[发明专利]透视型全息显示设备和头戴式显示设备

说明书

本发明提供一种透视型全息显示设备和头戴式显示设备。透视型全息显示设备包括中继光学系统，其放大或缩小并传输由空间光调制器产生的全息图；噪声去除滤波器，从经由中继光学系统传输的全息图的衍射光中去除噪声；以及光路转换器，改变从中继光学系统传输的全息较的衍射光的路径和外部光的路径中的至少一个，从而同时或选择性地看见全息图和外部。

相关申请的交叉引用

本申请要求向韩国专利局于2015年10月28日提交的韩国专利申请No.10-2015-0150272以及于2016年5月4日提交的韩国专利申请No.10-2016-0055766的权益，这些申请的公开内容作为引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种全息显示设备，更具体地涉及一种透视型全息显示设备，经由该设备，同时或选择地看见全息图和外部。

背景技术

随着许多三维(3D)电影显现出来，已进行对关于3D图像显示设备相关的技术的研究。例如，积极地执行对通过使用空间光调制器(SLM)实时实施高质量全息图的设备的研究。

近期引入了对实施虚拟现实(VR)的头戴式显示器(HMD)及相关产品的许多研究。大公司频繁占有具有VR技术的创业公司。然而，用于VR的常规HMD是基于立体视觉的技术，由于视觉辐辏调节冲突，这导致视觉疲劳。在应用于空间交互技术时，用于VR的常规HMD还导致许多问题。

发明内容

提供了能够实施透视型全息三维(3D)图像的显示设备。

提供了个人透视型3D显示头戴式显示器(HMD)。

根据本公开的一方面，提供了透视型全息显示设备，包括光源，提供光；空间光调制器，使光发生衍射，并再现全息图；中继光学系统，放大或缩小并传输由空间光调制器产生的全息图；噪声去除滤波器，从经由中继光学系统传输的全息图的衍射光中去除噪声；以及光路转换器，改变从中继光学系统传输的全息图的衍射光的路径以及外部光的路径中的至少一个，并将衍射光和外部光传输到相同区域。

透视型全息显示设备还可包括：准直器，将由光源提供的光转换为准直光。

空间光调制器可包括振幅空间光调制器、相位空间光调制器或复合空间光调制器。

中继光学系统可包括第一光学元件，由空间光调制器调制的全息图入射到第一光学元件；以及第二光学元件，具有靠近第一光学元件的发射表面侧的第一焦点的入射表面侧的第二焦点。第一光学元件可具有第一焦距，第二光学元件具有与第一焦距不同的第二焦距。噪声去除滤波器可设置在第一光学元件的发射表面侧的第一焦点附近。噪声去除滤波器可包括针孔。

透视型全息显示设备还可包括：场光学元件，聚焦从中继光学系统传输的全息图。

场光学元件可设置在像平面附近，从中继光学系统传输的全息图成像在像平面中。或者，场光学元件可布置为像平面位于场光学元件的入射表面侧的焦点位置和场光学元件的入射表面之间，从中继光学系统传输的全息图成像在像平面中。场光学元件可布置为像平面重新成像为竖立虚像，从中继光学系统传输的全息图成像在像平面中。

场光学元件可邻近光路转换器设置。从中继光学系统传输的全息图的尺寸可通过改变中继光学系统和场光学元件之间的距离来调整。

光路转换器可包括分束器，其包括第一表面、第二表面、第三表面和设置在内部的束分离薄膜，从中继光学系统传输的全息图的衍射光入射到第一表面，外部光入射到第二表面，第三表面与第二表面相对，束分离薄膜反射经由第一表面透射的全息图的衍射光的至少一部分至第三表面，并使经由第二表面透射的外部光的至少一部分透射至第三表面，场光学元件包括邻近光路转换器的第一表面设置的物镜。