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一種顯示裝置及其顯示方法與流程

文檔序號:12910709閱讀:318來源:國知局
一種顯示裝置及其顯示方法與流程
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種顯示裝置及其顯示方法。

背景技術(shù):
傳統(tǒng)的全息干板是將物光束中的振幅和位相信息以干涉條紋的反差和明暗變化的形式記錄下來,形成不規(guī)則的干涉條紋。感光后的全息干板,經(jīng)顯影、定影等處理得到的全息照片,相當(dāng)于一個衍射光柵,光柵槽的厚度與被攝物體形貌有關(guān)。在利用參考光束照射全息干板時,人眼在投射光中觀看全息干板,便可觀看到與原物形狀相同的再現(xiàn)圖像?,F(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于全息干板記錄的是靜態(tài)的圖像,無法通過全息干板觀看到動態(tài)的全息圖像。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種顯示裝置及其顯示方法,能夠?qū)崿F(xiàn)全息圖像的動態(tài)顯示。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的實施例提供技術(shù)方案如下:一方面,提供一種顯示裝置,包括:光學(xué)器件,所述光學(xué)器件包括多個相互獨立的光學(xué)單元,所述光學(xué)單元能夠?qū)θ肷涞木€偏振的激光進行折射,所述光學(xué)單元的折射率可調(diào),且相鄰的光學(xué)單元的折射率變化成正弦曲線分布;位于所述光學(xué)器件的入光側(cè)的激光光源,用于發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的激光光束;與所述光學(xué)器件連接的驅(qū)動電路;與所述驅(qū)動電路連接的全息圖像數(shù)據(jù)存儲單元;所述驅(qū)動電路用于從所述全息圖像數(shù)據(jù)存儲單元獲取待顯示的全息圖像的圖像數(shù)據(jù),根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)調(diào)整每一光學(xué)單元的折射率。進一步地,所述光學(xué)器件包括:相對設(shè)置的第一透明基板和第二透明基板;位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之間的液晶盒;所述液晶盒劃分為多個相互獨立的液晶單元;第一電極和第二電極,所述第一電極和所述第二電極分別位于不同透明基板上或位于同一透明基板上,所述第一電極和第二電極之間能夠產(chǎn)生驅(qū)動所述液晶單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn)的電場;每一液晶單元及其對應(yīng)的第一電極和第二電極組成所述光學(xué)單元。進一步地,所述顯示裝置還包括:貼附在所述光學(xué)器件的入光側(cè)的偏光片,所述液晶單元中液晶分子的初始配向方向與所述偏光片的透光軸平行。進一步地,所述驅(qū)動電路具體用于根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定每一光學(xué)單元的折射率,根據(jù)所確定的折射率驅(qū)動光學(xué)單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn)。進一步地,所述驅(qū)動電路包括:計算單元,用于根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板,并根據(jù)公式(dj-dj-1)*(n-1)=d*(nj-nj-1)計算每一光學(xué)單元的折射率;其中,待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板在寬度方向上劃分為m個部分,每一部分包括有2N-1個光柵槽,每一部分中相鄰光柵槽的深度不同,所述2N-1個光柵槽中,從第1個到第N個光柵槽的深度逐漸變大,從第N個到第2N-1個光柵槽的深度逐漸變??;光學(xué)器件在寬度方向上包括有m個與全息干板的每一部分對應(yīng)的光學(xué)單元,每個光學(xué)單元劃分為2N-1個區(qū)域,dj為每一部分中第j個光柵槽的深度,d為液晶盒的盒厚,nj為每一光學(xué)單元中第j個區(qū)域的折射率,m,N為大于1的整數(shù),j為大于0不大于2N-1的整數(shù)。