der von dem SLM 200 nicht gebeugt wird, sondern den SLM 200 lediglich durchläuft, ist ferner eine Diffusionsschicht 700 zwischen der Lichtquelle 300 und dem 3D-Bild/Video 800 an einer geeigneten Stelle angeordnet. Weiter vorzugsweise kann die Diffusionsschicht 700 zwischen dem SLM 200 und dem 3D-Bild/Video 800 angeordnet sein, zwischen dem Linsensystem 500 und dem Strahlaufweiter 400, oder zwischen der Lichtquelle 300 und dem Strahlaufweiter 400.
  • Die Diffusionsschicht 700 streut einfallendes Licht. Wenn Licht eine Ebene passiert, ist gemäß Gleichung 1 die Gesamttransmission definiert als ein Verhältnis der transmittierten Lichtmenge zu der Lichtmenge, die auf die Ebene fällt. Die Gesamttransmission umfasst die parallele Transmission und die gestreute Transmission. Die parallele Transmission ist die Lichtmenge, die in die Ebene eindringt und dann innerhalb eines vorbestimmten Winkels zum Einfallswinkel übertragen wird. Die gestreute Transmission ist die Lichtmenge, die in die Ebene eintritt und dann in einem Passierwinkel über den vorbestimmten Winkel hinaus übertragen wird.
  • Gleichung 1
    • Gesamttransmission (%) = (Transmittiertes Licht/Einfallendes Licht) × 100 = Parallele Transmission (Tp) + Gestreute Transmission (Td)
  • Die Diffusionsschicht (oder Diffusionsplatte) ist eine optische Schicht mit einer Diffusions-Transmissionseigenschaft. Gemäß Gleichung 2 ist der Haze-Wert, der die Streufähigkeit der Diffusionsschicht 700 darstellt, definiert als der prozentuale Anteil der gestreuten Transmission zur Gesamttransmission.
  • Gleichung 2
    • Haze (%) = (Td/Ttotal) × 100
  • 3A bis 3D sind 3D-Diagramme zur Darstellung der Eigenschaften des Bildes/Videos entsprechend dem Haze-Wert der Diffusionsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung. 3A ist ein 3D-Diagramm, das die Intensität des reproduzierten Bildes/Videos ohne Diffusionsschicht 700 darstellt. 3A ist ein 3D-Diagramm, das den Fall darstellt, in welchem die nullte Beugungsordnung überhaupt nicht eliminiert ist, so dass die nullte Beugungsordnung eine viel stärkere Intensität aufweist als das dargestellte Bild/Video. Das heißt, dass das korrekte 3D-Bild/Video nicht richtig betrachtet werden kann.
  • 3B ist ein 3D-Diagramm zur Darstellung der Intensität des Bildes/Videos, das dargestellt werden soll, wobei die Diffusionsschicht 700 mit einem Haze-Wert von 0% unmittelbar vor der Lichtquelle 300 angeordnet ist. Gemäß Gleichung 2 entspricht ein Haze-Wert von 0% einer Situation ohne Diffusionsschicht 700. Die Fälle, in denen keine Diffusionsschicht vorhanden ist, unterscheiden sich jedoch vollständig von den Fällen, in denen eine Diffusionsschicht mit einem Haze-Wert von 0% vorhanden ist. Da die gestreute Transmission definiert ist als die Lichtmenge, die über einen vorbestimmten Winkel bezüglich des Einfallswinkels hinweg gestreut wird, bedeutet das Vorhandensein einer Diffusionsschicht 700, dass das einfallende Licht zumindest etwas gestreut wird. D. h., in dem Fall, in welchem eine Diffusionsschicht 700 mit einem Haze-Wert von 0% vor der Lichtquelle 300 angeordnet wird, wird die Intensität der nullten Beugungsordnung stark reduziert, so dass es für den Betrachter möglich ist, das 3D-Bild/Video wahrzunehmen. 