[發明專利]用于生成全息圖的全息顯示裝置和方法

在審

• 申請號: 201310057090.3
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103293935A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 權度佑;文元碩;樸佑濟
• 申請（專利權）人: LG電子株式會社
• 主分類號: G03H1/22
• 分類號: G03H1/22;G03H1/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術領域

本發明涉及一種用于生成全息圖的全息顯示裝置和方法，并且更具體地，涉及一種通過疊加亞全息圖來生成全息圖的全息顯示裝置和生成全息圖的方法。

背景技術

計算機生成全息圖（CGH）可以包括由射線跟蹤法導致的計算方法、使用參考表（下面稱為查找表）的計算方法和采用快速傅立葉變換（FFT）方法的方法。另外，CGH還可以包括使用大視角的整體全息圖和具有有限視角的亞全息圖。這里，當計算亞全息圖時，也可以使用查找表。并且，通過使用查找表，可以較大程度地增強計算速度。

在用于生成（或創建）整體全息圖的現有技術中，由M.Lucente在1993年提出的名為“Interactive?computation?ofholograms?using?a?look-up?table”的論文（其在使用查找表算法時顯著地提高了計算速度）示出了下述結果：通過使用被稱為CM2的并行處理機來將計算速度增強（或提高）為傳統計算速度的26倍。另外，基于由Seung-Cheol?Kim在2008年示出的“Effective?generation?of?digital?holograms?of?three-dimensional?objects?using?a?novel?look-up?table”構造的通過使用Matlab編程語言在通用個人計算機（PC）上操作的系統示出了將計算速度增強（或提高）到傳統計算速度的70倍的結果。

直到現在，不斷地并且在全球范圍內進行研究和發展以在使用諸如圖形處理單元（GPU）的快速并行計算方案時通過使用查找表（LUT）來實現實時CGH計算性能。

在用于生成亞全息圖類型CGH的方法中，必須使用的LUT的大小顯著小于整體全息圖。這是因為，當假設整體全息圖示出1920×1080分辨率時并且當單獨假設在與全息圖相距1m的距離的物點具有分辨率對應于觀看窗口的大小的LUT時，亞全息圖形成針對具有2m的大小的觀看者（或用戶）的觀看窗口時，可以同等地顯示一個物點。

觀看窗口通常形成為具有略大于通常類型的人的瞳孔（其對應于6～12mm）。并且，當該大小被轉換為像素單位時，假設像素大小等于156μm，則LUT可以被構造為具有76×76的分辨率。整體全息圖和亞全息圖之間的差異在于，在亞全息圖中，觀看者（或用戶）能夠觀看的視角的范圍受到限制。然而，當使用LUT時，亞全息圖的有利之處在于，LUT可以被構造為具有比在現有技術的整體全息圖中所使用的LUT的尺寸小得多的尺寸。通過使用這樣的LUT，可以更容易且更簡單地配置基于亞全息圖的實時全息顯示系統。因此，通過僅使用有限的硬件性能（GPU：NVIDIA7900GTX），2007年由SeeReal在SID展出的VISIO20原型能夠提供實時全息展示。

顯然的是，當將硬件設計為高端硬件時，可以在不使用任何查找表的情況下實時地生成全息圖。然而，為了設計能夠在將硬件配置為低端硬件的情況下生成實時全息圖的方案，查找表的使用和應用可以非常有效。

發明內容

因此，本發明涉及一種用于生成全息圖的全息顯示裝置和方法，其基本上克服了由于現有技術的限制和缺點導致的一個或多個問題。

本發明的目的在于提供一種用于生成全息圖的全息顯示裝置和方法，其能夠保持存儲查找表所要求的存儲器大小并且能夠擴展三維（3D）顯示空間。

本發明的另一目的在于提供一種用于生成全息圖的全息顯示裝置和方法，其能夠減小查找表的大小以減小存儲查找表所要求的存儲器容量的要求使用率，并且能夠減少讀取查找表所要求的時間，以快速地生成實時全息圖。

在隨后的描述中將會部分地闡述本發明的額外的優點、目的和特征，并且部分優點、目的和特征對于已經研究過下面所述的本領域技術人員來說將是顯而易見的，或者部分優點、目的和特征將通過本發明的實踐來知曉。通過在給出的描述及其權利要求以及附圖中特別地指出的結構可以實現并且獲得本發明的目的和其它的優點。

為了實現這些和其它優點并且根據本發明的目的，如在此具體化并且廣泛描述的，一種生成全息圖的全息顯示裝置可以包括存儲單元，其被構造為存儲均具有用于重建物點的亞全息圖的完整大小的部分大小的至少一個查找表，其中，物點被包括在由所生成的全息圖重建的場景中；以及控制單元，其被構造為使用均具有部分大小的至少一個查找表，以計算用于重建物點的亞全息圖的全息圖值并且通過疊加亞全息圖的全息圖值來生成全息圖，其中，物點被包括在場景中。

全息顯示裝置可以進一步包括空間光調制器，其被構造為指示所生成的全息圖的干涉條紋。