專利名稱：用于場景全息再現(xiàn)的投射裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于場景全息再現(xiàn)的投射裝置，上述裝置包含空間光調(diào)制 器，具有至少兩個(gè)投射裝置的投射系統(tǒng)，以及具有至少一個(gè)生成充分相干
光為光調(diào)制器上編碼的全息圖照明的光源的照明系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及場景 全息再現(xiàn)的方法。
背景技術(shù)：
公知的3D顯示器或3D投射裝置及方法通常在立體效果上具有優(yōu)勢， 產(chǎn)生立體影像的光在平面上反射或由平面發(fā)出。但是，全息技術(shù)中全息圖 反射或發(fā)出的光在場景的目標(biāo)點(diǎn)干涉，從此處自然傳播。全息再現(xiàn)表現(xiàn)目 標(biāo)替換。反之，具有非移動(靜止)或移動特性的立體圖不表現(xiàn)目標(biāo)替換。 立體應(yīng)用中有兩個(gè)平面圖像， 一個(gè)用于左眼， 一個(gè)用于右眼，上述圖像對 應(yīng)各個(gè)眼睛的位置。三維效果由兩個(gè)圖像的視差生成。公知的與立體視覺 相伴的問題，例如疲勞、眼睛疼和頭疼不會在全息圖中發(fā)生，因?yàn)橛^看全 息再現(xiàn)場景和自然場景的原理沒有差別。
在全息技術(shù)中，靜態(tài)和動態(tài)方法之間產(chǎn)生總體上的區(qū)別。靜態(tài)全息技 術(shù)中，全息媒介主要用于信息存儲。因此，載有目標(biāo)信息的光束使參考光 束分層，記錄攝影介質(zhì)上的干涉圖樣。利用與參考光束相同或類似的光束 再現(xiàn)上述靜態(tài)目標(biāo)信息。但是，因?yàn)樯鲜鲈佻F(xiàn)的理想的空間特性，所以例 如娛樂業(yè)或醫(yī)藥和軍事裝備制造商長久以來對利用動態(tài)全息技術(shù)實(shí)時(shí)表 現(xiàn)移動場景感興趣。大多數(shù)實(shí)例中使用所謂微顯示器，就像他們也用于投 射裝置。微顯示器例如是LCoS (liquid crystal on silicon,硅上液晶)，透 射的LCD或MEMS (micro electro-mechanical systems,微電子機(jī)械系統(tǒng))。 由于它們的像素間距，也就是兩個(gè)相鄰像素中心的距離，比其他顯示器小
很多，所以實(shí)現(xiàn)了相對較大的衍射角。公知的采用微顯示器的全息方法的 主要缺點(diǎn)在于再現(xiàn)或再現(xiàn)場景的大小實(shí)質(zhì)上由微顯示器的大小限制。微顯 示器和類似的光調(diào)制器的大小為幾英寸，雖然間距相對較小，但其具有衍
射角還是很小，所以不能用雙眼觀看再現(xiàn)。例如僅5"m的極小間距造成 500nm (綠-藍(lán))的入射波長A形成O.lrad的衍射角。在50cm的觀察者距 離產(chǎn)生5cm的橫向尺寸，從而不可能用雙眼觀看場景。
對于動態(tài)全息圖、典型地計(jì)算機(jī)生成的全息圖的三維表現(xiàn)全息再現(xiàn)裝 置包括，基于例如TFT， LCoS， MEMS， DMD (digital micro-mirror device, 數(shù)字微鏡技術(shù))，OASLM (optically addressed spatial light modulator,光尋 址空間光調(diào)帝ij器)，EASLM (electronically addressed spatial light modulator, 電尋址空間光調(diào)制器)，F(xiàn)LCD (ferro-electric liquid crystal display,鐵電液 晶顯示器)技術(shù)的透射型或反射型光調(diào)制器。上述光調(diào)制器可以是一維或 二維的設(shè)計(jì)。采用反射型光調(diào)制器的原因是與透射型顯示器相比，其制造 成本相對較低，用于高照明效率的大填充因數(shù)(fill factor),轉(zhuǎn)換延遲短， 吸收產(chǎn)生的光損失很小。但是，必須忍受較小的空間尺寸。
公開號為WO03/060612的專利公開了一種分辨率為12 u m的反射型 LC顯示器，其全息圖的實(shí)時(shí)色彩再現(xiàn)的反射比達(dá)到90%。利用一個(gè)或多 個(gè)LED通過場透鏡(fieldlens)的準(zhǔn)直光進(jìn)行再現(xiàn)。利用該分辨率，可以在 大約lm的距離觀察約3cm寬的區(qū)域，不足以同時(shí)用雙眼、也就是以三維 方式觀看再現(xiàn)的場景。此外，顯示器尺寸小，僅使相當(dāng)小的目標(biāo)能夠再現(xiàn)。
公開號為WO02/005503的專利公開了采用DMD芯片進(jìn)行全息再現(xiàn)的 全息3D投射裝置。但即使光調(diào)制器的分辨率大、反射系數(shù)高、轉(zhuǎn)換延遲 小，由于與WO03/060612專利所述相同的原因，上述裝置也只能再現(xiàn)小 尺寸的場景，并且只能在很小的區(qū)域觀看。另外，還在于再現(xiàn)空間由光調(diào) 制器和可見區(qū)的尺寸確定。此外，DMD芯片因?yàn)槠溆邢薜南喔?，僅部分 適合全息目標(biāo)。
公開號為WO00/75699的專利公開了一種利用子全息圖再現(xiàn)視頻全息 圖的全息顯示器。該方法也被稱為拼砌(tiling)。將甚高速電可尋址空間光
調(diào)制器(EASLM)中編碼的子全息圖持續(xù)投射到介質(zhì)(intermediate)平面。該 過程執(zhí)行得很快，使得觀察者將所有子全息圖的再現(xiàn)感受成整個(gè)3D目標(biāo) 的單獨(dú)再現(xiàn)。通過特別設(shè)計(jì)的照明和投射系統(tǒng)將子全息圖排列于介質(zhì)平面 的矩陣結(jié)構(gòu)中，例如包括受控與EASLM同步的、僅使對應(yīng)的子全息圖通 過的、特別是屏蔽不用的衍射級的光閥。但是，其對用于再現(xiàn)子全息圖的 SLM的動態(tài)特性要求很高，平板型設(shè)計(jì)也難以實(shí)現(xiàn)。