進一步地,所述激光光源具體用于發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的參考光束;或發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的參考光束的共軛光束。進一步地,在所述光學(xué)器件的入光側(cè)未貼附偏光片時,所述激光光源具體用于發(fā)出線偏振的激光,且激光的光束的振動方向與所述光學(xué)單元中液晶分子的初始配向方向平行。本發(fā)明實施例還提供了一種顯示方法,應(yīng)用于如上所述的顯示裝置,所述顯示方法包括:獲取待顯示的全息圖像的圖像數(shù)據(jù);根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)調(diào)整每一光學(xué)單元的折射率。進一步地,所述根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)調(diào)整每一光學(xué)單元的折射率包括:根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定每一光學(xué)單元的折射率,根據(jù)所確定的折射率驅(qū)動光學(xué)單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn)。進一步地,所述根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定每一光學(xué)單元的折射率包括:根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板;根據(jù)公式(dj-dj-1)*(n-1)=d*(nj-nj-1)計算每一光學(xué)單元的折射率;待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板在寬度方向上劃分為m個部分,每一部分包括有2N-1個光柵槽,每一部分中相鄰光柵槽的深度不同,所述2N-1個光柵槽中,從第1個到第N個光柵槽的深度逐漸變大,從第N個到第2N-1個光柵槽的深度逐漸變?。还鈱W(xué)器件在寬度方向上包括有m個與全息干板的每一部分對應(yīng)的光學(xué)單元,每個光學(xué)單元劃分為2N-1個區(qū)域,dj為每一部分中第j個光柵槽的深度,d為液晶盒的盒厚,nj為每一光學(xué)單元中第j個區(qū)域的折射率,m,N為大于1的整數(shù),j為大于0不大于2N-1的整數(shù)。本發(fā)明的實施例具有以下有益效果:上述方案中,在進行全息圖像顯示時,激光光源發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的激光光束,光學(xué)單元能夠?qū)θ肷涞木€偏振的激光進行折射,光學(xué)單元的折射率可調(diào),這樣通過控制光學(xué)單元的折射率,能夠使激光光束在光學(xué)器件中產(chǎn)生的光程差與激光光束在普通全息干板中的光程差等效,從而能夠?qū)崿F(xiàn)全息圖像的顯示,同時由于光學(xué)單元的折射率可進行動態(tài)調(diào)節(jié),這樣利用參考光束照射光學(xué)器件時,即可呈現(xiàn)動態(tài)的全息圖像。附圖說明圖1為傳統(tǒng)全息干板進行成像的示意圖;圖2為全息干板的截面示意圖;圖3和圖4為本發(fā)明實施例光學(xué)器件的截面示意圖;圖5為本發(fā)明實施例不同光學(xué)單元的折射率不同的示意圖;圖6為本發(fā)明實施例進行虛像顯示的示意圖;圖7為本發(fā)明實施例進行實像顯示的示意圖。附圖標(biāo)記1偏光片2、4襯底基板3液晶盒5第一電極6第二電極10與參考光束相同的光束11擴束鏡13經(jīng)過光學(xué)器件的光束14經(jīng)過光學(xué)器件的光束的反向延長線15光學(xué)器件16觀察屏17與參考光束的共軛光束相同的光束具體實施方式為使本發(fā)明的實施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。如圖1所示,傳統(tǒng)的全息干板是將物光束中的振幅和位相信息以干涉條紋的反差和明暗變化的形式記錄下來,形成不規(guī)則的干涉條紋。其中,θ為參考光束與物光束射到干板時兩者的夾角,λ為光束波長。感光后的全息干板,經(jīng)顯影、定影等處理得到的全息照片,相當(dāng)于一個透過率系數(shù)按正弦形式變化的振幅型衍射光柵,對該振幅型衍射光柵進行漂白工藝轉(zhuǎn)變、離子刻蝕技術(shù)或者光刻技術(shù)能夠得到如圖2所示的相位型衍射光柵,其中,光柵槽的厚度dj與被攝物體形貌有關(guān)(其中,j為大于1的整數(shù)),可以看出,光柵槽的厚度變化成正弦曲線分布。