TWI748529B - Holographic display device - Google Patents
Holographic display device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI748529B TWI748529B TW109121206A TW109121206A TWI748529B TW I748529 B TWI748529 B TW I748529B TW 109121206 A TW109121206 A TW 109121206A TW 109121206 A TW109121206 A TW 109121206A TW I748529 B TWI748529 B TW I748529B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- diffraction
- color light
- color
- module
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
本發明涉及全息顯示技術領域,尤其涉及一種全息顯示裝置。The present invention relates to the field of holographic display technology, in particular to a holographic display device.
全息顯示方法結合了全息技術及波導技術,實現了將虛擬圖像以投影的方式及外部場景圖像疊加在一起的目的。The holographic display method combines holographic technology and waveguide technology, and achieves the purpose of superimposing virtual images with external scene images in a projection manner.
習知技術中的全息產品包括頭戴式全息顯示器,用戶將其佩戴於頭部,便可看到三維的全息圖像。所述全息顯示器中,藉由繞射結構對各種顏色的光源光進行繞射,從而得到繞射圖像,然,光源光通常包括多種顏色光,各種顏色光的發射效率與繞射結構對各種顏色的光的繞射效率均不同,往往導致最終得到的繞射圖像出現色偏。The holographic products in the prior art include a head-mounted holographic display, and the user can see a three-dimensional holographic image by wearing it on the head. In the holographic display, various colors of light source light are diffracted by a diffractive structure to obtain a diffracted image. However, the light source usually includes multiple colors of light. The diffraction efficiencies of the colors of light are all different, which often leads to a color shift in the finally obtained diffraction image.
本發明一方面提供一種全息顯示裝置,包括: 顯示模組,用於出射第一光,所述第一光包括第一顏色光及第二顏色光; 繞射模組,所述繞射模組設置於所述第一光的出射路徑上,用於以第一繞射效率繞射所述第一光中的第一顏色光,以第二繞射效率繞射所述第一光中的第二顏色光,所述第一繞射效率不同於所述第二繞射效率,經所述繞射模組繞射後的第一顏色光及第二顏色光混合作為第二光出射,所述第二光用於生成全息圖像; 所述顯示模組以相同灰階值出射所述第一光中的第一顏色光及第二顏色光時,所述第一光中的第一顏色光與第二顏色光的發光強度的比值和所述第一繞射效率與所述第二繞射效率的比值成反比,以使得所述第二光中的第一顏色光與第二顏色光的發光強度相同。 One aspect of the present invention provides a holographic display device, including: The display module is used to emit a first light, and the first light includes a first color light and a second color light; Diffraction module, the diffraction module is arranged on the exit path of the first light, and is used to diffract the first color light in the first light with the first diffraction efficiency, and to diffract the second light Efficiency diffracts the second color light in the first light, the first diffraction efficiency is different from the second diffraction efficiency, the first color light and the second color light after being diffracted by the diffraction module The mixed color light is emitted as the second light, and the second light is used to generate a holographic image; When the display module emits the first color light and the second color light in the first light with the same grayscale value, the ratio of the luminous intensity of the first color light and the second color light in the first light It is inversely proportional to the ratio of the first diffraction efficiency to the second diffraction efficiency, so that the first color light and the second color light in the second light have the same luminous intensity.
上述的全息顯示裝置,繞射模組對顯示模組出射的第一光中不同顏色光的繞射效率不同,根據繞射模組對第一光中各種顏色光的繞射效率的比,設置顯示模組以相同灰階值出射第一光中各種顏色光時,各種顏色光的發光強度的比,使得全息顯示裝置出射的第二光中各種顏色光的光發光強度相同。亦即,使得顯示模組以相同灰階值出射第一光中各種顏色光時,第二光中各種顏色光的光發光強度相同,有利於改善全息顯示裝置生成的全息圖像的色偏問題,避免全息圖像失真。In the above-mentioned holographic display device, the diffraction efficiency of the diffraction module for different colors of the first light emitted by the display module is different. According to the ratio of the diffraction efficiency of the diffraction module to the diffraction efficiency of the first light of the various colors, it is set When the display module emits the light of various colors in the first light with the same grayscale value, the ratio of the luminous intensity of the light of the various colors makes the light luminous intensity of the light of the various colors of the second light emitted by the holographic display device the same. That is, when the display module emits the light of various colors in the first light with the same grayscale value, the light luminous intensity of the light of each color in the second light is the same, which is beneficial to improve the color shift problem of the holographic image generated by the holographic display device. , Avoid holographic image distortion.