3C ist ein 3D-Diagramm zur Darstellung der Intensität des zu reproduzierenden Bildes/Videos, bei welchem eine Diffusionsschicht 700 mit einem Haze-Wert von 20% vor der Lichtquelle 300 angeordnet ist. Die Intensität der nullten Beugungsordnung ist deutlich reduziert, so dass es für den Betrachter möglich ist, das 3D-Bild/Video klar wahrzunehmen. Schließlich zeigt 3D ein 3D-Diagramm zur Darstellung der Intensität des darzustellenden Bildes/Videos, wobei eine Diffusionsschicht 700 mit einem Haze-Wert von 32% unmittelbar vor der Lichtquelle 300 angeordnet ist. Die nullte Beugungsordnung ist fast vollständig eliminiert, so dass es für den Betrachter möglich ist, dass 3D-Bild/Video so wie das Original wahrzunehmen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung eine Diffusionsschicht 700 mit einem Haze-Wert von 30% oder mehr zwischen der Lichtquelle 300 und dem Ausgabebild 300. Dies führt dazu, dass es möglich ist, selektiv die Stärke lediglich der nullten Beugungsordnung zu eliminieren. Da die Kohärenz-Eigenschaften des Referenzstrahls 900 zum Problem werden, wenn der Haze-Wert zu hoch ist, ist insbesondere der Haze-Wert vorzugsweise kleiner als 50%. In der besten Ausführungsform ist eine Diffusionsschicht 700, deren Haze-Wert zwischen 30% und 40% liegt, zwischen der Lichtquelle 300 und dem Strahlaufweiter 400 angeordnet, um die beste Qualität des reproduzierten Bildes/Videos zu erreichen.
  • Im folgenden wird ein Beispiel erläutert, in welchem eine 3D-Bildwiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Transmissions-Füssigkristallanzeigevorrichtung verwendet. 4 ist eine schematische Darstellung einer digitalen holografischen Bild-/Videowiedergabevorrichtung unter Verwendung einer Transmissions-Füssigkristallanzeigevorrichtung als räumlichem Lichtmodulator der computergenerierten Holografie gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß 4 ist der SLM 200 eine Transmissions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung. D. h., der SLM 200 umfasst ein oberes Substrat SU und ein unteres Substrat SD, welche ein transparentes Glassubstrat umfassen und einander zugewandt sind, und eine Flüssigkristallschicht LC, die zwischen ihnen angeordnet ist. Der SLM 200 empfängt holografische Interferenzmuster von dem Computer 100 oder einem Videoprozessor (nicht dargestellt) und stellt sie auf der Anzeigefläche dar. Das obere Substrat SU und das untere Substrat SD können jeweils eine Farbfilterschicht und eine Anzahl von Dünnschichttransistoren umfassen.
  • Unter dem SLM 200 sind eine Hintergrundbeleuchtungseinheit BLU mit einer Lichtquelle 300 und eine optische Faser OF angeordnet. Die Lichtquelle 300 kann einen Satz von Laserdioden umfassen, mit einer roten Laserdiode R, einer grünen Laserdiode G und einer blauen Laserdiode B. In einem anderen Fall kann die Lichtquelle 300 einen Satz kollimierter LED's umfassen, mit roten, grünen und blauen kollimierten LED's. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Lichtquelle 300 eine Kombination anderer Farblichtquellen umfassen als rot, grün und/oder blau, oder sie kann eine einzige Lichtquelle wie etwa eine weiße Laserdiode oder eine weiße kollimierte LED umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lichtquelle 300 ein Satz aus roten, grünen und blauen Laserdioden.
  • Zur gleichförmigen Führung des Referenzstrahls aus der Lichtquelle 300 über die Unterseite des SLM 200 kann eine optische Faser OF verwendet werden. Beispielsweise sind Laserdioden R, G und B auf einer Seite der Hintergrundbeleuchtungseinheit BLU angeordnet. Unter Verwendung der optischen Faser OF kann der Laserstrahl, der die Laserdioden R, G und B verlässt, auf solche Weise geführt werden, dass die Laserstrahlen auf die Unterseite des SLM 200 verteilt werden. Zu diesem Zweck verläuft die optische Faser OF über die gesamte Ebene des SLM 200. Ferner sind einige Bereiche der Umhüllung des Kerns der optischen Faser OF entfernt, um eine Anzahl von Lichtauslässen für den Laserstrahl zu schaffen, so dass es möglich ist, das kohärente Licht auf die gesamte Oberfläche des SLM 200 zu verteilen.
