全息显示装置和全息显示方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及全息显示领域，具体涉及一种全息显示装置和全息显示方法。
【背景技术】
[0002]全息显示技术分为光学全息技术和计算全息技术，计算全息是用计算机编码制作全息图，再将计算全息图放到实际光路中获得再现图像。视窗型全息显示的主要目标是，只重建观察者直接看到的那部分波前，这部分波前是波阵面的一部分，称为观察视窗，观察视窗的大小与瞳孔的大小有关，观察者通过该观察视窗能够看到完整的再现3D景象。
[0003]图1是现有技术中视窗型全息显示的原理示意图，计算机生成物体或全息图的编码信息，并显示屏根据该编码信息生成相应的编码图像，即，显示屏根据编码信息改变每一像素单元的透过率。光源I发射的光线经过透镜2的会聚并透过显示屏3的各像素单元后，在观察视窗4内成像，当人眼位于该观察视窗4时，就可以看到完整的3D景象。视窗型全息显示不需要根据观察者所在平面的每个位置进行编码，从而减小了计算量。
[0004]但是，这种全息显示方式只能使得观看者一只眼睛看到图像，观察者观看到的效果不佳。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种全息显示装置和全息显示方法，以实现双眼视窗的全息显示，改善显示效果。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种全息显示装置，包括:
[0007]背光模块，所述背光模块包括聚光透镜和设置在该聚光透镜一侧的至少一个发光子模块，每个所述发光子模块用于产生一对光源，每对所述光源对应一对视点，每个所述光源在距离该光源预定距离处形成预定面积的发光区域，每对所述光源中的两个光源以预定频率交替发射光线，且每对所述光源中的两个所述光源的光线能够透过所述聚光透镜并在对应于两个不同视点的位置会聚；
[0008]处理模块，所述处理模块用于以所述预定频率交替地生成对应于两个所述视点的全息图像的编码信息，且所述处理模块生成任一视点的全息图像的编码信息时，发射光线的光源为对应于该视点的光源；
[0009]光调制模块，所述光调制模块设置在所述聚光透镜的背离或朝向所述发光子模块的一侧，且位于每个所述光源的发光区域内，所述光调制模块与所述处理模块电连接，用于根据所述编码信息显示相应的编码图像。
[0010]优选地，所述光源为具有预定发散角的点光源，以在距离该点光源预定距离处形成所述预定面积的发光区域。
[0011 ]优选地，所述发光子模块包括激光发射源、光发散单元和光会聚单元，所述光发散单元设置在所述激光发射源和所述光会聚单元之间，所述激光发射源用于向所述光发散单元发射至少一束激光，所述光发散单元用于将接收到的激光发散为两束平行光并朝向所述光会聚单元发射两束所述平行光，所述光会聚单元用于接收两束所述平行光并分别将两束所述平行光会聚，以形成两个所述点光源。
[0012]优选地，所述激光发射源用于发射两束激光，所述光发散单元包括分别与两束所述激光对应的两个扩束器，所述扩束器包括朝向所述激光发射源设置的入光口和朝向所述光会聚单元设置的出光口，所述扩束器的入光口用于接收相应的一束激光，所述扩束器用于将其入光口接收到的激光扩散为一束平行光并将所述平行光所述出光口发射出。
[0013]优选地，所述激光发射源用于发射一束激光，所述光发散单元包括扩束器、分光镜和第一反射件；
[0014]所述扩束器包括朝向所述激光发射源设置的入光口和朝向所述分光镜设置的出光口，所述扩束器的入光口用于接收所述激光发射源发射的激光，所述扩束器用于将其入光口接收到的激光扩散为一束平行光并将所述平行光所述出光口射出；
[0015]所述分光镜包括分光膜，所述分光膜朝向所述扩束器的出光口，用于将所述扩束器的出光口射出的平行光的一部分透射至所述光会聚单元，并将所述平行光的另一部分反射至所述第一反射件，所述第一反射件的反射面朝向所述分光镜，且倾斜于所述扩束器的出光方向，所述第一反射件用于将所述分光膜所反射的光线反射至所述光会聚单元。