實施例一Example one
本實施例提供一種全息顯示裝置,具體的,該全息顯示裝置可為頭戴式全息顯示裝置。該全息顯示裝置可被佩戴於用戶頭部時,可向用戶展示三維的全息圖像。This embodiment provides a holographic display device. Specifically, the holographic display device may be a head-mounted holographic display device. When the holographic display device can be worn on the head of a user, it can show a three-dimensional holographic image to the user.
請參閱圖1,本實施例提供的全息顯示裝置10,包括顯示模組20、繞射模組30及設置於顯示模組20與繞射模組30之間的光波導40。顯示模組20用於發射第一光L
1,第一光L
1中包括第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光。於其他實施例中,第一光L
1包括第一顏色光及第二顏色光。繞射模組30被配置為對第一光L
1進行繞射後出射第二光,第二光中包括第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光。光波導40作為一光傳播介質,可採用透明的光學玻璃或光學塑膠製成,設置於第一光L
1的發射路徑上,用於引導第一光L
1在顯示模組20及繞射模組30之間傳播,並將繞射模組30出射的第二光L
2出射。
Please refer to FIG. 1, the
本實施例中,顯示模組20中可採用微型發光二極體或微型有機發光二極體發射第一光L
1,於其他實施例中,顯示模組20可採用微型發光二極體發射所述第一顏色光,並以量子點轉換部分第一顏色光為所述第二顏色光及所述第三顏色光。請參閱圖2,顯示模組20中定義有複數陣列式排布的畫素區域21,每一畫素區域21包括三個子畫素211,每一畫素區域21中的各子畫素211用於分別發射所述第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光。本實施例中,所述第一顏色光為紅色光(R),所述第二顏色光為綠色光(G),所述第三顏色光為藍色光(B)。是故顯示模組20出射的第一光L
1即可顯示為一二維圖像,第一光L
1經繞射模組30繞射後生成第二光L
2,第二光L
2用於生成所述全息圖像。
In this embodiment, the
請再參閱圖1,顯示模組20設置於光波導40的一側,而繞射模組30設置於光波導40上遠離顯示模組20的一側。即,顯示模組20與所述繞射模組30分別設置於光波導40的相對的兩側。繞射模組30包括相互分隔設置的第一繞射單元31及第二繞射單元32。第一繞射單元31用於對第一光L
1進行第一次繞射,第二繞射單元32用於對第一光L
1進行第二次繞射,經第二繞射單元32繞射後出射的光作為第二光L
2。光波導40用於引導第一光L
1及第二光L
2在顯示模組20、第一繞射單元31及第二繞射單元32之間傳播。
Please refer to FIG. 1 again, the
請繼續參閱圖1,第一繞射單元31包括第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313。本實施例中,第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313為繞射光柵。第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313依次層疊設置。第一繞射組件311用於繞射第一光L
1中的第一顏色光,第二繞射組件312用於繞射第一光L
1中的第二顏色光,第三繞射組件313用於繞射第一光L
1中的第三顏色光。
Please continue to refer to FIG. 1, the
應當理解,本實施例中,第一繞射組件311主要用於繞射第一光L
1中的第一顏色光,然第一光L
1中的第二顏色光及第三顏色光皆經過第一繞射組件311,是故第一繞射組件311對第一光L
1中的第二顏色光及第三顏色光亦具有一定繞射作用,然第一繞射組件311對第一顏色光的繞射作用遠大於對第二顏色光及對第三顏色光的繞射作用。同理,第二繞射組件312主要用於繞射第一光L
1中的第二顏色光,第二繞射組件312對第二顏色光的繞射作用遠大於對第一顏色光及對第三顏色光的繞射作用;第三繞射組件313主要用於繞射第一光L
1中的第三顏色光,第三繞射組件313對第三顏色光的繞射作用遠大於對第一顏色光及對第二顏色光的繞射作用。
It should be understood that, in this embodiment, the first diffraction component is mainly used for a
亦即,第一光L
1中的第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光皆被第一繞射單元31中的第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313所繞射。定義第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313對第一光L
1中的第一顏色光的總的繞射效率為第一繞射單元31對第一光L
1中的第一顏色光的繞射效率;定義第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313對第一光L
1中的第二顏色光的總的繞射效率為第一繞射單元31對第一光L
1中的第二顏色光的繞射效率;定義第一繞射組件311、第二繞射組件312及第三繞射組件313對第一光L
1中的第三顏色光的總的繞射效率為第一繞射單元31對第一光L
1中的第三顏色光的繞射效率。
That is, the first color light in L 1 of the first light, second color light and third color light are diffracted by the
定義第一繞射單元31對第一光L
1中的第一顏色光的繞射效率為η
11%,定義第一繞射單元31對第一光L
