[发明专利]全息投影显示设备上的像素映射

说明书

本公开提供了一种用于空间光调制器的驱动器。空间光调制器包括[m×n]个像素。驱动器被布置成接收每个都包括[x×y]个像素的输入全息图，其中m≥x并且n≥y。驱动器还被布置成通过使用平铺方案将每个输入全息图平铺在空间光调制器的像素上形成对应于每个输入全息图的输出全息图，以驱动空间光调制器在其上显示每个包括[m×n]个像素的输出全息图。驱动器被布置成使用第一平铺方案来显示第一输出全息图，并且使用第二平铺方案来显示第二输出全息图。每个输出全息图包括输入全息图的多个平铺块。每个平铺方案定义了每个平铺块的大小和每个平铺块在空间光调制器像素上的位置。

技术领域

本公开涉及一种用于空间光调制器的驱动器、一种用于空间光调制器的平铺引擎(tiling engine)以及一种驱动空间光调制器的方法。更具体地，本公开涉及一种全息投影仪和一种全息投影方法。一些实施例涉及一种提高全息投影质量的方法和一种提高全息投影分辨率的方法。其他实施例涉及一种用于将输入全息图的像素映射到显示像素上的全息图处理器，以及一种将全息图像素映射到包括像素的显示设备上的方法。进一步的实施例涉及一种包括全息投影仪的平视显示器。

背景技术

从物体散射的光包含振幅和相位信息。这种振幅和相位信息可以用一种叫做全息术的干涉技术在感光板或胶片上捕获。感光板或胶片上捕获的图案称为全息记录或全息图。全息图可用于形成物体的重建。全息图形成的物体的重建被称为全息重建。全息重建可以通过用合适的光照射全息图来形成。

计算机生成全息术可以数值模拟通过光干涉形成全息图的过程。可以使用数学变换来计算计算机生成全息图。数学变换可以基于傅里叶变换。数学变换可以是傅里叶变换或菲涅耳变换。通过对目标图像执行傅里叶变换计算的全息图可以被称为傅里叶变换全息图或傅里叶全息图。傅里叶全息图可以被认为是目标图像的傅里叶域或频域表示。使用菲涅耳变换计算的全息图可以称为菲涅耳全息图。

计算机生成全息图可以包括全息图值的阵列，该全息图值可以被称为全息图像素。每个全息图值可以是相位和/或振幅值。每个全息图值可以被约束(例如量化)为多个允许值之一。计算机生成全息图可以显示在显示设备上。允许值的选择可以基于将用于显示全息图的显示设备。多个允许值可以基于显示设备的能力。

显示设备可以是包括像素阵列的空间光调制器。空间光调制器可以是液晶设备，在这种情况下，每个像素是具有双折射的可单独寻址的液晶单元。每个像素可以根据相应的全息像素来调制光的振幅和/或相位。每个像素包括光调制元件和被布置成驱动光调制元件的像素电路。全息图可以被认为是光调制图案。

全息重建可以通过用合适的光照射显示的全息图来形成。入射光的振幅和/或相位根据光调制图案被进行空间调制。光被空间光调制器衍射。从显示设备发出的复合光图案在重放平面干涉，以形成对应于目标图像的全息重建。如果全息图是傅里叶全息图，则重放平面在远场中(即离显示设备无限远)，但是可以使用透镜将重放平面带入近场中。为了方便起见，全息重建本身可以被称为图像。全息重建被投影到远离显示设备的平面上，因此该技术被称为全息投影。可以使用全息投影仪形成平视显示器，但是许多其他设备，例如头戴式显示器，可以使用根据本公开的全息投影仪作为图像源。

本公开涉及一种用于提高全息投影质量的技术。

发明内容