之后再利用參考光束照射全息干板時,人眼在投射光中觀看全息干板,便可觀看到與原物形狀相同的再現(xiàn)圖像?,F(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于全息干板記錄的是靜態(tài)的圖像,無法通過全息干板觀看到動態(tài)的全息圖像。為了解決上述問題,本發(fā)明的實施例提供一種顯示裝置及其顯示方法,能夠?qū)崿F(xiàn)全息圖像的動態(tài)顯示。實施例一本實施例提供一種顯示裝置,包括:光學(xué)器件,所述光學(xué)器件包括多個相互獨立的光學(xué)單元,所述光學(xué)單元能夠?qū)θ肷涞木€偏振的激光進行折射,所述光學(xué)單元的折射率可調(diào),且相鄰的光學(xué)單元的折射率變化成正弦曲線分布;位于所述光學(xué)器件的入光側(cè)的激光光源,用于發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的激光光束;與所述光學(xué)器件連接的驅(qū)動電路;與所述驅(qū)動電路連接的全息圖像數(shù)據(jù)存儲單元;所述驅(qū)動電路用于從所述全息圖像數(shù)據(jù)存儲單元獲取待顯示的全息圖像的圖像數(shù)據(jù),根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)調(diào)整每一光學(xué)單元的折射率。本實施例中,在進行全息圖像顯示時,激光光源發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的激光光束,光學(xué)單元能夠?qū)θ肷涞木€偏振的激光進行折射,光學(xué)單元的折射率可調(diào),這樣通過控制光學(xué)單元的折射率,能夠使激光光束在光學(xué)器件中產(chǎn)生的光程差與激光光束在普通全息干板中的光程差等效,從而能夠?qū)崿F(xiàn)全息圖像的顯示,同時由于光學(xué)單元的折射率可進行動態(tài)調(diào)節(jié),這樣利用參考光束照射光學(xué)器件時,即可呈現(xiàn)動態(tài)的全息圖像。具體實施例中,所述光學(xué)器件包括:相對設(shè)置的第一透明基板和第二透明基板;位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之間的液晶盒;所述液晶盒劃分為多個相互獨立的液晶單元;第一電極和第二電極,所述第一電極和所述第二電極分別位于不同透明基板上或位于同一透明基板上,所述第一電極和第二電極之間能夠產(chǎn)生驅(qū)動所述液晶單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn)的電場;每一液晶單元及其對應(yīng)的第一電極和第二電極組成所述光學(xué)單元。進一步地,所述光學(xué)器件還包括:貼附在所述光學(xué)器件的入光側(cè)的偏光片,所述液晶單元中液晶分子的初始配向方向與所述偏光片的透光軸平行。由于光學(xué)單元僅能對線偏振的激光進行折射,因此,在光學(xué)器件的入光側(cè)還貼附有偏光片,液晶單元中液晶分子的初始配向方向與該偏光片的透光軸平行,該偏光片能夠?qū)⑷肷涞募す廪D(zhuǎn)換成線偏振的激光,以使得光學(xué)單元對入射的激光進行折射。進一步地,所述驅(qū)動電路具體用于根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定每一光學(xué)單元的折射率,根據(jù)所確定的折射率驅(qū)動光學(xué)單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn)。進一步地,所述驅(qū)動電路包括:計算單元,用于根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板,并根據(jù)公式(dj-dj-1)*(n-1)=d*(nj-nj-1)計算每一光學(xué)單元的折射率;待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板在寬度方向上劃分為m個部分,每一部分包括有2N-1個光柵槽,每一部分中相鄰光柵槽的深度不同,所述2N-1個光柵槽中,從第1個到第N個光柵槽的深度逐漸變大,從第N個到第2N-1個光柵槽的深度逐漸變小;光學(xué)器件在寬度方向上包括有m個與全息干板的每一部分對應(yīng)的光學(xué)單元,每個光學(xué)單元劃分為2N-1個區(qū)域,dj為每一部分中第j個光柵槽的深度,d為液晶盒的盒厚,nj為每一光學(xué)單元中第j個區(qū)域的折射率,m,N為大于1的整數(shù),j為大于0不大于2N-1的整數(shù)。