[0016]优选地，所述第一反射件包括棱镜，所述第一反射件还包括朝向所述分光镜设置的入光面和朝向所述光会聚单元设置的出光面，所述第一反射件的反射面分别与所述入光面和所述出光面相连，所述分光镜所反射的光线经过所述第一反射件的入光面入射至所述第一反射件的反射面，所述第一反射件的反射面用于将接收到的光线向所述出光面反射。
[0017]优选地，每个所述扩束器的入光口与所述激光发射源之间均设置有小孔光阑，所述激光发射源发射的激光能够穿过相应的小孔光阑上的光阑孔并发射至相应的扩束器。
[0018]优选地，所述光会聚单元包括设置在所述光发散单元和所述聚光透镜之间的两个凸透镜，所述两个凸透镜的主光轴均与所述聚光透镜的主光轴平行，两个所述凸透镜用于分别将所述光发散单元发射的两束平行光会聚在相应的所述凸透镜和所述聚光透镜之间。
[0019]优选地，所述光会聚单元包括两个凸透镜和分别与两个所述凸透镜对应的两个第二反射件，所述凸透镜的主光轴与所述聚光透镜的主光轴相交叉，所述第二反射件的反射面朝向所述光发散单元，且倾斜于所述光发散单元的出光方向，所述光发散单元射出的两束所述平行光分别射向两个所述第二反射件的反射面，所述第二反射件的反射面用于将接收到的光线向相应的凸透镜反射；
[0020]两个所述凸透镜用于分别将相应的第二反射件的反射面反射的光线会聚，形成两个初始点光源；
[0021]所述发光子模块还包括设置在两个所述凸透镜之间的第三反射件，所述第三反射件用于将两个所述初始点光源的光线朝向所述聚光透镜反射，朝向所述聚光透镜发射光线的初始点光源形成为所述点光源。
[0022]优选地，所述第二反射件包括棱镜，所述第二反射件包括朝向所述光发散单元设置的入光面和朝向相应的凸透镜设置的出光面，所述第二反射件的反射面分别与所述入光面和所述出光面相连，所述光发散单元射出的两束所述平行光分别经相应的第二反射件的入光面入射至相应的反射面，所述第二反射件的反射面用于将接收到的光线向相应的出光面反射。
[0023]优选地，所述第三反射件包括反射面，
[0024]所述背光模块还包括与所述第三反射件相连的电机，所述电机用于带动所述第三反射件绕预定轴线旋转，以使得任意时刻，所述反射面最多将一个所述初始点光源的光线反射至所述聚光透镜，
[0025]所述电机与所述处理模块电连接，当所述处理模块生成对应于任意一个视点的全息图像的编码信息时，所述处理模块能够控制所述电机运行以使得所述第三反射件的反射面能够将该视点对应的初始点光源的光线反射至所述聚光透镜。
[0026]优选地，所述第三反射件包括分别朝向两个所述凸透镜的两个反射面，每个所述反射面用于将相应的凸透镜会聚的点光源的光线朝向所述聚光透镜反射。
[0027]优选地，每个所述凸透镜和所述激光发射源之间均设置有挡光板，所述挡光板用于在其开启时使所述激光发射源的光线发射至相应的凸透镜、并在其闭合时对射向该挡光板对应的凸透镜的光线进行遮挡，分别对应于两个所述凸透镜的两个挡光板能够交替开启；
[0028]两个所述挡光板均与所述处理模块电连接，当所述处理模块生成对应于任意一个视点的全息图像的编码信息时，所述处理模块能够控制对应于该视点的光源所对应的挡光板开启。
[0029]优选地，所述光调制模块包括显示面板和驱动电路，所述驱动电路用于接收所述处理模块所发送的编码信息并控制显示面板显示相应的编码图像。
[0030]相应地，本发明还提供一种全息显示方法，包括:
[0031]以预定频率交替生成对应于两个视点的全息图像的编码信息，并以所述预定频率交替生成两个光源，所述光源用于朝向全息显示装置的光调制模块发光，并且，生成对应于任意一个视点的全息图像的编码信息时，发光的光源的光线能够穿过所述光调制模块的显示区域并在与该视点对应的位置会聚。
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