上述解決方法普遍具有以下主要缺陷。再現(xiàn)的空間范圍由用于全息再 現(xiàn)的光調(diào)制器的小尺寸限制。WOOO/75699所述的拼砌方法允許再現(xiàn)較大 的場景，但其需要較深的顯示裝置。由于使用的像素?cái)?shù)目增加，用于全息 圖生成的計(jì)算負(fù)載和數(shù)據(jù)傳輸率的要求巨大，使得實(shí)時(shí)再現(xiàn)很困難。采用 連續(xù)拼砌方法時(shí)，如從WOOO/75699中所知道的，對使用的SLM的動態(tài) 特性要很高。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供用于二維和三維場景全息再現(xiàn)的投射裝 置，其避開上述現(xiàn)有技術(shù)的解決方案表現(xiàn)出的問題，在大的再現(xiàn)空間中再 現(xiàn)和表現(xiàn)任何尺寸的場景，從而可以利用少量的光學(xué)元件以簡便、便宜的 方式高質(zhì)量地再現(xiàn)大的移動場景。
利用場景全息再現(xiàn)的投射裝置達(dá)到上述目的，在該裝置中，由充分相 干光照射并載有編碼的全息圖的光調(diào)制器，能以光學(xué)放大的方式投射。
根據(jù)本發(fā)明，投射裝置除包含光調(diào)制器和發(fā)出充分相干光的照明裝置 外，最好還包含含有第一和第二投射裝置的投射系統(tǒng)。光調(diào)制器是小的空 間光調(diào)制器，這就是為什么以下將其稱為微SLM。放大微SLM并通過第 一投射裝置將其投射到第二投射裝置，通過第二投射裝置將微SLM的空 間頻譜(傅立葉譜)投射到觀測窗。觀測窗因而是全息圖的傅立葉平面采用 的衍射級的投射。為了使第一投射裝置能夠?qū)⒄麄€(gè)微SLM投射到第二投 射裝置，第一投射裝置必須覆蓋需要的衍射級的所有分布。這通過在第一 投射裝置的平面中聚焦微SLM調(diào)制的光完成，其中生成空間頻譜。為此， 可以利用在從波傳播的方向看去的微SLM的后方會聚的波照明微SLM。
因而空間頻譜的平面包括微SLM和第一投射裝置的傅立葉平面。第二投 射裝置和觀測窗確定錐臺狀再現(xiàn)空間。向一個(gè)或多個(gè)觀察者顯示再現(xiàn)場 景，最好是再現(xiàn)的三維場景。再現(xiàn)空間繼續(xù)到達(dá)第二投射裝置后面的任何 范圍。因此觀察者可以通過大的再現(xiàn)空間中的觀測窗觀看再現(xiàn)的場景。在 本文件中，術(shù)語"充分相干光"表示能夠?yàn)槿S場景再現(xiàn)產(chǎn)生干涉的光。
根據(jù)本發(fā)明的上述投射裝置因而僅包括很少的用于全息再現(xiàn)的光學(xué) 元件。與公知的光學(xué)裝置相比，對光學(xué)元件的質(zhì)量要求很小。這確保了投 射裝置是便宜、簡單而緊湊的設(shè)計(jì)，其中可以使用小的光調(diào)制器，例如先 前在投射裝置中使用的微SLM。微SLM的有限尺寸也限制了像素?cái)?shù)目。 這極大地減少了計(jì)算全息圖需要的時(shí)間，從而可以使用市售的計(jì)算機(jī)裝 置。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，可以將空間頻率濾波器置于光調(diào)制器的空 間頻譜平面中。
在像素的微SLM中編碼的一維或二維全息圖產(chǎn)生傅立葉平面中的空 間頻譜的周期性再現(xiàn)，其中像素以規(guī)則圖案設(shè)置。為了抑制或消除周期性， 空間頻率濾波器，特別是光閥最好可以置于上述只允許需要的衍射級通過 的平面中。各個(gè)衍射級典型地是重疊的，以使光閥切斷信息或使不希望的 信息導(dǎo)通。但是，微SLM上的信息的低通濾波使各個(gè)衍射級分離，從而 防止信息被光閥切斷。上述光閥總體上可以解釋為空間頻率濾波器，其過 濾需要的衍射級，避免微SLM的量化誤差和其他誤差，或者以其他合適 的方法調(diào)制波場，比如用于補(bǔ)償投射裝置的像差。這可以例如通過增加球 面鏡功能的空間頻率濾波器完成。
另一優(yōu)點(diǎn)在于完全防止了空間頻譜減小到一個(gè)衍射級以及該衍射級 的投射，完全防止了光閥形成的觀測窗的串?dāng)_，該串?dāng)_在使用矩陣光調(diào)制 器再現(xiàn)時(shí)會典型地出現(xiàn)。利用多路方法可以為左眼和右眼逐個(gè)地提供各自 的信息而沒有串?dāng)_。僅上述方法使多個(gè)原因的多路技術(shù)成為可能。
使用不顯示規(guī)則像素設(shè)置、也就是不引起取樣的光調(diào)制器，傅立葉平 面也就不會顯示周期性。因而光閥是多余的。上述光調(diào)制器例如是
OASLM。
另一較佳實(shí)施例可以包括第三投射裝置，其置于光調(diào)制器附近，用以 生成空間頻譜。
第三投射裝置在其成像側(cè)焦平面生成空間頻譜，作為微SLM上編碼 中的全息圖的傅立葉變換。利用準(zhǔn)直照明，使用第三投射裝置最好，因?yàn)?沒有上述投射裝置的話，只有具有相對大的衍射角的光才能到達(dá)第一投射 裝置。第三投射裝置還可以置于微SLM的前面或后面。第三投射裝置將 微SLM發(fā)出的光或波聚焦到其成像側(cè)平面。微SLM還可以發(fā)出稍微匯聚 的波，利用其他投射裝置改善上述波聚焦。但是，如果將會聚波用于照明， 則第三投射裝置不是必需的，因?yàn)樽詈每梢哉{(diào)整入射到微SLM中的再現(xiàn) 波使得其在第一投射裝置的平面會聚。無論如何總有一個(gè)焦平面，微SLM 的傅立葉平面，第一投射裝置也置于其中。
為了向大區(qū)域內(nèi)的觀察者提供觀測窗，在觀看再現(xiàn)場景時(shí)可以利用位 置探測系統(tǒng)探測至少一個(gè)觀察者的眼睛位置。
