[发明专利]用于提供扩展的观察窗口的全息显示设备

权利要求书

1.一种全息显示设备，包括：

光源，所述光源被配置成提供光；

空间调光器，所述空间调光器被配置为形成全息图案，根据所述全息图案调制来自所述光源的光，并且生成多个全息图像，所述多个全息图像包括由第0阶衍射生成的第0阶全息图像和由第±1阶或更高阶衍射生成的多个高阶全息图像；和

光学系统，所述光学系统包括：

空间滤光器，所述空间滤光器被配置成允许在所述空间调光器中生成的所述多个全息图像从中经过；

第一透镜，所述第一透镜被布置在所述空间调光器和所述空间滤光器之间；

第二透镜，所述第二透镜被布置在所述空间滤光器和所述光学系统的焦平面之间；以及

图像路径转换元件，所述图像路径转换元件被布置在所述第一透镜和所述第二透镜之间，且被配置成调节所述多个全息图像中的至少一个全息图像的光路，使得所述多个全息图像在所述光学系统的所述焦平面上彼此分隔开，其中所述图像路径转换元件包括多个折射元件，所述多个折射元件分别被布置在所述多个高阶全息图像的光路中，

其中所述空间调光器包括用作栅格的像素阵列，所述栅格衍射来自所述光源的光且产生图像噪音，所述空间调光器被配置成形成所述全息图案使得所述全息图像的光斑位置偏离所述栅格产生的栅格图像光斑，

其中所述空间滤光器被配置成阻挡所述图像噪音，以及

其中彼此分隔开的所述多个全息图像被同时复现。

2.根据权利要求1所述的全息显示设备，其中所述空间滤光器进一步包括：

第一孔，所述第一孔被配置成允许由第0阶衍射生成的所述第0阶全息图像经过；和

多个第二孔，所述多个第二孔被配置成分别允许由第±1阶或更高阶衍射生成的所述多个高阶全息图像经过。

3.根据权利要求2所述的全息显示设备，其中所述多个折射元件被布置成使得全息图像的折射角随着所述高阶全息图像的阶数的增大而增大。

4.根据权利要求2所述的全息显示设备，其中所述多个折射元件按以下方式之一布置：分别布置在所述多个第二孔中；被布置成在所述第一透镜和所述空间滤光器之间分别面对所述多个第二孔；以及被布置成在所述空间滤光器和所述第二透镜之间分别面对所述多个第二孔。

5.根据权利要求1所述的全息显示设备，其中所述图像路径转换元件被配置成使得所述多个全息图像之间的中心间隔等于聚焦在所述光学系统的所述焦平面上的所述多个全息图像的光斑尺寸。

6.根据权利要求1所述的全息显示设备，其中所述第二透镜使所述多个全息图像中的第一全息图像聚焦在所述焦平面上的第一位置处，并且使所述多个全息图像中的第二全息图像聚焦在所述焦平面上的第二位置处，所述第二位置不同于所述第一位置。

7.一种全息显示设备，包括：

光源，所述光源被配置成提供光；

空间调光器，所述空间调光器被配置成形成全息图案，并且根据所述全息图案调制来自所述光源的光并且生成全息图像；和

光学系统，所述光学系统包括：

空间滤光器，所述空间滤光器被配置成使所述全息图像从中经过；

第一透镜，其被布置在所述空间调光器和所述空间滤光器之间；

第二透镜，其被布置在所述空间滤光器和所述光学系统的焦平面之间；以及

图像划分元件，所述图像划分元件被配置成将已经经过所述空间滤光器的所述全息图像划分成彼此相同的多个子全息图像，使得所述多个子全息图像在所述光学系统的所述焦平面上彼此分隔开，其中所述图像划分元件被布置在所述空间滤光器和所述光学系统的所述焦平面之间，

其中所述空间调光器包括用作栅格的像素阵列，所述栅格衍射来自所述光源的光且产生图像噪音，所述空间调光器被配置成形成所述全息图案使得所述全息图像的光斑位置偏离所述栅格产生的栅格图像光斑，

其中所述空间滤光器被配置成阻挡所述图像噪音，以及

其中彼此分隔开的所述多个子全息图像被同时复现。