本發(fā)明涉及顯示領域，具體地，涉及一種全息顯示裝置。

背景技術：

全息技術是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)技術。全息技術第一步是利用干涉原理記錄物體的光波信息，被拍攝物體在激光輻照下形成漫反射式的物光束，另一部分激光束作為參考光束照射在全息底片上，和物光束疊加產(chǎn)生干涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉換成空間上變化的強度，從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波全部記錄下來；第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息。

在相干激光的照射下，一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個象，即原始像(又稱初始像)和共軛像。再現(xiàn)的圖像立體感強，具有真實的視覺效果。

數(shù)字化全息顯示裝置是通過光電調制器件完成全息立體顯示。但是，目前的數(shù)字化全息顯示裝置的只能顯示一個全息畫面，不利于多個人同時觀看。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種全息顯示裝置，所述全息顯示裝置能夠在不同的位置顯示多個圖像。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種全息顯示裝置，所述全息顯示裝置包括空間光調制器，其中，所述全息顯示裝置還包括透鏡組件和多個背光源，該多個所述背光源設置在所述空間光調制器的入光側，所述透鏡組件設置在所述背光源和所述空間光調制器之間，多個所述背光源能夠將朝向所述透鏡組件發(fā)出方向互不相同的光，所述透鏡組件能將接收到的不同方向的光引導至所述空間光調制器，以在所述空間光調制器的出光側的不同位置分別形成圖像。

優(yōu)選地，所述空間光調制器的刷新頻率和各個所述背光源照射所述空間光調制器的頻率滿足以下公式：

f＝F/n；

其中，f為所述背光源照射所述空間光調制器的頻率；

F為所述空間光調制器的刷新頻率；

n為所述背光源的數(shù)量。

優(yōu)選地，所述空間光調制器的刷新頻率為120Hz。

優(yōu)選地，所述背光源的數(shù)量為3個。

優(yōu)選地，每個所述背光源都包括發(fā)光組件，所述發(fā)光組件能夠發(fā)出朝向所述空間光調制器的平行面相干光，所述透鏡組件包括與多個所述背光源一一對應的多個第一透鏡和設置在所述第一透鏡與所述空間光調制器之間的第二透鏡，所述第一透鏡能夠將相應的背光源發(fā)出的平行面相干光引導至所述第二透鏡的預定位置，所述第二透鏡能夠分別將各個所述第一透鏡發(fā)射的光引導至所述空間光調制器。

優(yōu)選地，所述背光源還包括快門，所述快門設置在所述發(fā)光組件和與所述背光源相對應的所述第一透鏡之間。

優(yōu)選地，所述發(fā)光組件包括激光器和擴束鏡，所述激光器的發(fā)射端朝向所述擴束鏡的入光面，所述擴束鏡的出光面朝向所述快門。

優(yōu)選地，所述全息顯示裝置包括控制器，所述控制器的輸出端分別與多個所述快門的控制端相連，以控制多個所述快門輪流開啟。

優(yōu)選地，所述全息顯示裝置還包括處理器和多個數(shù)據(jù)源，多個所述數(shù)據(jù)源分別與多個所述背光源一一對應，所述數(shù)據(jù)源的輸出端分別與所述處理器的多個輸入端相連，所述處理器的第一輸出端與所述空間光調制器的輸入端相連，所述處理器的第二輸出端與所述控制器的輸入端相連，所述處理器能夠分別在各個所述背光源照射所述空間光調制器的時刻將相應的數(shù)據(jù)源提供的圖像信號轉換成編碼信息發(fā)送至所述空間光調制器。

優(yōu)選地，所述全息顯示裝置還包括至少一個面部追蹤模塊和轉動控制模塊，所述轉動控制模塊用于調節(jié)所述背光源的出光方向，每個所述面部追蹤模塊均對應有所述空間光調制器出光側的預定區(qū)域，所述面部追蹤模塊用于確定對應的預定區(qū)域內的觀看者的面部位置，并將所述觀看者的面部的位置信息發(fā)送至所述轉動模塊，所述轉動控制模塊接收到所述位置信息后，控制至少一個所述背光源轉動，以使得至少一個所述背光源的出光方向與所述面部追蹤模塊檢測到的所述觀看者的位置匹配。