觀看再現(xiàn)場景時(shí)位置探測系統(tǒng)探測觀察者的眼睛位置或瞳孔位置。根 據(jù)觀察者的眼睛位置編碼場景。然后可以根據(jù)新的眼睛位置追蹤觀測窗。 特別是提供了對實(shí)時(shí)變化的固定場景的表現(xiàn)和對透視圖的放大變化的表 現(xiàn)。后者意味著場景的角度和位置的變化比觀察者的角度和位置的變化 大。
投射裝置中提供至少一個(gè)偏光元件，以便根據(jù)觀察者眼睛的位置追蹤 至少一個(gè)觀測窗。上述偏光元件可以是機(jī)械、電子或光學(xué)元件。
偏光元件可以例如是可控光學(xué)元件，其如棱鏡一樣虛擬移位的光譜， 且置于第一投射裝置的平面中。還可以將偏光元件設(shè)置在第二投射裝置附 近。這樣，偏光元件的功能與棱鏡類似，可選擇地，與透鏡類似。這提供 了觀測窗的橫向和軸向追蹤。上述使偏光元件靠近第二投射裝置的設(shè)置最 好，因?yàn)閺墓庠吹降诙渡湓恼麄€(gè)投射系統(tǒng)是靜態(tài)的。這意味著到達(dá) 第二投射裝置的光學(xué)路徑總是不變的。首先，這將減低對該部分光學(xué)系統(tǒng) 的要求，因?yàn)榈谝缓偷诙渡溲b置的進(jìn)光口可以保持為最小。如果移位微
SLM或其圖像以追蹤觀測窗，則第一和第二投射裝置的進(jìn)光口總是需要 達(dá)到更大。這將極大地降低對第二投射裝置的要求。其次，光學(xué)系統(tǒng)的上 述靜態(tài)部分的投射特性可以被最恰當(dāng)?shù)匦Ｕ?。第三，微SLM的圖像不會 在第二投射裝置上移位。這樣的效果在于例如第二投射裝置上的二維場景 再現(xiàn)的位置與觀察者位置無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明通過場景全息再現(xiàn)的方法進(jìn)一步達(dá)到上述目的，第一步， 在第一投射裝置的平面上生成空間頻譜，作為編碼全息圖的傅立葉變換， 第二步，第一投射裝置將光調(diào)制器投射到第二投射裝置的平面，第二投射 裝置將空間頻譜從第一投射裝置的平面投射到觀察者平面的至少一個(gè)觀 測窗，在第二投射裝置和觀測窗之間延伸的再現(xiàn)空間內(nèi)以放大的方式為至 少一個(gè)觀察者顯示再現(xiàn)的場景，再現(xiàn)空間的大小因光調(diào)制器的放大投射而 增加。
根據(jù)本發(fā)明，再現(xiàn)場景的第一步中，由光調(diào)制器中編碼的全息圖的傅 立葉變換表示的空間頻譜，此處為微SLM，在采用相干或充分相干照明 的第一投射裝置的平面中形成。在第二步中，第一投射裝置將微SLM投 射到第二投射裝置的平面，從而放大SLM。微SLM向第二投射裝置的投 射也可以是微SLM向第二投射裝置附近的投射。跟著微SLM的放大投射， 第三步中第二投射裝置將空間頻譜從第一投射裝置投射到觀察者平面，從 而在觀察者平面中形成觀測窗。因而增大從觀測窗延伸到第二投射裝置并 以放大的方式為一個(gè)或多個(gè)觀察者顯示再現(xiàn)場景的再現(xiàn)空間。應(yīng)當(dāng)注意的 是，再現(xiàn)空間不由第二投射裝置和觀測窗限制，而是向后延伸超過第二裝 置。
利用上述新方法，可以以放大的方式在大的再現(xiàn)空間高質(zhì)量地同時(shí)或 順序顯示二維和/或三維場景。在混合的二維和三維再現(xiàn)的情況下，用于二 維再現(xiàn)的平面最好位于三位場景中。在僅二維再現(xiàn)的情況下，用于二維再 現(xiàn)的平面最好與第二投射裝置的平面同時(shí)存在。這種情況下用二維圖像編 碼的微SLM的放大投射接著在上述平面中出現(xiàn)。最好二維圖像也可以朝 向或遠(yuǎn)離觀察者移動。 本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，投射裝置的像差在計(jì)算全息圖時(shí)便予以考 慮，并由光調(diào)制器補(bǔ)償。
像差導(dǎo)致頻譜和投射中的干擾，其對再現(xiàn)質(zhì)量有負(fù)面影響。將第一投
射裝置定位在微SLM的傅立葉平面導(dǎo)致用于投射的第一投射裝置的聚焦 的最小橫向范圍。這確保第一投射裝置的像差最小。還必須確保第一投射 裝置以放大的方式投射微SLM的全部，將其均勻照射到第二投射裝置。 第二和可能的其他投射裝置的像差可以由微SLM補(bǔ)償?？捎酶郊拥南辔?偏差容易地補(bǔ)償相位誤差形式的像差。
空間頻率濾波器還可以補(bǔ)償用在投射裝置中的投射裝置的像差。
本發(fā)明的其他實(shí)施例由其他從屬權(quán)利要求限定。本發(fā)明的實(shí)施例將在 以下詳細(xì)解釋并結(jié)合
。本發(fā)明的原理將基于單色光的全息再現(xiàn)進(jìn) 行解釋。但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明可以用于色彩全 息再現(xiàn)，如實(shí)施例中的說明所表示的。
圖l表示根據(jù)本發(fā)明的利用投射系統(tǒng)進(jìn)行場景全息再現(xiàn)的投射裝置的 工作原理。
圖2表示斜面波撞擊光調(diào)制器時(shí)圖1所示的投射裝置的細(xì)節(jié)。
圖3表示會聚波撞擊光調(diào)制器時(shí)圖1所示的投射裝置的細(xì)節(jié)。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的具有反射型光調(diào)制器和分光元件的投射裝置的 另一實(shí)施例。
圖5表示用于追蹤觀測窗的投射裝置中的偏光元件。 圖6表示投射裝置中追蹤觀測窗的另 一種可能。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的將凹面鏡用作第二投射裝置的投射裝置另一實(shí) 施例。
圖8表示觀察場景的單個(gè)再現(xiàn)點(diǎn)時(shí)圖1所示的投射裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的投射裝置的工作原理，其中投射系統(tǒng)3將 在此表示為點(diǎn)光源的照明裝置1投射到觀察者平面6。投射系統(tǒng)3包 含第一投射裝置4和第二投射裝置5。光源1發(fā)出場景全息重現(xiàn)所需 的相干或充分相干光。光源1可以是激光、LED或其他光源，可以采 用濾色片。
