[发明专利]全息3D显示器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2013年4月8日提交的韩国申请No.10-2013-0038206的优先权，将该专利申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种不会出现3D串扰问题的全息三维显示器。本发明尤其涉及一种其中分别将左眼全息图像呈现给左眼、右眼全息图像呈现给右眼的没有任何3D串扰问题的自动立体型显示器。

背景技术

近来，正积极发展用于形成并再现3D（三维）图像/视频的多种技术和研究。因为涉及3D图像/视频的媒体是用于虚拟现实的新概念媒体，所以其可更好地提高视觉信息，并将引领下一代显示装置。常规的2D图像系统仅提供投射成平面视图的图像和视频数据，但3D图像系统可给观看者提供完整真实的图像数据。因此，3D图像/视频技术是True North图像/视频技术。

一般来说存在用于再现3D图像/视频的一些方法，例如，立体法、自动立体法、体积法、全息法和积分成像法。在这些方法之中，其中观看者不用专门的眼镜而使用激光观看全息图像的全息法是享受真实3D显示质量的最佳方法。因为全息法具有出色的3D深度且观看者即使通过一只眼睛也可在3D模式中观看显示物体，所以其被认为是用于显示3D图像的没有任何缺点的最理想的方法。

为了产生图像中每一点处的光波相位的记录，作为体积显示型之一的全息法使用与来自景象或物体的光（物体光束）相结合的基准光束。如果这两个光束是相干的，则由于光波的重叠，基准光束与物体光束之间的光学干涉产生可被记录在标准摄影胶片上的一系列强度条纹。这些条纹在胶片上形成一种被称为全息图的衍射光栅。全息图的主要目的是当被记录的光栅之后被替代基准光束照射时，原始的物体光束被重建（或再现），产生3D图像/视频。

最新发展了计算机生成全息图（或CGH），即一种数字地产生全息干涉图案的方法。例如通过用计算机数字地计算全息干涉图案并将其印刷到蒙片（mask）或胶片上，随后通过合适的相干光源照射蒙片或胶片产生全息图像。可通过全息3D显示器唤醒全息图像，不需要每次都制备全息干涉图案的“硬拷贝”。

计算机生成的全息图具有这样的优点：想要显示的物体根本不必具有任何物理实体。如果光学地产生现有物体的全息数据，但被数字地记录和处理并随后进行显示，这也称为CGH。例如，通过计算机系统产生全息干涉图案并将全息干涉图案发送到诸如LCSML（液晶空间光调制器）这样的空间光调制器，之后通过给空间光调制器照射基准光束重建/再现对应于全息干涉图案的3D图像/视频。图1是图解根据现有技术的使用计算机生成的全息图的数字全息图像/视频显示装置的结构图。

参照图1，计算机1产生将要显示的图像/视频数据的全息干涉图案。所产生的全息干涉图案发送给SLM2。作为透射型液晶显示装置的SLM2可呈现全息干涉图案。在SLM2的一侧，设有用于产生基准光束的激光源3。为了将来自激光光源3的基准光束9照射到SLM2的整个表面上，可依次设置放大器4和透镜系统5。从激光源3输出的基准光束9穿过放大器4和透镜系统5后照射到SLM2的一侧。对于SLM2为透射型液晶显示器的情形来说，对应于全息干涉图案的3D图像/视频将在SLM2的另一侧处重建/再现。

全息型3D显示器包括占据较大空间的体积元件，如产生基准光束9的光源3、放大器4和透镜系统5。由于这些体积元件，显示器将会具有较大的体积和较重的重量，以致于不适于当前流行的轻薄便携型显示器。因此，更需要研制薄板型全息3D显示器和永无眼镜型（eternal non-glasses type）3D显示器。

如此，对于基于LCD装置再现全息图的情形来说，LCD的像素间距过大，以致于准确观看全息图的视角非常小。因此，观看者只有在非常小的视角内才能观看3D图像。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提出一种用于显示3D全息图像的装置，其中尽管全息显示装置具有非常窄的视角，但观看者仍可在任意位置享受全息图像。本发明的另一个目的是提出一种分别将左眼3D全息图像提供给左眼、右眼3D全息图像提供给右眼的用于显示全息图像的装置。本发明的再一个目的是提出一种用于显示全息图像的装置，其中不会产生诸如将左眼3D全息图像提供给右眼或反之这样的任何3D串扰问题。