優(yōu)選地，所述全息顯示裝置包括多個所述面部追蹤模塊和多個所述轉動控制模塊，每個所述背光源對應一個所述面部追蹤模塊和一個所述轉動控制模塊，所述轉動控制模塊能夠在接收到相應的所述面部追蹤模塊發(fā)送的所述位置信息后，控制相應的所述背光源轉動，以使得相應的所述背光源的出光方向與所述面部追蹤模塊檢測到的所述觀看者的位置匹配。

優(yōu)選地，所述面部追蹤模塊嵌入所述空間光調制器中。

優(yōu)選地，所述全息顯示裝置還包括至少一個眼球追蹤模塊和轉動控制模塊，所述轉動控制模塊用于調節(jié)所述背光源的出光方向，每個所述眼球追蹤模塊均對應有所述空間光調制器出光側的預定區(qū)域，所述眼球追蹤模塊用于確定對應的區(qū)域內的觀看者的各個眼球的位置，并將所述觀看者的各個眼球的位置信息發(fā)送至所述轉動控制模塊，所述轉動控制模塊接收到所述位置信息后，控制至少一個所述背光源轉動，以使得至少一個所述背光源能夠交替地發(fā)出分別射入所述觀看者的兩個眼球的光線，且進入兩個眼球的光線之間的時間間隔在預設范圍內。

優(yōu)選地，所述全息顯示裝置包括多個所述眼球追蹤模塊和多個所述轉動控制模塊，每個所述背光源對應一個所述眼球追蹤模塊和一個所述轉動控制模塊，所述轉動控制模塊能夠在接收到相應的所述眼球追蹤模塊發(fā)送的所述位置信息后，控制相應的所述背光源轉動，以使得相應的所述背光源能夠交替地發(fā)出分別射入所述觀看者的兩個眼球的光線，且進入兩個眼球的光線之間的時間間隔在預設范圍內。

優(yōu)選地，所述眼球追蹤模塊嵌入所述空間光調制器中。

由于多個背光源的出光方向互不相同，因此，各個所述背光源發(fā)出的光透過空間光調制器在該空間光調制器的出光側形成的像的位置也不互相同，因此，利用本發(fā)明所提供的全息顯示裝置能夠形成多個立體圖像，從而可以使得不同的觀眾可以在不同的位置看到立體圖像，提高了所述全息顯示裝置的觀看范圍。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明所提供的第一種實施方式的全息顯示裝置的結構示意圖；

圖2是圖1中所提供的全息顯示裝置的模塊示意圖；

圖3是本發(fā)明所提供的第二種實施方式的全息顯示裝置的結構示意圖；

圖4是圖3中所提供的全息顯示裝置的模塊示意圖；

圖5是本發(fā)明所提供的第三種實施方式的全息顯示裝置的結構示意圖；

圖6是圖5中所提供的全息顯示裝置的模塊示意圖。

附圖標記說明

100：空間光調制器 210、220、230：背光源

211、221、231：激光器 212、222、232：擴束鏡

213、223、233：快門 300：控制器

400：處理器 510、520、530：數(shù)據(jù)源

610、620、630：面部追蹤模塊

710、720、730：轉動控制模塊

810、820、830：眼球追蹤模塊

911、912、913：第一透鏡

920：第二透鏡

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種全息顯示裝置，所述全息顯示裝置包括空間光調制器100，其中，所述全息顯示裝置還包括透鏡組件和多個背光源，該多個所述背光源設置在所述空間光調制器的入光側，所述透鏡組件設置在所述背光源和空間光調制器100之間，多個所述背光源能夠依次朝向所述透鏡組件發(fā)出方向互不相同的光，所述透鏡組件能夠將接收到的不同方向的光的光引導至空間光調制器100，以在空間光調制器100的出光側的不同位置分別形成圖像。

在本發(fā)明中，對背光源的數(shù)量并沒有特殊的限制。在圖1中所示的具體實施方式中，所述全息顯示裝置包括三個背光源，分別為背光源210、背光源220和背光源230。