現(xiàn)參照圖1說明投射裝置的工作原理。光源1發(fā)出的波由準(zhǔn)直鏡 L轉(zhuǎn)換成平面波7。從光源1發(fā)出的波7，通過準(zhǔn)直鏡L成為平面波， 其以直角撞擊帶有排列成規(guī)則圖案的像素的透射空間光調(diào)制器 (SLM)8 ，上述SLM表現(xiàn)編碼的動態(tài)全息圖2 ，例如CGH，其中在SLM8 的等距位置調(diào)制平面波7的波陣面，以便形成需要的波陣面?？臻g光 調(diào)制器8的尺寸很小，這就是下面將其稱為微SLM的原因。
從光傳播的方向看，微SLM8的后面是第三投射裝置9。此處為 透鏡的第三投射裝置9在透射的微SLM8的情況下也可以置于其前 面，在受到平米波7照射時(shí)，在第三投射裝置的成像側(cè)焦平面10產(chǎn) 生微SLM8編碼的信息的空間頻譜，由傅立葉變換表示?？臻g頻譜也 稱為傅立葉譜。如果用非平面波、會聚波或漸散波照射微SLM8，則 焦平面IO沿光軸11移位。
如果微SLM8受到平面波照射并且投射裝置中沒有第三投射裝 置9，則只有衍生角足夠大的光才能到達(dá)第二投射裝置5。
第一投射裝置4置于第三投射裝置9的焦平面10附近。第一投 射裝置4將微SLM以放大的方式投射到平面12 (或其附近)和第二 投射裝置5上。此處，第二投射裝置5是比其他投射裝置4和9大很 多的透鏡，使得再現(xiàn)空間(錐臺)14中再現(xiàn)的場景13的尺寸盡量大。 微SLM8投射到平面12的同時(shí)，其空間頻譜由第二投射裝置5投射 到觀察者平面6。這樣就形成實(shí)際上不存在的虛擬觀測窗15，其范圍 對應(yīng)于空間頻譜的周期的投射。觀察者可以通過觀測窗15看到再現(xiàn) 的場景13。場景13的再現(xiàn)在觀測窗15邊緣與第二投射裝置5之間
伸展的錐臺形再現(xiàn)空間14內(nèi)產(chǎn)生。再現(xiàn)空間14也可以向后延伸直到 超出第二投射裝置5的任何范圍。
由于通過微SLM8的信息是等距掃描的，排列在矩陣中，所以該 微SLM在第三投射裝置9的焦平面10的周期延續(xù)中產(chǎn)生多個(gè)衍射 級。該周期延續(xù)在焦平面10具有一個(gè)周期間隔，其大小與微SLM8 的間距成反比。該間距與微SLM8中的掃描位置之間的距離一致。因 此第二投射裝置5將焦平面10中的周期分布投射到觀察者平面6。 觀察者平面6的衍射級中的觀察者可以用他的一只眼睛看到無干擾 的重現(xiàn)場景13，但他的另一只眼睛可以同時(shí)感覺到干擾的高衍射級。
對于排列在矩陣中的低分辨率的光調(diào)制器，即像素間距》入(再 現(xiàn)波長)，周期角可以用適當(dāng)?shù)慕浦?入/間距)表示。假定波長入 =500 nm，微SLM8的間距為10 Pm，衍射角可以達(dá)到1/20 rad (弧 度)。如果第三投射裝置9的焦距是20mm，則上述角度對應(yīng)的周期 間隔的橫向范圍約為lmm。
為了抑制周期性，將光閥16置于第一投射裝置4后面的焦平面 10中，上述光閥僅允許一個(gè)周期間隔或需要的衍射級通過。在該實(shí) 例中，光閥用作低通、高通或帶通濾波器。光閥16由第二投射元件 5投射到觀察者平面6，在此處形成觀測窗15。投射裝置中的光閥16 的優(yōu)點(diǎn)在于在防止其他周期對另一只眼睛或其他觀察者的眼睛的串 擾。但是微SLM8的有限帶寬的空間頻譜是它的一個(gè)必要條件。
在焦平面10中不顯示周期性的空間光調(diào)制器，例如光可尋址光 調(diào)制器(OASLM)，不需要光閥16。
空間光調(diào)制器通常排列在矩陣中。因而焦平面10中的空間頻譜 是周期連續(xù)的。另一方面，三維場景通常需要全息圖2在微SLM8中 編碼，其空間頻譜超過焦平面IO的周期間隔。這導(dǎo)致個(gè)別衍射級的 重疊。該焦平面10中的光閥16在這種情況下一方面切斷使用的衍射 級的信息運(yùn)載部分，另一方面允許高衍射級通過。為了抑制上述結(jié)果， 通過在先濾波使三維場景限于焦平面10的空間頻譜。在計(jì)算全息圖
時(shí)已經(jīng)考慮過在先濾波或帶寬限制。帶寬受限的衍射級因而互相分
開。焦平面IO中的光閥16將限制高衍射級而不會限制選定的衍射級。 這避免了觀察者的另一只眼睛或其他觀察者的眼睛的串?dāng)_。
可以將光閥16擴(kuò)展以形成空間頻率濾波器?？臻g頻率濾波器是 改變?nèi)肷洳ǚ群?或相位的復(fù)調(diào)制元件?？臻g頻率濾波器因而除提 供分離衍射級功能以外還提供其他功能，例如抑制第三投射裝置9的 像差。
為了能夠根據(jù)觀察者眼睛的移動追蹤觀測窗15，投射裝置設(shè)有 位置探測系統(tǒng)17，在觀看再現(xiàn)的場景13時(shí)探測觀察者眼睛的當(dāng)前位 置。上述信息用于采用適當(dāng)?shù)姆绞阶粉櫽^測窗15。因而可以使微 SLM8上的全息圖2的編碼適用于當(dāng)前眼睛的位置。再編碼再現(xiàn)的場 景13，使其根據(jù)觀察者的位置呈現(xiàn)給水平和/或垂直移動和/或轉(zhuǎn)動的 觀察者。特別是提供了透視圖實(shí)際變化的固定場景的圖像和透視圖放 大變化的圖像。后者意味著目標(biāo)的角度和位置的改變大于觀察者的角 度和位置的改變。投射裝置包括圖5中詳細(xì)表示的用于追蹤觀測窗 15的偏轉(zhuǎn)元件(圖1中未示)。
如果微SLM8具有低分辨率，則觀測窗15不允許雙眼同時(shí)觀看 再現(xiàn)的場景13?？梢岳^續(xù)在另一觀測窗或同時(shí)利用第二光通路對觀 察者的另一只眼睛尋址。如果微SLM8具有足夠高的分辨率，則可以 在一個(gè)微SLM上編碼用于右眼和左眼全息圖，并應(yīng)用空間多路方法。