1中的第二顏色光的繞射效率為η
12%,定義第一繞射單元31對第一光L
1中的第三顏色光的繞射效率為η
13%。
Defining a
請繼續參閱圖1,第二繞射單元32包括第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323。本實施例中第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323與第一繞射單元31中的層疊順序相同。於其他實施例中,第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323與第一繞射單元31中的層疊順序不同。第一繞射組件321用於繞射從第一繞射單元31出射的第一顏色光,第二繞射組件322用於繞射從第一繞射單元31出射的第二顏色光,第三繞射組件323用於繞射從第一繞射單元31出射的第三顏色光。Please continue to refer to FIG. 1, the
本實施例中,第一繞射組件321主要用於繞射第一光L
1中的第一顏色光,然第一光L
1中的第二顏色光及第三顏色光皆經過第一繞射組件321,是故第一繞射組件321對第一光L
1中的第二顏色光及第三顏色光亦具有一定的繞射作用,然第一繞射組件321對第一顏色光的繞射作用遠大於對第二顏色光及對第三顏色光的繞射作用。同理的,第二繞射組件322主要用於繞射第一光L
1中的第二顏色光,第二繞射組件322對第二顏色光的繞射作用遠大於對第一顏色光及對第三顏色光的繞射作用;第三繞射組件323主要用於繞射第一光L
1中的第三顏色光,第三繞射組件323對第三顏色光的繞射作用遠大於對第一顏色光及對第二顏色光的繞射作用。
In this embodiment, the first diffraction component is mainly used for a
亦即,第一光L
1中的第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光皆被第二繞射單元32中的第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323所繞射。定義第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323對第一光L
1中的第一顏色光的總的繞射效率為第二繞射單元32對第一光L
1中的第一顏色光的繞射效率;定義第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323對第一光L
1中的第二顏色光的總的繞射效率為第二繞射單元32對第一光L
1中的第二顏色光的繞射效率;定義第一繞射組件321、第二繞射組件322及第三繞射組件323對第一光L
1中的第三顏色光的總的繞射效率為第二繞射單元32對第一光L
1中的第三顏色光的繞射效率。
That is, the first color light in L 1 of the first light, second color light and third color light are diffracted by the
定義第二繞射單元32對第一顏色光的繞射效率為η
21%,定義第二繞射單元32對第一光L
1中的第二顏色光的繞射效率為η
22%,定義第二繞射單元32對第一光L
1中的第三顏色光的繞射效率為η
23%。
Define the diffraction efficiency of the
定義繞射模組30對第一光L
1中的第一顏色光的第一繞射效率為η
1%,η
1%=η
11%*η
21%;定義繞射模組30對第一光L
1中的第二顏色光的第二繞射效率為η
2%,η
2%=η
12%*η
22%;定義繞射模組30對第一光L
1中的第三顏色光的第三繞射效率為η
3%,η
3%=η
13%*η
23%。
Define the first diffraction efficiency of the
全息顯示裝置10顯示不同幀的全息圖像時,顯示模組20出射的第一光L
1中,第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光之間的發光強度的比例不同。第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的發光強度與其灰階值成正比,亦即,灰階值越高,發光強度越高,反之越低。是故藉由調節顯示模組20出射的第一光L
1中第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的灰階值,以調節第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的發光強度,從而實現全息顯示裝置10顯示不同的全息圖像。
When the hologram
定義第一光L 1中,第一顏色光的發光強度為A 11,第二顏色光的發光強度為A 12,第三顏色光的發光強度為A 13。定義第二光L 2中,第一顏色光的發光強度為A 21,第二顏色光的發光強度為A 22,第三顏色光的發光強度為A 23。則;A 21=A 11*η 11%*η 21%,A 22=A 12*η 12%*η 22%,A 23=A 13*η 13%*η 23%。 It is defined that in the first light L 1 , the luminous intensity of the first color light is A 11 , the luminous intensity of the second color light is A 12 , and the luminous intensity of the third color light is A 13 . Defining a second light L 2, the first color light emission intensity is A 21, the second color light emission intensity is A 22, the light emission intensity of the third color light to A 23. Then: A 21 =A 11 *η 11 %*η 21 %, A 22 =A 12 *η 12 %*η 22 %, A 23 =A 13 *η 13 %*η 23 %.