由于多個背光源的出光方向互不相同，因此，各個所述背光源發(fā)出的光透過空間光調制器100在該空間光調制器100的出光側形成的像的位置也不互相同，因此，利用本發(fā)明所提供的全息顯示裝置能夠形成多個立體圖像，從而可以使得不同的觀眾可以在不同的位置看到立體圖像，提高了所述全息顯示裝置的觀看范圍。

在本發(fā)明中，對顯示的多個立體圖像并沒有特殊的限制，例如，可以形成多個相同的圖像，也可以形成多個互不相同的圖像。在圖1中所示的實施方式中，所述全息顯示裝置在背光源210發(fā)光時形成的圖像為圖像A，所述全息顯示裝置在背光源220發(fā)光時形成的圖像為圖像B，所述全息顯示裝置在背光源230發(fā)光時形成的圖像為圖像C。圖像A、圖像B、圖像C互不相同。

在本發(fā)明中，對所述空間光調制器的刷新頻率和各個所述背光源照射所述空間光調制器的頻率并沒有特殊的限制，只要能夠使得所述全息顯示裝置能夠顯示連續(xù)的圖像即可。

優(yōu)選地，空間光調制器可以為液晶顯示面板，用于顯示計算獲得的編碼圖。為了獲得具有較高分辨率的全息顯示圖像，優(yōu)選地，所述空間光調制器的PPI不小于3000。

優(yōu)選地，所述空間光調制器的刷新頻率和各個所述背光源照射所述空間光調制器的頻率滿足以下公式：

f＝F/n；

其中，f為所述背光源照射所述空間光調制器的頻率；

F為所述空間光調制器的刷新頻率；

n為所述背光源的數(shù)量。

通常，所述空間光調制器的刷新頻率為120Hz。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述背光源的數(shù)量為3個。因此，各個背光源照射空間光調制器100的頻率均為40Hz。

在本發(fā)明中，對背光源的具體結構并沒有特殊的限制。例如，每個所述背光源都包括發(fā)光組件，所述發(fā)光組件能夠發(fā)出朝向所述空間光調制器的平行面相干光，透鏡組件包括與多個所述背光源一一對應的多個第一透鏡(在圖1中為第一透鏡911、第一透鏡912和第一透鏡913)和設置在第一透鏡與空間光調制器100之間的第二透鏡920，所述第一透鏡能夠將相應的背光源發(fā)出的平行面相干光引導至第二透鏡920的預定位置，該第二透鏡920能夠分別將各個第一透鏡發(fā)射的光引導至空間光調制器100。

在圖1中所示的實施方式中，背光源210與第一透鏡911相對應，背光源220與第一透鏡912對應，背光源230與第一透鏡913對應。

在本發(fā)明中，對如何控制各個背光源依次發(fā)光并沒有特殊的限制。例如，可以控制各個背光源的發(fā)光組件的發(fā)光次序。

為了便于控制，優(yōu)選地，所述背光源還包括快門，所述快門設置在所述發(fā)光組件的出光口和所述第一透鏡之間。

快門開啟時，所述發(fā)光組件發(fā)出的光可以照射至空間光調制器100，快門關閉時，所述發(fā)光組件發(fā)出的光被遮擋住。因此，可以控制多個背光源的快門輪流開啟。

在圖1中所示的實施方式中，背光源210包括快門213，背光源220包括快門223，背光源230包括快門233?？扉T213開啟時，快門223和快門233關閉，空間光調制器100的出光側可以形成圖像A；快門223開啟時，快門213和快門233關閉，空間光調制器100的出光側可以形成圖像B；快門233開啟時，快門213和快門223關閉，空間調制器100的出光側形成圖像C。

在本發(fā)明中，對發(fā)光組件的具體結構沒有特殊的限制，只要能夠發(fā)出平行面相干光即可。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述發(fā)光組件包括激光器和擴束鏡，所述激光器的發(fā)射端朝向所述擴束鏡的入光面，所述擴束鏡的出光面朝向所述快門。激光器可以發(fā)出相干光，擴束鏡可以將激光器發(fā)出的相干光擴束為平行面相干光。

例如，在圖1中所示的實施方式中，背光源210的發(fā)光組件包括激光器211和擴束鏡212。背光源220的發(fā)光組件包括激光器221和擴束鏡222。背光源230的發(fā)光組件包括激光器231和擴束鏡232。