如果采用一維空間光調(diào)制器，則只能一維再現(xiàn)。如果一維空間調(diào) 制器垂直排列，則再現(xiàn)也只是垂直的。利用上述垂直編碼的全息圖， 空間光調(diào)制器的空間頻譜表示焦平面10中的周期延續(xù)僅出現(xiàn)在垂直 方向。因而離開一維空間光調(diào)制器的光波在水平方向傳播。如果采用 一維空間光調(diào)制器，則必須使用其他聚焦光學(xué)元件例如柱面透鏡在垂 直于再現(xiàn)方向聚焦。
圖2表示圖l所示的投射裝置的細(xì)節(jié)。明確地說，該細(xì)節(jié)表示具 有投射裝置4和9以及光閾16的微SLM8。在該實(shí)施例中不是使平面波7如圖1所示的以直角撞擊微SLM8，而是采用傾斜的平面波陣 面18。如果將迂回相位編碼(detour phase encoding)方法用于編碼 全息圖2，則特別有好處。迂回相位編碼時(shí)，如果使用純幅度全息圖， 則傾斜波以需要的相位撞擊相鄰的像素。如果據(jù)此選擇入射角，則例 如每隔兩個(gè)像素的相位相同(Burckhardt編碼)。根據(jù)上述方法，三
個(gè)像素編碼一個(gè)復(fù)值。采用迂回相位編碼方法時(shí)，除衍射1級或衍射 -l級以外，阻擋所有的衍射級。
在這種情況下，衍射0級的中心與焦平面10中的光軸線11成直 角，如虛線所示。設(shè)置第一投射裝置4和光閥16使得衍射1級或衍 射-l級可以通過，如實(shí)線所示。
圖3也表示圖1的投射裝置的細(xì)節(jié)。代替以直角裝置全息圖的平 面波的是，會聚波19用于再現(xiàn)。從圖中可以看出，如果調(diào)整會聚波 19使得第一投射元件4位于會聚波19的焦點(diǎn)，且微SLM8中編碼的 編碼全息圖2的空間頻譜生成于焦平面10中，則在會聚照明的情況 下可以省略第三投射裝置9。如果撞擊波的會聚改變，則會聚點(diǎn)沿光 軸線11移位。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的投射裝置的另一實(shí)施例，其具有反射的微 SLM8和分光元件20。分光元件20置于第三投射裝置9和第一投射 裝置4之間，目的在于引導(dǎo)入射平面波7。分光元件20可以是單色 或二色分光立方體、半透鏡或其它任何波束耦合裝置。
由于該實(shí)施例中的微SLM8是反射微SLM8，而且因反射光要覆 蓋兩倍的距離，所以全息圖2的編碼必須因此而調(diào)整。如果以三原色 RGB (紅-綠-藍(lán))連續(xù)再現(xiàn)場景13，則通過二色分光鏡入射的光波7 特別有益。該實(shí)施例中沒有表示各個(gè)原色的三個(gè)光源。與圖1結(jié)合說 明再現(xiàn)的場景。連續(xù)再現(xiàn)的特殊優(yōu)點(diǎn)在于采用相同的光通路。僅編碼 必須調(diào)整以便以不同的波長A再現(xiàn)。
本實(shí)施例可以改進(jìn)，其中為三原色RGB中的每一個(gè)提供單獨(dú)的 通道，上述通道包含發(fā)射一個(gè)原色光的光源、微SLM8、投射裝置4
和9以及光閥16或空間頻率濾波器。另外，如果利用會聚波照射全 息圖，則又可以省略第三投射裝置9。此外，分光元件可以用于結(jié)合 三個(gè)通道。為了對場景13進(jìn)行同時(shí)的色彩再現(xiàn)，可以提供分光元件， 其由置于一起的四個(gè)獨(dú)立棱鏡構(gòu)成，具有不同的波長相關(guān)的透射率和 反射率值的二色介面層。三個(gè)側(cè)面用于入射一個(gè)原色的通道的光，而 以層疊方式通過第四個(gè)側(cè)面離開分光元件。上述由三原色組成的光隨 后進(jìn)入第二投射裝置5再現(xiàn)彩色場景。
上述三個(gè)通道也可以平行方式排列。第二投射裝置5通?？梢杂?全部三個(gè)通道使用。這種方法下，以全部三種色彩同時(shí)再現(xiàn)場景。
此外，可以為觀察者的每只眼睛提供單獨(dú)的通道。另外，每個(gè)通 道包含一個(gè)原色的單色光源和微SLM8、投射裝置4和9，以及光閥 16。第二投射裝置5因此通常可以由全部三個(gè)通道使用。因而兩個(gè)通 道將其觀測窗投射到觀察者的眼睛。
此外，可以為觀察者的眼睛提供獨(dú)立的通道，其中每個(gè)通道包括 三原色RGB的三個(gè)子通道。
對于前述任何可能的色彩再現(xiàn)，必須確保各個(gè)原色中的三個(gè)獨(dú)立 再現(xiàn)是適合的。
上面的實(shí)施例也允許根據(jù)觀察者眼睛的位置追蹤觀測窗15，如 果觀察者移動的話。圖5表示一種追蹤觀測窗15的方法的工作原理。 為了追蹤在圖中用箭頭表示的觀察者平面6中的觀測窗15，光束利 用偏光元件(deflection elements)21在焦平面10后偏轉(zhuǎn)，此處偏光元 件由多面鏡表示。這樣就使觀測窗15追蹤到觀察者?？梢詫⒅T如多 邊鏡，檢電鏡和棱鏡的機(jī)械偏光元件或諸如可控柵極的光學(xué)偏光元件 用作偏光元件21。
如圖6所示，可以用一種特別好的方法追蹤觀測窗15。此時(shí)偏 光元件21用作可控棱鏡。偏光元件21置于第二投射裝置5的附近，
也就是從光傳播的方向看去在第二投射裝置的前面或后面，或者集成 到第二投射裝置5本身。這樣偏光元件21就起到棱鏡的作用，可選
擇地，起到透鏡的作用。這為橫向、可選地為軸向追蹤觀測窗15作
上述具有棱鏡功能的偏光元件21可以例如通過在一種透明材料 制成的基材中嵌入充滿雙折射液晶的棱鏡狀元件制造，或通過將上述 元件用與該元件的折射率不同的一個(gè)基材包圍制造。透過上述多個(gè)元 件中的一個(gè)偏光的光束的角度由基底材料的折射率和液晶材料的折 射率之比決定。因此，偏光角度可以依靠電場控制，以便追蹤到達(dá)觀 察者的觀測窗15。