由於第一繞射單元31、第二繞射單元32分別對第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的繞射效率不同,全息顯示裝置10出射的第二光L
2中,第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光之間的發光強度的比不同於顯示模組20出射的第一光L
1中第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光之間的發光強度的比,導致全息顯示裝置10顯示的全息圖像出現色偏,使得全息圖像失真。
Since the
本實施例中,藉由調節第一光L 1中第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的發光強度與灰階值之間的對應關係改善上述色偏問題。 In this embodiment, by adjusting the first light L 1 in a first color light, the corresponding relationship between the light emission intensity of the second color light and third color light and the color shift grayscale value ameliorate the above problems.
如上述的,A
21=A
11*η
11%*η
21%,A
22=A
12*η
12%*η
22%,A
23=A
13*η
13%*η
23%。本實施例中,設置顯示模組20以相同灰階值出射第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光時,第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的發光強度不同。顯示模組20以相同灰階值出射第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光時,第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光的發光強度關係設置為:
A
11:A
12:A
13=1/(η
1%):1/(η
2%):1/(η
3%)
即可使得A
21=A
22=A
23。
As mentioned above, A 21 =A 11 *η 11 %*η 21 %, A 22 =A 12 *η 12 %*η 22 %, and A 23 =A 13 *η 13 %*η 23 %. In this embodiment, when the
亦即,顯示模組20以相同灰階值出射第一光L
1中的第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光時,藉由設置第一光L
1中第一顏色光、第二顏色光與第三顏色光的發光強度之間的比,反比於繞射模組30繞射第一光L
1時第一繞射效率、第二繞射效率及第三繞射效率之間的比,使得在顯示模組20以相同灰階值出射第一光L
1中的第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光時,第二光L
2中的第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光發光強度相同。
That is,
本實施例中,η
11%=η
21%=10%,η
12%=η
22%=23%,η
13%=η
23%=30%;η
1%=η
11%*η
21%=1%,η
2%=η
12%*η
22%=5.29%,η
3%=η
13%*η
23%=9%。顯示模組20為24比特,請參閱圖3,顯示模組20以相同灰階值255出射第一顏色光(R)、第二顏色光(G)及第三顏色光(B)時,第一顏色光、第二顏色光及第三顏色光時的發光強度比設置為:
A
11:A
12:A
13=1/(η
1%):1/(η
2%):1/(η
3%)=1/(1%):1/(5.29%):1/(9%),
即可使得A
21=A
22=A
23。
In this embodiment, η 11 %=η 21 %=10%, η 12 %=η 22 %=23%, η 13 %=η 23 %=30%; η 1 %=η 11 %*η 21 %= 1%, η 2 %=η 12 %*η 22 %=5.29%, η 3 %=η 13 %*η 23 %=9%. The
本實施例提供的全息顯示裝置10,繞射模組30對顯示模組20出射的第一光L
1中不同顏色光的繞射效率不同,根據繞射模組30對第一光L
1中各種顏色光的繞射效率的比,設置顯示模組20以相同灰階值出射第一光L
1中各種顏色光時,各種顏色光的發光強度的比,使得全息顯示裝置10出射的第二光L
2中各種顏色光的光發光強度相同。亦即,使得顯示模組20以相同灰階值出射第一光L
1中各種顏色光時,第二光L
2中各種顏色光的光發光強度相同,有利於改善全息顯示裝置10生成的全息圖像的色偏問題,避免全息圖像失真。
Holographic embodiment of the present embodiment provides a
本技術領域之普通技術人員應當認識到,以上之實施方式僅是用來說明本發明,而並非用作為對本發明之限定,只要於本發明之實質精神範圍之內,對以上實施例所作之適當改變及變化均落於本發明要求保護之範圍之內。Those of ordinary skill in the art should realize that the above embodiments are only used to illustrate the present invention, and are not used to limit the present invention. As long as they fall within the essential spirit of the present invention, the above embodiments are appropriately made. Changes and changes fall within the scope of protection of the present invention.
10:全息顯示裝置
20:顯示模組
21:畫素區域
211:子畫素
30:繞射模組
31:第一繞射單元
311、321:第一繞射組件
312、322:第二繞射組件
313、323:第三繞射組件
32:第二繞射單元
40:光波導
L
1:第一光
L
2:第二光
R:紅色光
G:綠色光
B:藍色光
η
1%:第一繞射效率
η
2%:第二繞射效率
η
3%:第三繞射效率
A
11、A
12、A
13:發光強度10: Holographic display device 20: Display module 21: Pixel area 211: Sub-pixel 30: Diffraction module 31:
圖1為本發明實施例提供的全息顯示裝置的結構示意圖。FIG. 1 is a schematic structural diagram of a holographic display device provided by an embodiment of the present invention.