為了便于控制快門的開啟和關閉狀態(tài)，優(yōu)選地，如圖2所示，所述全息顯示裝置還可以包括控制器300，控制器300的輸出端分別與多個所述快門的控制端相連，以控制多個所述快門輪流開啟。

如上文中所述，所述全息顯示裝置可以顯示多個圖像，因此，所述全息顯示裝置可以包括用于提供顯示信號的數(shù)據(jù)源。當所述全息顯示裝置在不同的位置顯示相同的圖像時，所述全息顯示裝置包括一個數(shù)據(jù)源即可。

為了實現(xiàn)在不同的位置顯示不同的圖像，優(yōu)選地，如圖2所示，所述全息顯示裝置還包括處理器400和多個數(shù)據(jù)源，多個所述數(shù)據(jù)源分別與多個所述背光源一一對應，多個所述數(shù)據(jù)源的輸出端分別與處理器400的多個輸入端相連。處理器400的第一輸出端與空間光調制器100的輸入端相連，處理器400的第二輸出端與控制器300的輸入端相連，處理器400能夠分別在各個所述背光源照射所述空間光調制器的時刻將相應的數(shù)據(jù)源提供的圖像信號轉換成編碼信息發(fā)送至空間光調制器100。

在圖2中所示的實施方式中，包括三個數(shù)據(jù)源，分別為數(shù)據(jù)源510、數(shù)據(jù)源520和數(shù)據(jù)源530。

為了使得用戶獲得更好的觀看效果，優(yōu)選地，如圖3和圖4所示，所述全息顯示裝置還包括至少一個面部追蹤模塊和轉動控制模塊，所述轉動控制模塊用于調節(jié)所述背光源的出光方向，每個所述面部追蹤模塊均對應有所述空間光調制器出光側的預定區(qū)域，所述面部追蹤模塊用于確定對應的預定區(qū)域內的觀看者的面部位置，并將所述觀看者的面部的位置信息發(fā)送至所述轉動模塊，所述轉動控制模塊接收到所述位置信息后，控制至少一個所述背光源轉動，以使得至少一個所述背光源的出光方向與所述面部追蹤模塊檢測到的所述觀看者的位置匹配。

如上文中所述，面部追蹤模塊能夠檢測該面板追蹤模塊對應的區(qū)域內的觀看者的人臉位置，轉動控制模塊可以控制背光源的轉動。背光源轉動后，出光方向發(fā)生改變，從而可以調節(jié)可以范圍，使得在所述預設區(qū)域的觀看者可以看到圖像。

換言之，通過面部追蹤模塊來確定觀看者的位置后，并且可以根據(jù)觀看者的位置調整背光源的出光方向，從而可以使得觀看者位于至少一個背光源的出光范圍內。從而可以擴大所述全息顯示裝置的可視范圍。

在本發(fā)明中，對設置面部追蹤模塊的位置并沒有特殊的限制，例如，可以直接將面部追蹤模塊設置在空間光調制器的出光表面上，或者，還可以將面部追蹤模塊設置在空間光調制器的邊框上。

為了便于獲得不同位置處的觀看者的面部的位置信息，優(yōu)選地，可以將所述面部追蹤模塊嵌入所述空間光調制器上。

所述轉動控制模塊可以用于控制一個背光源轉動，也可以用于控制多個背光源轉動。

為了提高觀看者的觀看體驗，優(yōu)選地，所述全息顯示裝置包括多個所述面部追蹤模塊和多個所述轉動控制模塊，每個所述背光源對應一個所述面部追蹤模塊和一個所述轉動控制模塊，所述轉動控制模塊能夠在接收到相應的所述面部追蹤模塊發(fā)送的所述位置信息后，控制相應的所述背光源轉動，以使得相應的所述背光源的出光方向與所述面部追蹤模塊檢測到的所述觀看者的位置匹配。

當所述全息顯示裝置包括多個面部追蹤模塊時，可以對位于空間光調制器前方不同方位的觀看者的面部進行捕捉，并控制相應的背光源轉動至發(fā)光方向與該觀看者相匹配。

當所述全息顯示裝置包括多個面部追蹤模塊時，該多個面部追蹤模塊等間隔設置，從而使得不同的面部追蹤模塊對應不同的區(qū)域。

在圖3和圖4中所示的實施方式中，所述全息顯示裝置包括三個面部追蹤模塊，分別是面部追蹤模塊610、面部追蹤模塊620和面部追蹤模塊630，所述全息顯示裝置還包括三個轉動控制模塊，分別是轉動控制模塊710、轉動控制模塊720和轉動控制模塊730。