還可以通過移置垂直于光軸線11的移動光源1追蹤觀測窗15。 必須根據(jù)焦平面10上的焦點(diǎn)的新位置移置第一投射裝置4和光閥16。 微SLM8的衍射O級又將位于焦平面IO上的焦點(diǎn)周圍。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的投射裝置的另一實(shí)施例，其將凹面鏡22 用作第二投射裝置5，而不是圖1所示的透鏡。場景如結(jié)合圖1說明 地再現(xiàn)。但是第一投射裝置4不將微SLM8投射到平面12，而是將 其投射到凹面鏡22的平面23或其周圍。因?yàn)椴ㄓ砂济骁R22反射， 所以依照上述反射形成觀測窗15。因此，可以觀察到再現(xiàn)場景13的 再現(xiàn)空間14在觀測窗15和凹面鏡22之間形成。如上所述，再現(xiàn)空 間14還可以繼續(xù)向后直到超出凹面鏡22的任何范圍。因此，可以提 供更緊湊的投射裝置。與透鏡相比，采用凹面鏡22的其他優(yōu)點(diǎn)是其 更容易制成無像差，制造簡便，重量輕。
采用平焦鏡(flat focusing mirror)作為投射裝置5是非常有益的。 上述投射裝置5可以是全息光學(xué)元件(HOE)或者衍射光學(xué)元件(DOE)。 投射裝置5具有使再現(xiàn)波反射后在觀測窗15會聚的相位圖樣。HOE 或DOE形式的投射裝置5與凹面鏡22的作用相同。HOE或DOE的 優(yōu)點(diǎn)為平板設(shè)計(jì)且制造便宜。上述鏡可以利用公知方法制造，例如干 涉測量法，平板印刷，凸浮法，模壓固化，擠壓或其他方法。它們由 光阻材料，聚合物，金屬，玻璃或其他基材制成。它們也可以在外表 有反射涂層。
圖8表示觀察場景13的再現(xiàn)點(diǎn)24時(shí)根據(jù)圖1的投射裝置。與兩 個(gè)投射裝置4和9相比大很多的投射裝置5必須僅在小面積無像差。 現(xiàn)在為了便于理解，僅討論場景13的一個(gè)再現(xiàn)點(diǎn)24，盡管場景由多 個(gè)點(diǎn)組成。點(diǎn)24僅在觀測窗15中可見。觀測窗15是選定的衍射級 從平面IO的投射。將它用作窗，觀察者可以通過該窗看到再現(xiàn)的場 景13。全息圖2的帶寬受限的編碼如上所述。必須采用上述方法以 防止高衍射級重疊。確保衍射級不會在平面10中重疊。對于向觀察 者平面6的投射也是這樣。再現(xiàn)場景13的每個(gè)點(diǎn)都僅由第二投射裝 置5上的微SLM8的一部分產(chǎn)生。觀測窗15的邊緣光通過點(diǎn)24投射 到第二投射裝置5，說明了為再現(xiàn)點(diǎn)24起作用的投射裝置5上的一 個(gè)小面積。這意味著投射裝置5上用于再現(xiàn)場景中的一個(gè)點(diǎn)的面積是 有限的。上述面積比大的第二投射裝置5小。因此相干需求僅與上述 小面積有關(guān)，特別是涉及對充分小的波陣面失真<<^/10的需求時(shí)。 在上述小面積中投射必須有很高的相干質(zhì)量，必須考慮到場景13的 所有點(diǎn)。因而跨過整個(gè)投射裝置5的極低的波陣面失真并非必要。對 第二投射裝置5的要求因而大部減少為幾何形狀的穩(wěn)定性。
此外，投射裝置不僅僅采用微SLM8再現(xiàn)很大的二維和三維場景 13，該場景在再現(xiàn)空間14內(nèi)再現(xiàn)并可以通過觀測窗15觀察，但最好 同時(shí)矯正光學(xué)投射裝置4、 5和9。應(yīng)當(dāng)將無像差投射裝置用于全息 再現(xiàn)。現(xiàn)在說明矯正像差的實(shí)例。第三投射裝置9的像差的形式為相 位誤差，該誤差使波陣面偏離理想波。在無編碼信息的全息圖中，平 面波離開微SLM8，該波應(yīng)該是衍射受限的并聚焦于平面10，其中放 置有第一投射裝置4和空間頻率濾波器16，后者形成光閥，用以抑 制不希望的衍射級并達(dá)到其他例如校正像差的功能。
像差會偏移上述聚焦，從而導(dǎo)致空間頻譜的干擾，其對再現(xiàn)質(zhì)量 有負(fù)面影響。相位誤差可以由附加相位偏移容易地補(bǔ)償。用于矯正第 三投射裝置9的其他裝置已結(jié)合空間頻率濾波器的功能進(jìn)行了說明。
第一投射裝置4對微SLM8的放大投射在第二投射裝置5典型地 顯示出像差。投射裝置4是一個(gè)放大光學(xué)元件，例如是用于背投電視
機(jī)且商業(yè)上可行的投射系統(tǒng)。主要需要的是圖像的銳度，以便在上述 光學(xué)元件中很大程度地抑制主球面像差以及彗形像差和散光像差。雖 然使用上述裝置的觀察者忍受剩余的失真和場曲，但是用于目前的全
息圖投射裝置時(shí)上述像差導(dǎo)致十分大偏移的再現(xiàn)。第一投射裝置4的 失真導(dǎo)致投射裝置5上的微SLM8的放大投射產(chǎn)生橫向幾何偏差。第 二投射裝置5發(fā)出的波將不在再現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)的位置會聚，而是產(chǎn)生移 位。
將微SLM8投射到第二投射裝置5時(shí)，像差的主要類型是場曲。 場曲意味著需要的相位值在透射裝置5上被歪曲，影響三維失真，也 就是橫向偏移和軸向偏移。利用設(shè)計(jì)合理、制造公差較小的第一投射 裝置4可以將場曲和失真以及彗形像差和散光的兩種影響保持足夠 小，但代價(jià)較為昂貴。投射裝置中通過場曲的相位誤差最好可以由微 SLM8補(bǔ)償。上述相位誤差可以由附加的相位偏移補(bǔ)償。也可通過在 編碼過程中處理它們而減小彗形像差和散光像差?？梢岳缤ㄟ^選擇 微SLM8的像素補(bǔ)償失真，使全息值在被確定為考量失真的像素的位 置編碼?？梢砸灶愃品绞嚼梦LM8補(bǔ)償?shù)诙渡溲b置5的像差， 如為第一投影裝置4中所述的。第二投射裝置發(fā)出的波的偏移必須典 型地遠(yuǎn)小于A /10。這就要求光學(xué)元件只有通過較大的努力才能滿足。 充分利用上述矯正方法，也可以通過在編碼過程中考慮第二投射裝置 5的像差將其簡便地矯正。
通常微SLM8允許減小或補(bǔ)償投射裝置4、 5和9的任何像差。 在再現(xiàn)前以合適的方式發(fā)現(xiàn)像差。從而通過微SLM8的附加相位偏移 補(bǔ)償計(jì)算出的相位誤差。
該投射裝置允許將小的空間光調(diào)制器用于再現(xiàn)和觀察大的二維 或三維場景。觀看再現(xiàn)場景時(shí)，觀察者可以在觀察者平面6內(nèi)移動。 二維和三維場景可以同時(shí)出現(xiàn)或一個(gè)接一個(gè)地出現(xiàn)。此外，投射裝置 由市售的光學(xué)元件組成，其對制造精度的要求很低并且沒有像差。首 先，可以用微SLM8矯正投射裝置4和5，其次，它們僅在跨過大投 射裝置5的小面積需要極少的波陣面失真，而不是跨過整個(gè)元件。
