[发明专利]用于提供扩展的观察窗口的全息显示设备

说明书

提供一种用于提供扩展的观察窗口的全息显示设备。该全息显示设备包括：空间滤光器，其被配置成允许由空间调光器中的第0阶或更高阶衍射生成的多个全息图像从中经过；和图像路径转换元件，其被配置成调节所述多个全息图像的光路，使得所述多个全息图像在光学系统的焦平面上彼此分隔开。

相关申请

本申请要求2016年11月10日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0149565号韩国专利申请的优先权，在此通过援引将该专利申请整体并入本文。

背景技术

1.技术领域

与本公开中的示例性实施例相一致的设备和方法涉及全息显示设备，并且更具体地涉及提供扩展观察窗口的全息显示设备。

2.背景技术

在相关领域中，眼镜式方法和非眼镜式方法被广泛用于实现3D图像。眼镜式方法的示例包括偏向眼镜式方法和光闸眼镜式方法，并且，非眼镜式方法的示例包括透镜方法和视差屏障方法。当使用这些使用双眼视差的方法时，存在对于可能实施的视点的数目的限制。另外，由于大脑感知的深度和眼睛的焦点之间的差异，这些方法使观察者感觉到疲劳。

最近，在相关领域中，全息3D图像显示方法已经逐步地获得了更多的关注，该方法提供全视差并且能够使大脑感知的深度与眼睛的焦点一致。根据现有技术的全息显示技术，当光被照射到其上记录有干涉图案(该干涉图案通过光和从原物体反射来的物光之间的干涉而获得)的全息图案上时，所述光被衍射并且原物体的图像被复现。当使用电流全息显示技术时，计算机生成的全息图像(CGH)——而不是通过将原物体直接暴露到而光获得的全息图案——作为电信号被提供到空间调光器。然后，空间调光器根据输入CGH信号形成全息图案并且衍射光，由此生成3D图像。然而，在现有技术的全息显示技术中，因为全息图像被聚焦在仅一个点上，所以用于观察所生成的3D图像的观察窗口是狭窄的。

发明内容

示例性实施例可以解决至少以上问题和/或缺点和以上未描述的其它缺点。而且，示例性实施例不必须克服上述缺点，并且示例实施例可以不克服上述问题中的任一个。

根据示例性实施例的一方面，提供一种全息显示设备，其包括：光源，其被配置成提供光；空间调光器，其被配置成形成全息图案，并且根据全息图案调制来自光源的光，并且通过第0阶或者更高阶衍射生成多个全息图像；和光学系统，所述光学系统包括：空间滤光器，其被配置成允许在空间调光器中由第0阶或更高阶衍射生成的所述多个全息图像从中经过；和图像路径转换元件，其被配置成调节所述多个全息图像中的至少一个的光路，使得所述多个全息图像在光学系统的焦平面上彼此分隔开。

光学系统可以进一步包括布置在所述空间调光器与所述空间滤光器之间的第一透镜，以及和布置在所述空间滤光器与所述光学系统的焦平面之间的第二透镜。

图像路径转换元件可以被布置在第一透镜和第二透镜之间。

空间滤光器可以包括第一孔和多个第二孔，所述第一孔被配置成允许由第0阶衍射生产的第0阶全息图像从中经过，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多个高阶全息图像从中经过。

图像路径转换元件可以包括多个折射元件，其分别被布置在所述多个高阶全息图像的光路中。

所述多个折射元件可以被布置成使得全息图像的折射角随着更高阶全息图像的阶增大而增大。

所述多个折射元件可以分别被布置在所述多个第二孔中。

图像路径转换单元可以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光学系统的焦平面上的所述多个全息图像的光斑尺寸。

第二透镜可以使所述多个全息图像中的第一全息图像聚焦在焦平面上的第一位置处，并且可以使所述多个全息图像中的第二全息图像聚焦在焦平面上的第二位置处，第二位置不同于第一位置。