  • Im Vergleich zu 3 spielt die optische Faser in der digitalen Hologramm-Wiedergabevorrichtung in 4 die Rolle eines Strahlaufweiters, der den Referenzstrahl auf die ebene Oberfläche des SLM 200 verteilt. Daher kann in 4 ferner eine optische Schicht 510 eingeschlossen sein, die wie das Linsensystem 500 in 3 wirkt. D. h., die optische Schicht 510 kann zwischen den SLM 200 und die optische Faser OF eingesetzt werden, so dass der Referenzstrahl der Oberfläche des SLM 200 entspricht und kohärent ist.
  • Ferner kann eine Diffusionsschicht 700, deren Haze-Wert zwischen 30% und 40% gewählt ist, zur Eliminierung der nullten Beugungsordnung zwischen der Oberseite der Lichtauslässe OUT der optischen Faser OF und der Unterseite des SLM 200 angeordnet sein. Weiter vorzugsweise ist die Diffusionsschicht 700 zwischen der optischen Faser OF und der optischen Schicht 510 angeordnet. Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, kann durch Bildung der Diffusionsschicht 700 aus kleinen Schichten diese an den Lichteinlässen IN angeordnet sein, an denen die Laserdioden R, G und B in Kontakt mit der optischen Faser OF stehen, so dass das kohärente Licht, das die nullte Beugungsordnung nicht bildet, in die optische Faser OF einfallen kann.
  • In der digitalen Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung, die erfindungsgemäß aufgebaut ist, werden die holografischen Interferenzmuster auf dem SLM 200 durch das Flüssigkristallanzeigefeld angezeigt. Durch Abstrahlen des Referenzstrahls von der Lichtquelle 300 aus Laserdioden R, G und B auf das Flüssigkristallanzeigefeld kann das 3D-Bild/Video in dem Raum über dem SLM 200 angezeigt werden. Insbesondere wegen der Diffusionsschicht 700, deren Haze-Wert aus einem Bereich zwischen 30% bis 40% ausgewählt ist, kann die nullte Beugungsordnung eliminiert oder reduziert werden, und somit erhält man ein 3D-Bild/Video mit herausragender Qualität.
  • Während vorstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass die Erfindung in anderen Ausführungsform verwirklicht werden kann, ohne dass von der Erfindungslehre oder wesentlichen Merkmalen derselben abgewichen wird. Es ist daher anzumerken, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaften Charakter haben und die Erfindung nicht beschränken sollen. Der Erfindungsgehalt wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und nicht durch die Beschreibung der Erfindung beschränkt. Alle Veränderungen oder Abwandlungen oder Äquivalente innerhalb der Bedeutung und des Umfangs der Ansprüche sollen von der Erfindung erfasst sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2010-0084911 [0001]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • OpticsInfo-Base, Juli 2009, „Experimental modules covering imaging, diffraction, Fourier optics and polarization based on a liquid-crystal cell SLM” [0010]
    • Otics Express, September 2008, „Hologramm optimization for SLM-based reconstruction with regard to polarization effects” [0010]

Claims (10)

  1. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung, umfassend: einen Mustergenerator zur Erzeugung holografischer Interferenzmuster; einen räumlichen Lichtmodulator (200), der die holografischen Interferenzmuster von dem Mustergenerator empfängt und die holografischen Interferenzmuster darstellt; eine Lichtquelle (300), die auf einer Seite des räumlichen Lichtmodulators (200) angeordnet ist und einen Referenzstrahl (900) auf den räumlichen Lichtmodulator (200) strahlt; eine optische Vorrichtung zur Steuerung des Referenzstrahls (900), derart, dass dieser auf eine gesamte Oberfläche des räumlichen Lichtmodulators (200) abgestrahlt wird; und eine Diffusionsschicht (700) mit einem Haze-Wert von mindestens 20%, die zwischen der Lichtquelle (300) und dem räumlichen Lichtmodulator (200) angeordnet ist.
  2. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Diffusionsschicht (700) einen Haze-Wert von maximal 50% aufweist.
  3. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Diffusionsschicht (700) einen Haze-Wert zwischen 30% und 40% aufweist.
  4. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Diffusionsschicht (700) zwischen der optischen Vorrichtung und der Lichtquelle angeordnet ist.