在僅二維顯示的特定情況下，如目前的電視圖像，圖像投射到投
射裝置5附近或其上。計(jì)算全息圖2，使二維場景在第二投射裝置5 的平面12 (或平面23)中再現(xiàn)。此外，通過計(jì)算全息圖2觀看場景 時(shí)，觀察者可以軸向移動再現(xiàn)二維場景的平面。因而可以將再現(xiàn)朝向 或遠(yuǎn)離觀察者移動。此外，可以放大細(xì)節(jié)使觀察者能夠看到特寫。上 述動作可以由觀察者直接或交互地完成。
全息投射裝置的可能應(yīng)用包括在例如計(jì)算機(jī)顯示器、電視屏幕、 電子游戲的私人或工作環(huán)境中，顯示信息的自動化行業(yè)中，娛樂業(yè)中， 醫(yī)學(xué)工程中-此處特別是微創(chuàng)外科手術(shù)應(yīng)用或斷層X射線掃描確立的 信息的空間再現(xiàn)，以及再現(xiàn)表面輪廓的軍事工程中進(jìn)行一維，二維或 三維再現(xiàn)的顯示器。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白投射裝置也可 以用于以上未提到的其他領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.用于場景全息再現(xiàn)的投射裝置，其特征在于由充分相干光照射并載有編碼的全息圖(2)的光調(diào)制器(8)能以光學(xué)放大的方式投射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射裝置，其特征在于投射系統(tǒng)(3)具有至 少兩個(gè)投射裝置(4, 5)，上述兩個(gè)投射裝置(4， 5)設(shè)置成第一投射裝置(4) 以放大的方式將光調(diào)制器(8)投射到第二投射裝置(5)上，第二投射裝置(5) 將光調(diào)制器(8)的空間頻譜的平面(10)投射到包含至少一個(gè)觀測窗(15)的觀 察者平面(6)，其對應(yīng)空間頻譜的一個(gè)衍射級。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射裝置，其特征在于從光傳播的方向看 去，第一投射裝置(4)置于光調(diào)制器(8)后面，第二投射裝置(5)置于第一投 射裝置(4)和觀察者平面(6)之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射裝置，其特征在于空間頻率濾波器(16) 置于平面(10)內(nèi)，其中光調(diào)制器(8)的空間頻譜處于該平面內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射裝置，其特征在于還包括用于生成空間 頻譜的第三投射裝置(9)，上述投射裝置位于光調(diào)制器(8)附近。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射裝置，其特征在于二維或三維場景(13) 在觀測斷15)與第二投射裝置(5)之間延伸的再現(xiàn)空間(14)中再現(xiàn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射裝置，其特征在于第二投射裝置(5)是 透鏡或反射鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射裝置，其特征在于還包含位置探測系統(tǒng) (17)，探測觀看再現(xiàn)場景(13)的至少一個(gè)觀察者的眼睛位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投射裝置，其特征在于包含至少一個(gè)偏光元 件(21)，用于根據(jù)上述至少一個(gè)觀察者的眼睛的位置追蹤至少一個(gè)觀測窗 (15)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射裝置，其特征在于上述偏光元件(21) 用于觀測窗(15)的橫向和軸向追蹤。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射裝置，其特征在于上述偏光元件(21) 挨著第二投射裝置(5)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的投射裝置，其特征在于上述偏光元件(21) 表現(xiàn)出可控棱鏡的功能。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的投射裝置，其特征在于上述偏光元件(21) 表現(xiàn)出可控透鏡的功能。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射裝置，其特征在于光調(diào)制器(8)是反射 型光調(diào)制器，其包括至少一個(gè)分光元件(20)，其用于引導(dǎo)照明裝置(l)發(fā)出 的至少一個(gè)光束。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的投射裝置，其特征在于分光元件(20)置于 光調(diào)制器(8)和第一投射裝置(4)之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2或14所述的投射裝置，其特征在于為每個(gè)觀察者 提供兩個(gè)通道以形成兩個(gè)觀測窗，上述通道中的每一個(gè)都包含光源(l)，光 調(diào)制器(8)，第一投射裝置(4)和第三投射裝置(9)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求2或14所述的投射裝置，其特征在于提供三個(gè)平行 通道，即為每個(gè)原色提供一個(gè)通道，用以使顏色同時(shí)再現(xiàn)，上述通道中的 每一個(gè)都包含光源(l)，光調(diào)制器(8)，第一投射裝置(4)和第三投射裝置(9)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投射裝置，其特征在于光調(diào)制器(8)是縮小 的空間光調(diào)制器(微SLM)。