圖2為圖1中顯示模組中的畫素區域分佈示意圖。FIG. 2 is a schematic diagram of the pixel area distribution in the display module in FIG. 1.
圖3為顯示模組輸出的第一光中各種顏色光的灰階值、發光強度及繞射模組的繞射效率之間的對應關係。FIG. 3 shows the correspondence between the gray scale values of the first light output by the display module, the luminous intensity, and the diffraction efficiency of the diffraction module.
10:全息顯示裝置 10: Holographic display device
20:顯示模組 20: Display module
30:繞射模組 30: Diffraction module
31:第一繞射單元 31: The first diffraction unit
311、321:第一繞射組件 311, 321: the first diffraction component
312、322:第二繞射組件 312, 322: second diffraction component
313、323:第三繞射組件 313, 323: third diffraction component
32:第二繞射單元 32: The second diffraction unit
40:光波導 40: Optical waveguide
L1:第一光 L 1 : First light
L2:第二光 L 2 : second light
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109121206A TWI748529B (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Holographic display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109121206A TWI748529B (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Holographic display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI748529B true TWI748529B (en) | 2021-12-01 |
TW202201149A TW202201149A (en) | 2022-01-01 |
Family
ID=80680821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109121206A TWI748529B (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Holographic display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI748529B (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101151562A (en) * | 2005-04-04 | 2008-03-26 | 米拉茨创新有限公司 | Multi-plane optical apparatus |
WO2011001787A1 (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | コニカミノルタオプト株式会社 | Video display device, hmd, and hud |
TW201339637A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-01 | Seiko Epson Corp | Virtual image display apparatus |
CN104614869A (en) * | 2015-01-21 | 2015-05-13 | 佛山市智海星空科技有限公司 | Ternary exposure technology-based achromatic system and implementation method thereof |
CN104777535A (en) * | 2015-03-25 | 2015-07-15 | 东南大学 | Multiplexed volume holographic grating |
-
2020
- 2020-06-22 TW TW109121206A patent/TWI748529B/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101151562A (en) * | 2005-04-04 | 2008-03-26 | 米拉茨创新有限公司 | Multi-plane optical apparatus |
WO2011001787A1 (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | コニカミノルタオプト株式会社 | Video display device, hmd, and hud |
TW201339637A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-01 | Seiko Epson Corp | Virtual image display apparatus |
CN104614869A (en) * | 2015-01-21 | 2015-05-13 | 佛山市智海星空科技有限公司 | Ternary exposure technology-based achromatic system and implementation method thereof |
CN104777535A (en) * | 2015-03-25 | 2015-07-15 | 东南大学 | Multiplexed volume holographic grating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202201149A (en) | 2022-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10566021B2 (en) | Image display device and light guiding device with diffraction elements | |
JP5092609B2 (en) | Image display apparatus and driving method thereof | |
US9558688B2 (en) | Image display device and control method thereof | |
JP2017173487A (en) | Image display device and optical element | |
US20090141324A1 (en) | Image display device | |
CN104584543A (en) | Display device and light source for image display device | |
EP3318796B1 (en) | Image display apparatus including a directional backlight unit | |
CN105487242A (en) | Image display apparatus | |
JP2016188901A (en) | Display device | |
WO2020177522A1 (en) | Near-eye display device and near-eye display system | |
TWI748529B (en) | Holographic display device | |
CN113900264A (en) | Holographic display device | |
JP4947094B2 (en) | Projector and optical apparatus | |
JP2019128519A (en) | Display device and light guide device | |
JP2016046266A (en) | Wavelength conversion device, illumination unit, liquid crystal module and illumination method | |
JP2017058388A (en) | Virtual image display device | |
CN112180594A (en) | Holographic waveguide display device | |
CN111007589A (en) | Waveguide module, display module based on waveguide and near-to-eye display equipment | |
TWI738356B (en) | Holographic display device | |
CN112285945B (en) | Three-dimensional display device for directional display | |
JP7275829B2 (en) | Display device and image display method | |
US20210364801A1 (en) | Holographic display device | |
US11126027B2 (en) | Display apparatus and driving method thereof | |
US11829039B1 (en) | Optical systems with green-heavy illumination sequences for fLCOS display panels | |
JP2010243987A (en) | Optical combiner and image projector using the optical combiner |