用于全像影像重建之投影装置与方法

摘要

本案关于一种用于景象的全像影像重建之投影装置(1)，此一装置包含了至少一个光线调变装置(2,2R,2G,2B)以及至少一个能够发射出足够同调光以产生景象的波前(8,8R,8G,8B,8L)的光源(4)，而且此一波前将会被编码于前述的光线调变装置(2,2R,2G,2B)之内。由光源(4)所发射出来且经由光线调变装置(2,2R,2G,2B)所调变后的光线其富利叶转换(FT)将会藉由成像装置(6)而成像在萤幕(7)之上。另外，编码于光调变装置(2,2R,2G,2B)的波前(8,8R,8G,8B,8L)也会藉由成像装置(6)而成像于某个观察者平面(12)内至少一个的虚拟观察者视窗(11,11R,11L,24R,24L,28R,28L)中。为了根据至少一个观察者其眼睛位置的改变来追踪观察者视窗(11,11R,11L,24R,24L,28R,28L)，本案所提出之方法中之装置包含了至少一个位于光调变装置(2,2R,2G,2B)与萤幕(7)之间的偏向装置(18)。

主权项

一种用于一景象的全像影像重建之投影装置，具有能够发射足够同调光的至少一个光源，以及产生该景象之一编码波前的至少一个光调变装置，该投影装置包含：用于将藉由该光调变装置调校的光的一富利叶转换(FT)成像于一萤幕之上的成像装置，而且用于将编码后的波前成像于一观察者平面中至少一个虚拟观察者视窗之中，以及配置于该光调变装置与该萤幕之间的至少一个偏向装置以根据至少一个观察者的一眼睛位置中的一改变来追踪该观察者视窗。如申请专利范围第1项所述之投影装置，其中的重建规模大小与该萤幕的尺寸大小都会被选择用来让该富利叶转换(FT)的绕射阶之一周期连续性落在该萤幕之外。如申请专利范围第1项所述之投影装置，其中该光调变装置为一维的装置。如申请专利范围第1项所述之投影装置，还包含了一二进位二维的光调变装置。如申请专利范围第3项所述之投影装置，更包含了一偏向元件，以产生用于一重建景象的一波前，该偏向元件让一光学折射以一直角偏向到该一维光调变装置。如申请专利范围第1项所述之投影装置，更进一步包含一位置侦测系统，以侦测该观察者的一眼睛位置中之改变。如申请专利范围第1项所述之投影装置，用于多个观察者，为了追踪该观察者视窗，每一个观察者分配一个偏向装置，再利用一个可调变透镜阵列以对应到所有的偏向装置，以及一个共同聚焦元件，并且让上述的所有元件都依顺序连续配置在光线传播的方向上。如申请专利范围第1、3、4项中任一项所述之投影装置，其中至少包含一个光束分离元件，其被配置在该偏向装置与该光调变装置之间。如申请专利范围第8项所述之投影装置，其中利用该光束分离元件来将光束依照其光谱组成的不同而加以分离，或从这些组成整合成该光束，以用于一景象之色彩重建。如申请专利范围第8项所述之投影装置，其中当使用了一二维的二进制光调变装置时，该装置包含用于一景象的色彩重建的该光束分离元件，以及用于发射自该光调变装置之一波前的加乘作用的另一个光束分离元件。如申请专利范围第1项所述之投影装置，其中该偏向装置是一面镜子。如申请专利范围第1项所述之投影装置，其中该萤幕是一面镜子，特别是一面凹面镜。如申请专利范围第1项所述之投影装置，包含在光学路径中的复数个透镜元件，以便将像差减小到最低。如申请专利范围第1项所述之投影装置，其中该光调变装置是一相位调变器。一种用于一景象全像影像重建的方法，其中具有至少一个足够同调光源的一发光装置以至少一编码后的波前照射至少一个光调变装置，而且其中由光源所发射出来并经由光调变装置所调变的光的一富利叶转换(FT)会呈像显示在作为一萤幕之一光学元件之上，而且该光学元件至少会将该编码后的波前呈像显示到一观察者平面中的至少一个虚拟观察者视窗之中，且其中至少一个偏向装置根据至少一个观察者的一眼睛位置中的一改变追踪观察者视窗。如申请专利范围第15项所述之方法，其中该光调变装置与该光学元件定义一重制规模，它是与该光学元件的大小尺寸一起被选择，以使得该富利叶转换(FT)的绕射阶的一周期连续性落在该光学元件之外。如申请专利范围第15项所述之方法，其中该景象会被重建于第零绕射阶。如申请专利范围第15项所述之方法，其中一位置侦测系统侦测并跟随观察该重建景象之该观察者的一眼睛位置。如申请专利范围第15项所述之方法，其中至少一个成像装置将该波前的该富利叶转换(FT)呈像在该光学元件上。如申请专利范围第15项所述之方法，其中无论存在着二或以上的观察者，都只使用一个光调变装置以产生用于所有该观察者的左眼与右眼的该波前，其中此时将会需要多个光源以不同的入射角度将光线引导到该光调变装置。如申请专利范围第15项所述之方法，其中一一维光调变装置产生一个一维的调变后波前，其中一波前会由一偏向元件所产生。如申请专利范围第15项所述之方法，其中利用三原色来同时进行该景象的一色彩重建。如申请专利范围第15项所述之方法，对于一二维二进制光调变装置，其中一第一光束分离元件乘上由该光调变装置所发射出来的一波前，而至少一个其他的光束分离元件实现同时以三原色所得之该景象的一色彩重建。如申请专利范围第22项或第23项任一项所述之方法，其中该景象的同时色彩重建系利用三个光调变装置来进行，其中该第二光束分离元件重组由该光调变装置所调变后的光的单独的单色波前。