19. 場景全息再現(xiàn)的方法，具有至少一個(gè)投射裝置的投射系統(tǒng)投射充 分相干光，該相干光由包含至少一個(gè)光源的照明裝置發(fā)出直到觀察者平 面，其中上述至少一個(gè)光源照明由全息圖編碼的光調(diào)制器，其特征在于第 一步，在第一投射裝置(4)的平面(10)中生成空間頻譜，作為編碼的全息圖 (2)的傅利葉變換，第二步，第一投射裝置(4)將光調(diào)制器(8)投射到第二投 射裝置(5)的平面(12, 23)，其中第二投射裝置(5)將空間頻譜從平面(10)投射 到觀察者平面(6)的至少一個(gè)觀測窗(15)，在第二投射裝置(5)和觀測斷15) 之間延伸的再現(xiàn)空間(14)中以放大的方式為至少一個(gè)觀察者表現(xiàn)再現(xiàn)場景 (13)，再現(xiàn)空間(14)的大小因光調(diào)制器(8)的放大投射而增加。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于第二投射裝置(5)將空 間頻譜投射到觀測窗(15)，觀察者通過觀測窗觀看再現(xiàn)的場景(13)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于第三投射裝置(9)置于 光調(diào)制器(8)附近，上述投射裝置(9)在其成像側(cè)焦平面(10)中生成在光 調(diào)制器(8)中編碼的全息圖(2)的空間頻譜。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其特征在于投射系統(tǒng)(3)中提 供的空間頻率濾波器(16)允許選定的空間頻譜的周期間隔通過。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于上述空間頻率濾波器 (16)補(bǔ)償投射裝置(4, 5, 9)的像差。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于投射裝置(4, 5， 9)的像 差在計(jì)算全息圖(2)時(shí)予以考慮并由光調(diào)制器(8)補(bǔ)償。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于計(jì)算全息圖(2)時(shí)，平 面(10)中的空間頻譜的帶寬受限。
26. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于位置探測系統(tǒng)(17)探測 觀看再現(xiàn)場景(13)的至少一個(gè)觀察者的眼睛位置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于如果觀察者的眼睛位置 改變，則更新光調(diào)制器(8)的全息編碼。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于編碼再現(xiàn)場景(13)使其 按照觀察者眼睛位置的改變而出現(xiàn)水平和/或垂直移位和/或旋轉(zhuǎn)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于追蹤觀察者平面(6)中 的至少一個(gè)觀測窗(15)到觀察者眼睛的位置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于至少一個(gè)偏光元件(21) 追蹤至少一個(gè)觀測窗(15)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于計(jì)算全息圖(2)，使二 維場景在第二投射元件(5)的平面(12， 23)中再現(xiàn)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于通過重新計(jì)算全息圖(2) 觀看場景時(shí)，觀察者軸向移位再現(xiàn)二維場景的平面。
33. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于為三原色連續(xù)進(jìn)行場景 再現(xiàn)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于以三原色同時(shí)再現(xiàn)場景(13)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于利用三個(gè)平行的通道同 時(shí)再現(xiàn)場景顏色，上述通道中的每一個(gè)都包含光源(l)，光調(diào)制器(8)，第 一投射裝置(4)和第三投射裝置(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于場景全息再現(xiàn)的裝置和方法，利用光調(diào)制器(8)、具有至少兩個(gè)投射裝置(4，5，9)的投射系統(tǒng)(3)、以及生成充分相干光以便為在光調(diào)制器(8)上編碼的全息圖(2)照明的照明系統(tǒng)(1)。設(shè)置上述至少一個(gè)投射裝置(4，5)，使得第一投射裝置(4)以放大的方式將光調(diào)制器(8)投射到第二投射裝置(5)。第二投射裝置(5)用于將光調(diào)制器(8)的空間頻譜的平面(10)投射到包含至少一個(gè)觀測窗(15)的觀察者平面(6)。觀測窗(15)與空間頻譜的一個(gè)衍射級對應(yīng)。
文檔編號G03H1/22GK101176043SQ200680016563
公開日2008年5月7日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者阿明·史威特納 申請人:視瑞爾技術(shù)公司