【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于显示设备的驱动器、包括所述驱动器的光学系统、显示设备和计算全息图的方法。更具体地，本公开涉及用于显示设备的驱动器，该驱动器驱动显示设备显示图片的全息图。全息图布置成形成相对靠近显示设备的全息重建，和/或全息图布置成使得全息图的傅立叶变换适于由全息图复制器以这样的方式复制，即诸如暗区或暗带的伪像被大大减少或最小化。一些实施例涉及全息投影仪、图像生成单元或平视显示器。
技术介绍
1、从物体散射的光包含振幅和相位信息。可以通过众所周知的干涉技术在例如感光板上捕获该振幅和相位信息，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。可以通过用合适的光照射来重建全息图，以形成代表原始物体的二维或三维全息重建或重放图像。
2、计算机生成的全息术可以在数值上模拟干涉过程。可以通过基于数学变换比如菲涅耳或傅立叶变换的技术来计算计算机生成的全息图。这些类型的全息图可被称为菲涅耳/傅立叶变换全息图或简称为菲涅耳/傅立叶全息图。傅立叶全息图可被认为是物体的傅立叶域/平面表示或物体的频域/平面表示。例如，还可以通过相干光线跟踪或点云技术来计算计算机生成的全息图。
3、可以在布置为调制入射光的振幅和/或相位的空间光调制器上对计算机生成的全息图进行编码。例如，可以使用电可寻址液晶、光学可寻址液晶或微镜来实现光调制。
4、空间光调制器通常包括多个单独可寻址像素，其也可被称为单元或元素。光调制方案可以是二进制、多级或连续的。可替代地，该设备可以是连续的(即不包括像素)，因此光调制可以在设备上是连续的。空间光调制器可以是反
5、使用这里描述的系统可以提供全息投影仪。这种投影仪已经在平视显示器“hud”中得到应用。
技术实现思路
1、本公开的各方面在所附独立权利要求中定义。
2、这里公开了一种包括光学系统的全息投影仪，该光学系统包括显示设备。显示设备布置成根据显示在其上的图片的全息图对光进行空间调制。光学系统可以布置成使得显示设备被显示设备根据全息图进行空间调制的光照射。全息投影仪可以进一步包括一个或多个波导光瞳扩展器。空间调制光可被中继到第一波导并耦合到第一波导中。第一波导可以复制光以在第一方向上扩展光学系统的出瞳。还可以提供第二波导，其布置成接收从第一波导输出的光，以在第二方向上扩展光学系统的出瞳。从概念上讲，这样做的结果可被认为是创建显示设备的复本/显示设备上显示的全息图的复本的阵列。复本阵列可以说存在于“虚拟表面”上，该虚拟表面可以交错排列，如2021年12月23日提交的英国专利申请gb2118911.3中所述。特别地，由于与每个复本相关的波导中的不同路径长度，每个复本可以离显示设备不同的垂直距离。因此，与每个复本相关的虚拟表面部分(例如在x、y维度上)在垂直方向上(例如在z维度上)从显示设备偏移。当观察系统(例如用户的眼睛)位于波导下游的观察窗处时，全息重建的虚像是可见的。虚像可以在显示设备上游的虚像距离处形成。通常，虚像距离可以在约1米和约10或20米之间。
3、上述光学系统(包括一个或多个波导)的一个优点是，它在一维或二维上增加了观察窗(即用户的眼盒)，从而使眼睛(或其他观察系统)能够发生一些运动，同时即使使用非常小的显示设备/全息图，观察系统也能够看到全息重建。
4、在上述全息投影仪中，波导布置成复制显示设备。如2023年2月28日提交的英国专利申请gb2302916.8中所解释，这种布置可以允许全息重建本身的高质量虚像(当聚焦在虚像距离时)。然而，可能会形成/看到其他伪像。这些伪像可能看起来在全息重建的虚像的前面(即下游)。这些伪像可能在虚拟表面上形成或可见—即与显示设备的复本阵列相对应的区域。当波导形成复本阵列时，在单个复本中形成的每个伪像将重复多次，在显示设备的复本阵列处形成伪像的重复图案。观察窗处的观察系统/用户可能实际上不得不透过或越过伪像图案来观察全息重建的虚像。
5、在gb2302916.8(于2023年2月28日提交)中，申请人提出了一种光学系统，其布置成显著降低或最小化复本的虚拟表面的视觉影响。一般而言，所述光学系统包括显示设备，该显示设备布置成根据显示在其上的全息图对光进行空间调制，并形成全息波前，该全息波前形成显示设备下游的图像的全息重建。光学系统还包括光学部件(例如透镜)，其布置成形成：a)全息重建的虚像；以及b)所显示的全息图/显示设备的图像(例如有限距离处的实像或无限远处的虚像)。光学部件布置成使得全息重建的虚像和显示的全息图/显示设备的图像的分离幅度大于全息重建的虚像的虚像距离。这样，显示的全息图/显示设备的图像远离全息重建的虚像。这被发现可以改善观察体验。在一些示例中，显示设备的虚像在无穷远处形成，使得显示设备的虚像和全息重建的虚像(在有限像距处)之间的有效距离是无穷大。在这样的示例中，显示设备(的虚像)可被称为“在无穷远处”。在其他示例中，显示设备的实像形成在光学部件的下游，同样远离全息重建的虚像(其将在光学部件的上游)。在这样的示例中，显示设备的(虚像)可被称为“超过无穷远”。因此，光学系统可被描述为布置成“在无穷远处或超出无穷远”形成显示设备的图像。以这种方式布置光学部件有利地显著降低了虚拟表面的伪像对观察窗处的观察者的阻碍/干扰的影响。具体而言，光学部件可以布置成在无穷远处(远远超出全息重建的虚像)或者在光学部件的下游位置(通常在观察系统后面)形成全息图/显示设备的图像。在任一组示例中，当光学部件以这种方式布置时，观察者不需要透过或越过全息图/显示设备的图像来观察全息重建的虚像。
6、上述光学系统的特征在于，光学部件布置成使得(中继的)全息图的(傅立叶)变换被耦合到波导中，而不是(中继的)全息图本身被波导复制(这是惯例)。
