一种3d全息影像显示装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种全息3D影像显示装置及方法，尤其是基于特定上转换材料的3D全息影像显示装置及方法。
【背景技术】
[0002]全息成像又称全息投影技术，可在空间再现出真实的3D立体影像，满足观者的视觉感知功能，现有主流的全息成像技术利用全息显示膜进行全息成像，但全息投影膜价格昂贵，造成全息投影的成本较高。为降低全息投影的成本，现有技术提出采用全息底片进行全息成像的技术方案，首先采用激光照射待显示物体形成漫射式的物光束，另一部分激光作为参考光束照射到全息底片上和物光束叠加产生干涉，产生干涉条纹。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息底片；然后再采用激光照射该全息底片，还原出待显示物体的物光束，以形成待显示物体的3D全息图像。
[0003]全息技术的特点是具有再现空间三维影像的独特优势，且在全息片的前后既能再现虚像，也能再现实像，因此被视为三维立体显示的发展技术之一。以全息以空间光调制器为代表的光电器件代替传统的全息片，实现了全息显示的动态性，这种光电全息显示方式由于受空间光调制器阵列尺寸的限制，较难获得大尺寸的虚像。但如何在空间承载光电全息再现的实像，一直是获得空间立体悬浮影像的一个瓶颈问题。
[0004]基于全息原理的光电全息技术，在空间再现的立体实像是很多衍射光束在空间的聚焦点，如果投射到一般的平面型的幕布上，就变成了这些再现光束的平面投影，从而又变成平面图像，失去了空间的立体性。目前研宄者提出了几种承载光电全息再现空间实像的方法，包括水雾屏、透明固态凝胶等。从目前的效果上看，由于光束穿过介质时的散射效应引起拖影，大大影响了显示效果。同时，利用水雾及透明固态凝胶承载空间影像的方法，机理上的可行性还有待理论探讨和认可。或者将影像投射到可控开、关的多层液晶屏上，通过次序地快速的开、关各层液晶屏并利用人眼的视觉暂留效应产生立体感。但这种方法造价比较昂贵，显示图像的立体感及空间分辨率也非常有限。
[0005]总体上，计算机制全息图(CGH)可以分为归因于射线追踪法的计算方法、利用查找表(LUT)的计算方法、应用快速傅里叶变换的方法等。并且，CGH还可以分为具有宽视角的总全息图的方法以及具有有限视角的子全息图的方法。查找表还可以用于计算子全息图，由此显著增强计算速度。
[0006]CN102645751A公开了一种基于上转换材料的光电全息空间立体显示装置和方法，利用了上转换材料激励波长与荧光波长的差异特性，以红外光作为光源，激发出可见的荧光，从而抑制了一些光电全息显示中散射背景光的影响，取得了较好的效果。然而，其中所述上转换材料所产生的光仅限于可见光例如红光和绿光，且转换效率较低。通过引用将该专利文献全文并入本文。
[0007]CN102262301A公开了一种全息立体影像投射装置及应用该装置的电子产品、触控输入装置、输入方法以及安装触控输入装置的电子设备，该全息立体影像投射装置包括复合全息像片、投射光源、像片座，所述的复合全息像片呈平面圆盘状放置在像片座上，所述的投射光源设置在所述的复合全息像片下方，所述的复合全息像片在投射光源照射下，在所述的复合全息片的上方呈现出全息立体影像。
[0008]CN201540406U公开了一种光影衍射全息影像系统，包括四维空间立体成像装置、投影机和与投影机相接的主控机；四维空间立体成像装置包括对投影机镜头所投射光影进行成像的平面成像装置和根据平面镜成像原理对平面成像装置上所成的平面视频图像进行立体动态成像的四维成像装置，四维成像装置为由4块等腰直角三角形平面光反射介质拼装而成的倒四棱锥状成像装置，平面成像装置布设在四维成像装置正下方；投影机位于平面成像装置下方，投影机镜头与平面成像装置底部相对且其位于四维成像装置正下方。
[0009]CN203981980U公开了一种立体影像系统，包括:棱锥形立体影像显示器和立体光源成像装置，立体光源成像装置与棱锥形立体影像显示器配合实现立体影像的显示，所述立体影像显示在棱锥形立体影像显示器的内部，其特征在于，还包括一个液体容器，上述立体影像显示器和立体光源成像装置均位于该液体容器内。
[0010]CN103761931A公开了一种可不使用半反射镜而相对廉价地显示如3D全息图等的影像的影像显示装置及包装容器。影像显示装置具有透明板，该透明板可相对于具备显示部的移动终端的显示部倾斜地配置；利用透明板可以反射显示于显示部的显示。透过透明板可以视认透明板的背后，同时移动终端的显示部的影像也由透明板反射而可视认。
[0011]CN1428396A公开了一种蓝色上转换材料，属于发光物理学中的发光材料。(a)该材料由下列组分组成(摩尔百分比):含钇、钆化合物50?70%，含镱化合物20?40%，含铒、铥的化合物中的至少一种0.1?10%，将上述组分按摩尔百分比称重，研磨混合均匀，在500?800°C恒温I?6时，制成烧结体，其可以是玻璃态、陶瓷态、微晶颗粒态再研成粒度为100?400目的粉末即成。
[0012]CN101353578A公开了一种上转换荧光材料，该材料在玻璃基体中含有稀土离子和纳微米尺度的二阶非线性光学微晶，稀土离子在玻璃基体中的摩尔浓度为0.001-5%，二阶非线性光学微晶在玻璃基体中的体积百分比为0.1-50%。稀土离子对Λ波长没有吸收而对Λ/2波长有吸收。通过Λ波长激光聚焦微晶玻璃样品产生Λ/2波长的光被稀土离子再吸收产生可见发光。
[0013]CN102337135A公开了一种蓝光红外上转换发光材料及其制备方法，蓝光红外上转换发光材料具有式(I)表示的原子比组成:NaYl-x_yYbxTmyF4，本发明以相应的稀土氧化物、氢氧化物、碳酸盐或硝酸盐为稀土源，以氟化铵或氟化氢铵作为氟源，首选在水溶液中搅拌反应得到沉淀物，然后与NaF、NH4F与他20)3或NaHCO 3的混合物中的一种或几种机械混合得前驱物，最后将所述前驱物在马弗炉中焙烧得到具有式(I)表示的原子比组成的粒径可控的蓝光红外上转换发光材料；本发明提供的制备方法对设备要求低，操作比较简单，容易规模化，大大降低了生产难度和生产成本，同时还减少了对环境和人体健康的危害。
[0014]W02012019081A1公开了一种上转换材料，包括:第一颜色发射体，所述第一颜色发射体配置为在暴露于能量源时响应于第一波长带的能量的吸收而发射第一目标颜色的可见光；第二颜色发射体，所述第二颜色发射体配置为在暴露于所述能量源时响应于第二波长带的能量的吸收而发射第二目标颜色的可见光；其中相对于没有从所述第一颜色发射体和所述第二颜色发射体发射的、经反射的白光，可观察到的所述目标颜色的光强度被增强。
[0015]US2013049011A1公开了一种微电子器件，其在操作中产生热或者包括产生热的部件，其中，所述器件包括热转换介质，所述热转换介质将所述热转换为具有比所述热更短的波长的光发射，由此，通过该光发射来冷却所述器件，并且对不需要的热进行散发。热转换介质可以包括上转换发光材料，例如，反斯托克司磷光体或磷光体组分。该热转换介质的提供能够以有效的方式来实现微电子器件，例如，光电子器件的热管理，以延长在它们的