進一步地,所述激光光源具體用于發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的參考光束;或發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的參考光束的共軛光束。在激光光源發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的參考光束時,人眼能夠看到位于光學(xué)器件的入光側(cè)的全息圖像的虛像;在激光光源發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的參考光束的共軛光束時,能夠在位于光學(xué)器件的出光側(cè)的觀察屏上看到全息圖像的實像。進一步地,所述激光光源具體用于發(fā)出線偏振的激光,且激光的光束的振動方向與所述光學(xué)單元中液晶分子的初始配向方向平行。在激光光源發(fā)出線偏振的激光時,可以省去在光學(xué)器件上貼附偏光片。實施例二本實施例提供了一種顯示方法,應(yīng)用于如上所述的顯示裝置,所述顯示方法包括:獲取待顯示的全息圖像的圖像數(shù)據(jù);根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)調(diào)整每一光學(xué)單元的折射率。本實施例中,在進行全息圖像顯示時,激光光源發(fā)出與待顯示的全息圖像對應(yīng)的激光光束,光學(xué)單元能夠?qū)θ肷涞木€偏振的激光進行折射,光學(xué)單元的折射率可調(diào),這樣通過控制光學(xué)單元的折射率,能夠使激光光束在光學(xué)器件中產(chǎn)生的光程差與激光光束在普通全息干板中的光程差等效,從而能夠?qū)崿F(xiàn)全息圖像的顯示,同時由于光學(xué)單元的折射率可進行動態(tài)調(diào)節(jié),這樣利用參考光束照射光學(xué)器件時,即可呈現(xiàn)動態(tài)的全息圖像。進一步地,根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)調(diào)整每一光學(xué)單元的折射率包括:根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定每一光學(xué)單元的折射率;根據(jù)所確定的折射率驅(qū)動光學(xué)單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn)。進一步地,所述根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定每一光學(xué)單元的折射率包括:根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板;根據(jù)公式(dj-dj-1)*(n-1)=d*(nj-nj-1)計算每一光學(xué)單元的折射率;待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板在寬度方向上劃分為m個部分,每一部分包括有2N-1個光柵槽,每一部分中相鄰光柵槽的深度不同,所述2N-1個光柵槽中,從第1個到第N個光柵槽的深度逐漸變大,從第N個到第2N-1個光柵槽的深度逐漸變??;光學(xué)器件在寬度方向上包括有m個與全息干板的每一部分對應(yīng)的光學(xué)單元,每個光學(xué)單元劃分為2N-1個區(qū)域,dj為每一部分中第j個光柵槽的深度,d為液晶盒的盒厚,nj為每一光學(xué)單元中第j個區(qū)域的折射率,m,N為大于1的整數(shù),j為大于0不大于2N-1的整數(shù)。實施例三下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的顯示裝置進行進一步介紹:圖3為本發(fā)明實施例光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)示意圖,光學(xué)器件由多個相互獨立的光學(xué)單元組成,光學(xué)單元能夠?qū)θ肷涞木€偏振的激光進行折射,光學(xué)單元的折射率可調(diào),且相鄰的光學(xué)單元的折射率變化成正弦曲線分布。如圖3所示,光學(xué)器件依次包括:偏光片1、襯底基板2、第一電極5、液晶盒3、第二電極6、襯底基板4。