每個所述背光源對應一個所述面部追蹤模塊和一個所述轉動控制模塊。在圖3中所示的實施方式中，背光源210與面部追蹤模塊610對應，背光源220與面部追蹤模塊620對應，背光源230與面部追蹤模塊630對應。

作為本發(fā)明的另一種實施方式，優(yōu)選地，所述全息顯示裝置還包括至少一個眼球追蹤模塊和轉動控制模塊，所述轉動控制模塊用于調節(jié)所述背光源的出光方向，每個所述眼球追蹤模塊均對應有所述空間光調制器出光側的預定區(qū)域，所述眼球追蹤模塊用于確定對應的區(qū)域內的觀看者的眼睛的位置，并將所述觀看者的眼睛的位置信息發(fā)送至所述轉動控制模塊，所述轉動控制模塊接收到所述位置信息后，控制至少一個所述背光源轉動，以使得至少一個所述背光源能夠在預定時間段內分別發(fā)出射入觀看者的兩個眼球的光線。

所述背光源能夠交替地發(fā)出分別射入所述觀看者的兩個眼球的光線，且進入兩個眼球的光線之間的時間間隔在預設范圍內。

所述預設范圍是指，圖像在人腦中暫留的時間范圍內。

容易理解的是，背光源交替地發(fā)出分別射入觀看者的兩個眼球的光線，使得觀看者的兩個眼球分別接收圖像，兩幅圖像在人腦中重疊，從而給觀看者造成一種圖像分辨率提高的視覺感受。因此，利用本實施例所提供的全息顯示設備，可以以具有較低分辨率的空間光調制器獲得分辨率較高的視覺效果。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述全息顯示裝置包括多個所述眼球追蹤模塊和多個所述轉動控制模塊，每個所述背光源對應一個所述眼球追蹤模塊和一個所述轉動控制模塊，所述轉動控制模塊能夠在接收到相應的所述眼球追蹤模塊發(fā)送的所述位置信息后，控制相應的所述背光源轉動，以使得至少一個所述背光源能夠在預定時間段內分別發(fā)出射入觀看者的兩個眼球的光線。

如圖5所示，所述全息顯示裝置包括三個眼球追蹤模塊，分別為眼球追蹤模塊810、眼球追蹤模塊820和眼球追蹤模塊830)。如圖6所示，所述全息顯示裝置還包括三個轉動控制模塊，分別為轉動控制模塊710、轉動控制模塊720和轉動控制模塊730。如圖5中所示，每個所述背光源對應一個所述眼球追蹤模塊和一個所述轉動控制模塊(在圖6中，背光源210分別對應轉動控制模塊710和眼球追蹤模塊810，背光源220分別對應轉動控制模塊720和眼球追蹤模塊820，背光源230分別對應轉動控制模塊730和眼球追蹤模塊830)。

在圖5和圖6中所示的實施方式中，通過眼球追蹤模塊，可以分別跟蹤不同觀看者的左眼和右眼，通過觀看者的眼球位置信息，可以利用處理器400對全息編碼進行實時計算，使得全息成像到觀看者的左眼和右眼，并通過控制快門的開關來實現(xiàn)逐幀的顯示，提供同一全息圖像到同一觀看者的不同眼球。利用該實施方式，可以以低分辨率空間光調制器100實現(xiàn)高分辨率的空間光調制器100的顯示效果。

在本發(fā)明中，對所述空間光調制器的具體設置方式也沒有特殊的限制。例如，可以將所述眼球追蹤模塊設置在所述空間光調制器100的出光面的任意位置，或者可以將所述眼球追蹤模塊設置在所述空間光調制器100的邊框上。

為了便于獲得觀看者的位置，優(yōu)選地，所述眼球追蹤模塊嵌入所述空間光調制器中。當所述全息顯示裝置包括多個眼球追蹤模塊時，多個所述眼球追蹤模塊間隔設置。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。