7、在彻底的模拟和实验之后，专利技术人已经表明，上述光学系统(在无穷远处或超出无穷远复制显示在显示设备上的全息图的变换)大大降低或最小化复本的虚拟表面的视觉影响。然而，专利技术人发现在虚拟表面中存在(新的)伪像(例如暗区或暗带)(在显示设备上显示的(中继的)全息图本身耦合到波导中的布置中不存在)。专利技术人特别发现，当显示设备上显示的全息图是点云型全息图时，存在这些(新的)伪像，例如暗区或暗带。观察者可以看到(新的)伪像，例如暗区或暗带，并对观察体验产生不利影响。
8、此外，在上述光学系统中，显示在显示设备上的全息图的(傅立叶)变换(在无穷远处或超出无穷远具有图像)被复制，并且形成全息图的全息重建的虚像。这需要在位于全息重建和波导之间的光学系统透镜的焦距内形成全息重建(或中继全息重建)。同时，显示设备(或中继显示设备)应该位于或(刚好)超过所述透镜的焦距，从而分别在无穷远处形成虚像或在波导下游形成实像。常规地，显示设备和由显示设备形成的全息重建之间的距离可能相对较大(例如几米)。因此，为了实现所述布置，并且以在期望的虚像距离(例如约10米)处形成全息重建的虚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于包括多个像素的显示设备的驱动器；该驱动器布置成驱动显示设备在多个像素上显示图片的全息图，使得当显示设备被适当照射时，形成图片的全息重建；
2.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述全息图的傅立叶变换具有对应于所述第一形状的第二形状。
3.如权利要求2所述的驱动器，其中，所述第二形状使得，如果所述全息图的傅立叶变换由全息图复制器复制，则全息图的傅立叶变换的第一复本的相应第一侧适于与全息图的变换的第二复本的相应第二侧配合。
4.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是适于提供90％或更高、可选地95％或更高的填充密度的形状。
5.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是基本非圆形的。
6.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是适用于单面镶嵌的形状。
7.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是当第一形状沿第一方向复制时适于形成连续表面的形状，所述连续表面包括配合在一起和/或彼此邻接的第一形状的复本。
8.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状包括第三侧和相对的
9.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是四边形。
10.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是矩形或方形。
11.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述全息图布置成使得所述显示设备和全息重建之间的距离为20毫米或更小，可选地为10毫米或更小。
12.如权利要求1所述的驱动器，其中，每个相邻像素组包括少于100000个像素，可选地少于25000个像素。
13.一种具有观察窗的光学系统，其中，该光学系统包括：
14.如权利要求13所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括位于所述全息重建和波导之间的光学部件，其中该光学部件布置成在所述显示设备的上游形成全息重建的虚像。
15.如权利要求14所述的光学系统，其中：
16.如权利要求13所述的光学系统，其中，所述光学部件布置成使得耦合到所述波导中的全息波前是对图片进行编码的全息波前的变换，可选地是全息波前的傅立叶变换。
17.一种包括多个像素的显示设备；
18.一种为光学系统计算图片的全息图的方法，该光学系统包括布置为显示全息图的显示设备，该图片包括多个图像点，该方法包括：
19.如权利要求18所述的方法，其中，每个区域包括相邻像素组，并且显示子全息图的步骤包括在相应相邻像素组上显示子全息图。
...【技术特征摘要】
1.一种用于包括多个像素的显示设备的驱动器；该驱动器布置成驱动显示设备在多个像素上显示图片的全息图，使得当显示设备被适当照射时，形成图片的全息重建；
2.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述全息图的傅立叶变换具有对应于所述第一形状的第二形状。
3.如权利要求2所述的驱动器，其中，所述第二形状使得，如果所述全息图的傅立叶变换由全息图复制器复制，则全息图的傅立叶变换的第一复本的相应第一侧适于与全息图的变换的第二复本的相应第二侧配合。
4.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是适于提供90％或更高、可选地95％或更高的填充密度的形状。
5.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是基本非圆形的。
6.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是适用于单面镶嵌的形状。
7.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状是当第一形状沿第一方向复制时适于形成连续表面的形状，所述连续表面包括配合在一起和/或彼此邻接的第一形状的复本。
8.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一形状包括第三侧和相对的第四侧，其中，第三侧具有与第四侧相对应的形状，使得第三侧适于装配到第四侧中/与第四侧互锁。
9.如权利要求1所述的驱动器，其中，所述第一...
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