襯底基板2的上表面設(shè)置有第一電極5,襯底基板4的下表面設(shè)置有第二電極6,第一電極5和第二電極6都是透明電極,其中,第一電極5為條形電極,第二電極6為面形電極;或第一電極5為面形電極,第二電極6為條形電極。只要,第一電極5和第二電極6之間能夠形成驅(qū)動液晶層中液晶分子偏轉(zhuǎn)的電場即可。本實施例中,液晶層3中液晶分子的初始配向方向與偏光片1的透光軸平行。線偏振的激光經(jīng)過液晶盒時,其不同的液晶偏轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)不同的折射率,若液晶長軸方向與光束偏振方向平行,此時光束在液晶盒內(nèi)的折射率為ne;若液晶長軸方向與光束偏振方向垂直,此時光束在液晶盒內(nèi)的折射率為no,其中ne>no。光束在液晶盒傳播中還有介于ne和no之間的多種折射率。利用這一特性,可使光束在液晶盒中傳播時,相鄰光束間的光程差與該光束在全息干板中傳播的光程差相等,從而使液晶盒對光束幾何方向的調(diào)制等效于一個全息干板對光束幾何方向的調(diào)制,利用這一性質(zhì),可使得液晶盒在性質(zhì)上等效于全息干板。通過在第一電極5和第二電極6上施加電壓對液晶進行驅(qū)動,能夠使液晶盒等效于全息干板,其液晶的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)類似如圖4所示。液晶盒等效全息干板的等效原則是使光束在液晶盒中產(chǎn)生的光程差與光束在普通全息干板中的光程差等效。將待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板在寬度方向上劃分為m個部分,如圖2所示,每一部分包括有2N-1個光柵槽,每一部分中相鄰光柵槽的深度不同,所述2N-1個光柵槽中,從第1個到第N個光柵槽的深度逐漸變大,從第N個到第2N-1個光柵槽的深度逐漸變??;光學(xué)器件在寬度方向上包括有m個與全息干板的每一部分對應(yīng)的光學(xué)單元,如圖5所示,每個光學(xué)單元劃分為2N-1個區(qū)域,dj為第j個光柵槽的深度,d為液晶盒的盒厚,nj為光學(xué)單元中第j個區(qū)域的折射率,m,N為大于1的整數(shù),j為大于0不大于2N-1的整數(shù),在液晶盒等效全息干板時,可以根據(jù)公式(dj-dj-1)*(n-1)=d*(nj-nj-1)計算每一光學(xué)單元的折射率。在顯示裝置進行全息圖像的動態(tài)顯示時,首先獲取待顯示的全息圖像的圖像數(shù)據(jù),再根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定待顯示的全息圖像對應(yīng)的全息干板,利用上述公式計算每一光學(xué)單元的折射率,再根據(jù)所確定的折射率驅(qū)動光學(xué)單元中的液晶分子偏轉(zhuǎn),即可實現(xiàn)光學(xué)器件等效全息干板。如圖6所示,當(dāng)利用與參考光束相同的光束10照射等效全息干板的光學(xué)器件15時,光束10經(jīng)過擴束鏡11進入光學(xué)器件15,經(jīng)過光學(xué)器件的光束13進入人眼,則人眼在透射光中觀看到等效全息干板的光學(xué)器件,便可在光學(xué)器件15后觀看到與等效全息干板原物相同的再現(xiàn)像,此時該像屬于虛像,其中14為經(jīng)過光學(xué)器件的參考光束的反向延長線。如圖7所示,當(dāng)利用與參考光束的共軛光束相同的光束17照射等效全息干板的光學(xué)器件15時,可在等效全息干板的光學(xué)器件15的出光側(cè)射出匯聚一點的球面光束,在匯聚點處放置一觀察屏16即可呈現(xiàn)與等效全息干板原物相同的再現(xiàn)像,此時該像屬于實像。本實施例中,由于通過調(diào)整施加在第一電極和第二電極上的電壓可以實現(xiàn)光學(xué)單元的折射率可調(diào),這樣通過控制光學(xué)單元的折射率,能夠使參考光束在光學(xué)器件中產(chǎn)生的光程差與參考光束在普通全息干板中的光程差等效,從而能夠?qū)崿F(xiàn)全息圖像的顯示,同時由于光學(xué)單元的折射率可進行動態(tài)調(diào)節(jié),這樣利用參考光束或者參考光束的共軛光束照射光學(xué)器件時,即可呈現(xiàn)動態(tài)的全息圖像。此外,在照射等效全息干板的光學(xué)器件的光束為線偏振激光光束,且光束的振動方向與光學(xué)器件中液晶分子的初始配向方向平行時,可以省去在光學(xué)器件上設(shè)置偏光片。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
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