  5. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Diffusionsschicht (700) neben dem räumlichen Lichtmodulator (200) angeordnet ist.
  6. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Diffusionsschicht (700) zwischen der optischen Vorrichtung und dem räumlichen Lichtmodulator (200) angeordnet ist.
  7. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die optische Vorrichtung umfasst: einen Strahlaufweiter (400) zur Vergrößerung des Querschnittsbereichs des Referenzstrahls (900); und ein Linsensystem (500) zur Steuerung des vergrößerten Querschnitts des Referenzstrahls (900), so dass dieser der gesamten Oberfläche des räumlichen Lichtmodulators (200) entspricht.
  8. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher der räumliche Lichtmodulator (200) ein Flüssigkristallanzeigefeld umfasst, mit: einem transparenten oberen Substrat (SU) und einem transparenten unteren Substrat (SD), die einander zugewandt sind; und einer Flüssigkristallschicht (LC), zwischen dem transparenten oberen Substrat (SU) und dem transparenten unteren Substrat (SD) angeordnet ist.
  9. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 8, bei welcher die Lichtquelle (300) eine Laserdiode und/oder eine kollimierte LED umfasst, die auf einer Seite des Flüssigkristallanzeigefelds angeordnet sind, und die optische Vorrichtung eine optische Faser (OF) umfasst mit einem Lichteinlass, der an die Lichtquelle (300) gekoppelt ist, und einem Lichtauslass, der dem räumlichen Lichtmodulator (200) zugewandt ist.
  10. Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung gemäß Anspruch 9, ferner umfassend eine optische Schicht zwischen dem räumlichen Lichtmodulator (200) und der Diffusionsschicht (700).
DE102011051735.9A 2010-08-31 2011-07-11 Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung Expired - Fee Related DE102011051735B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100084911A KR20120020955A (ko) 2010-08-31 2010-08-31 디지털 홀로그램 영상 재생 장치
KR10-2010-0084911 2010-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011051735A1 true DE102011051735A1 (de) 2012-03-01
DE102011051735B4 DE102011051735B4 (de) 2016-11-10

Family

ID=45566321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011051735.9A Expired - Fee Related DE102011051735B4 (de) 2010-08-31 2011-07-11 Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120050830A1 (de)
KR (1) KR20120020955A (de)
DE (1) DE102011051735B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107390379A (zh) * 2017-09-13 2017-11-24 东莞市芯萌慧显电子科技有限公司 一种近眼全息三维显示系统和显示方法
DE102017122213A1 (de) 2017-09-26 2019-03-28 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101495401B1 (ko) * 2012-09-28 2015-02-24 엘지디스플레이 주식회사 광 조사 방향 제어 가능한 평행 광선속을 제공하는 백 라이트 유닛 및 이를 이용한 입체 영상 표시 장치
US9442460B2 (en) * 2012-10-31 2016-09-13 Lg Display Co., Ltd. Digital hologram display device
US9304491B2 (en) * 2012-11-26 2016-04-05 Intel Corporation Transparent holographic display with dynamic image control
KR102013379B1 (ko) * 2013-01-04 2019-08-23 엘지디스플레이 주식회사 다중 화면 홀로그래피 입체 영상 표시장치
CN103235495A (zh) * 2013-04-07 2013-08-07 哈尔滨工程大学 一种基于高斯核函数离轴数字全息零级像的抑制方法
KR20150086799A (ko) * 2014-01-20 2015-07-29 한국전자통신연구원 휴대용 디바이스를 위한 광섬유 어레이 백라이트를 이용한 홀로그래픽 디스플레이 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100084911A (ko) 2009-01-19 2010-07-28 주식회사 케이티 M2m 어플리케이션의 가입자 트래픽 데이터에 대한 서비스제어 방법 및 그 시스템

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4610499A (en) * 1984-11-01 1986-09-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Diffraction diffusion screen with holographically suppressed zero-order beam
JPH03289692A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空間光変調素子及びこれを用いたホログラム画像情報記録装置
US7215451B1 (en) * 1996-04-15 2007-05-08 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Reflection type diffuse hologram, hologram for reflection hologram color filters, etc., and reflection type display device using such holograms
US6594090B2 (en) * 2001-08-27 2003-07-15 Eastman Kodak Company Laser projection display system
US20040001677A1 (en) * 2002-04-23 2004-01-01 Kondis John P. Telescopic collimator and method of manufacture
GB0223119D0 (en) * 2002-10-05 2002-11-13 Holographic Imaging Llc Reconfigurable spatial light modulators
US20100259804A1 (en) * 2007-12-03 2010-10-14 Seereal Technologies S.A. Illumination Unit Comprising an Optical Wave Guide and an Imaging Means
GB2456170B (en) * 2008-01-07 2012-11-21 Light Blue Optics Ltd Holographic image display systems
JP2010015038A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Nitto Denko Corp 液晶表示装置
GB2461894B (en) * 2008-07-16 2010-06-23 Light Blue Optics Ltd Holographic image display systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100084911A (ko) 2009-01-19 2010-07-28 주식회사 케이티 M2m 어플리케이션의 가입자 트래픽 데이터에 대한 서비스제어 방법 및 그 시스템

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OpticsInfo-Base, Juli 2009, "Experimental modules covering imaging, diffraction, Fourier optics and polarization based on a liquid-crystal cell SLM"
Otics Express, September 2008, "Hologramm optimization for SLM-based reconstruction with regard to polarization effects"

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107390379A (zh) * 2017-09-13 2017-11-24 东莞市芯萌慧显电子科技有限公司 一种近眼全息三维显示系统和显示方法
DE102017122213A1 (de) 2017-09-26 2019-03-28 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
WO2019063332A1 (de) 2017-09-26 2019-04-04 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge
US10955104B2 (en) 2017-09-26 2021-03-23 HELLA GmbH & Co. KGaA Lighting apparatus for vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120020955A (ko) 2012-03-08
DE102011051735B4 (de) 2016-11-10
US20120050830A1 (en) 2012-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011051734B4 (de) Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung
DE102011051735B4 (de) Digitale Hologramm-Bildwiedergabevorrichtung
DE69635804T2 (de) Grosse zusammengesetzte anzeigenhologramme und verfahren
DE69331925T2 (de) Stereoskopisches Darstellungsgerät
DE60018603T2 (de) Holographischer drucker
DE69331114T2 (de) Autostereoskopische Anzeigevorrichtung
DE19700162B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines holografischen Bildschirms für die Laseraufprojektion
DE102006062376B4 (de) Verfahren und Wiedergabeeinrichtung zum Reduzieren von Speckle
DE102006062377B4 (de) Verfahren und holographische Wiedergabeeinrichtung zum Reduzieren von Speckle
DE19924096C2 (de) System zur stereoskopischen Bilddarstellung
WO2006119760A2 (de) Projektionsvorrichtung und verfahren zur holographischen rekonstruktion von szenen
EP2616874A1 (de) Autostereoskopisches 3d display
EP2158522A2 (de) Analytisches verfahren zur berechnung von videohologrammen in echtzeit
WO2009156191A1 (de) Holographisches direktsichtdisplay mit apodisationseinrichtung
WO2008025844A1 (de) Verfahren zum generieren computer-generierter videohologramme in echtzeit mittels propagation
DE69310860T2 (de) Projektionsvorrichtung, die die Aufzeichnung von holographischen Stereogrammen erlaubt
WO2019076572A1 (de) Belichtungsvorrichtung zum aufnehmen eines hologramms, verfahren zum aufnehmen eines hologramms und verfahren zum steuern einer belichtungsvorrichtung zum aufnehmen eines hologramms
DE102014119627B4 (de) Verfahren zum Erzeugen eines holografisch-optischen Strahlformungselements, Anordung, holografisch-optisches Strahlformungselement sowie Anzeigevorrichtung
DE19646046C1 (de) Stereo-Hologramm-Display
DE102013112857A1 (de) Vorrichtung zum Anzeigen eines Hologramms
DE212022000095U1 (de) Bildprojektion
DE102007036127A1 (de) Holographische Rekonstruktionseinrichtung
DE60026824T2 (de) Projektionssystem
DE102015206796A1 (de) Sichtfeldanzeigevorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Darstellen eines Bildes in einem Sichtbereich einer Person
DE2746035A1 (de) Verfahren zur raeumlichen dekodierung dreidimensionaler objekte aus kodierten ueberlagerungsbildern

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee