專(zhuān)利名稱(chēng)：全息顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全息顯示裝置，特別涉及計(jì)算機(jī)生成視頻全息圖 (Computer-Generated video Holograms, CGHs)在空間光調(diào)制器上編碼的全息顯示裝置。 該全息顯示裝置可以生成三維全息重建。
2.
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)生成視頻全息圖(CGHs)在 一 個(gè)或多個(gè)空間光調(diào)制器(SpatialLight Modulators, SLMs)中編碼，該SLMs可以包括電或光可控單元。該單元通過(guò)編碼對(duì)應(yīng)于視 頻全息圖的全息值來(lái)調(diào)制光的振幅和/或相位。可以例如這樣計(jì)算CGH :通過(guò)相干光追蹤， 通過(guò)模擬由場(chǎng)景反射的光和參考光波之間的干涉，或者通過(guò)傅立葉變換或菲涅爾變換。理 想的SLM將能夠表示任意復(fù)值數(shù)(complex-valued numbers)，即分別控制入射光波的振 幅和相位的復(fù)值數(shù)。然而，典型的SLM僅控制一個(gè)特性，要么是振幅，要么是相位，并且有 還影響另一個(gè)特性的不期望的副作用。存在調(diào)制光振幅或相位的不同的方法，例如，電尋 址液晶SLM(electrically addressedliquid crystal SLM)、光尋址液晶SLM(optically addressed liquid crystalSLM)、石茲光SLM(magneto optical SLM)、微鏡裝置(micro mirror device)或者聲光調(diào)制器(acousto-optic modulator)。光的調(diào)制可以是空間連續(xù) 的或者是由單獨(dú)可尋址單元組成的，是一維或二維地排列的、二進(jìn)制的、多級(jí)的或連續(xù)的。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)"編碼"表示將控制值提供給空間光調(diào)制器的區(qū)域以編碼全息 圖，以便可以從SLM重建3D場(chǎng)景的方式。 與純粹的自動(dòng)立體顯示裝置(auto-stereoscopic displays)不同，對(duì)于視頻全 息圖，觀察者看到三維場(chǎng)景的光波前的光學(xué)重建。3D場(chǎng)景在觀察者眼睛和空間光調(diào)制器 (SLM)之間延伸的空間中重建。還可以用視頻全息圖編碼SLM，使得觀察者看到在SLM前面 重建的三維場(chǎng)景的物體以及其它在SLM上面或后面的物體。 空間光調(diào)制器的單元優(yōu)選為光穿過(guò)的透射單元，該透射單元的光線能夠至少在規(guī) 定位置及超過(guò)相干長(zhǎng)度數(shù)毫米產(chǎn)生干涉。這就允許全息重建在至少一維具有足夠的分辨 率。這種光將被稱(chēng)為"充分相干光"。 為了確保充分的相干性，由光源發(fā)出的光的光譜必須限制在足夠窄的波長(zhǎng)范圍 內(nèi)，即必須是近單色光。高亮度發(fā)光二極管(LEDs)的光譜帶寬足夠窄，能保證全息重建的 時(shí)間相干性。SLM的衍射角與波長(zhǎng)成比例，這意味著只有單色光源能導(dǎo)致物點(diǎn)的清晰重建。 加寬的光譜將導(dǎo)致物點(diǎn)變寬和物體重建模糊。激光光源的光譜可以認(rèn)為是單色的。LED的 譜線寬度足夠窄有助于良好的重建。 空間相干性與光源的橫向延伸有關(guān)。傳統(tǒng)光源，如LEDs或冷陰極熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFLs)，如果它們通過(guò)足夠窄的孔徑發(fā)光，也可以滿足這樣 的需要。來(lái)自激光光源的光可以認(rèn)為是在衍射極限(diffraction limits)內(nèi)從點(diǎn)光源發(fā)
4出的，且依賴(lài)于模型的純度而導(dǎo)致物體的清晰重建，即每一個(gè)物點(diǎn)都在衍射極限內(nèi)重建為 一個(gè)點(diǎn)。 來(lái)自空間非相干光源的光橫向延伸，并且引起重建物體模糊。模糊的總量由在給 定位置重建的物點(diǎn)的變寬尺寸給出。為了使用用于全息圖重建的空間非相干光源，必須在 亮度和對(duì)有孔光源的橫向延伸進(jìn)行限制之間找到平衡。光源越小，其空間相干性越好。
如果從與線光源的縱向延伸成直角的位置觀察，則可將線光源看作是點(diǎn)光源。因 此光波可以在該方向上相干地傳播，但在所有其它方向上不相干。 —般而言，全息圖通過(guò)在水平和垂直方向上光波的相干重疊全息地重建場(chǎng)景。這 樣的視頻全息圖稱(chēng)為全視差全息圖(full-parallax hologram)。在水平和垂直方向上可以 觀看到具有運(yùn)動(dòng)視差的重建物體，就像實(shí)物一樣。然而，大視角需要在SLM的水平和垂直方 向上都具有高分辨率。 往往通過(guò)限制到僅水平視差(horizontal-parallax-only, HP0)的全息圖來(lái)降 低對(duì)SLM的要求。全息重建僅發(fā)生在水平方向上，而在垂直方向上沒(méi)有全息重建。這導(dǎo)致 重建物體具有水平運(yùn)動(dòng)視差。當(dāng)垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，透視圖不改變。HP0全息圖在垂直方向上需 要的SLM的分辨率小于全視差全息圖需要的SLM的分辨率。還可能有僅垂直視差全息圖 (vertical-parallax-only, VP0)，但不常見(jiàn)。全息重建僅發(fā)生在垂直方向上，并且導(dǎo)致重建 物體具有垂直運(yùn)動(dòng)視差。在水平方向沒(méi)有運(yùn)動(dòng)視差。用于左眼和右眼的不同透視圖必須分 別產(chǎn)生。 全息圖的實(shí)時(shí)計(jì)算需要高計(jì)算性能，實(shí)時(shí)計(jì)算可以這樣即時(shí)實(shí)現(xiàn)，例如，借助于具 有現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate Arrays, FPGAs)、全定制集成電路(full custom ICs)，或?qū)Ｓ眉呻娐?ApplicationSpecif ic Integrated Circuits, ASICs)的 昂貴的、特制硬件實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)使用能夠并行處理的多中央處理器(Central Processing Units, CPUs)實(shí)現(xiàn)。 在薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)顯示裝置中，正交方向上的像素間距 決定了每個(gè)像素的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域被分為用于液晶(LiquidCrystal，LC)控制的透明電極、 具有電容的TFT以及行和列導(dǎo)線。列導(dǎo)線上的所需頻率和顯示尺寸限定了所需的外形，并 且因此也限定了行和列導(dǎo)線的寬度。 理想的全息顯示裝置比目前商業(yè)上可用的基于TFT的監(jiān)控裝置需要更高的分辨 率。分辨率越高，像素間距越小，同時(shí)行和列導(dǎo)線上的頻率由于更多的行數(shù)而增加。這進(jìn)而 導(dǎo)致被整個(gè)像素區(qū)域的行和列導(dǎo)線所覆蓋的區(qū)域的大小，與分辨率的增加相比超成比例地 增長(zhǎng)。因此，可用于透明電極的空間變得更少，以使得顯示裝置的透光率將顯著地降低。這 意味著具有高刷新率的理想的高分辨率全息顯示裝置只有在嚴(yán)格限制下才能產(chǎn)生。由于對(duì) 計(jì)算性能的極端要求，因此不論使用哪種特殊類(lèi)型的硬件，目前能夠用于全息圖實(shí)時(shí)計(jì)算 的硬件都非常昂貴。由于涉及到的數(shù)據(jù)量巨大，從計(jì)算單元到顯示裝置的圖像數(shù)據(jù)的傳輸 也是非常困難的。 主動(dòng)矩陣式液晶顯示器的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)將會(huì)參考圖10所示現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要地說(shuō) 明，該圖10取自US6， 153，893號(hào)專(zhuān)利文件，這里通過(guò)參考引用該專(zhuān)利文件的全部?jī)?nèi)容。如圖 10所示，這種主動(dòng)矩陣式顯示器具有平板結(jié)構(gòu)，該平板結(jié)構(gòu)包括主基板101、相對(duì)基板102 和將主基板固定到相對(duì)基板的空間103，該兩層基板之間容納有液晶材料。在主基板的表面形成顯示部106以及與顯示部106相連的外圍驅(qū)動(dòng)部107，顯示部106由像素電極104和以 矩陣形式排列用于驅(qū)動(dòng)像素電極104的開(kāi)關(guān)裝置105組成。開(kāi)關(guān)裝置105由薄膜晶體管組 成。薄膜晶體管還在外圍部分107中形成作為電路元件。 由申請(qǐng)人提交的WO 2006/066906號(hào)專(zhuān)利文件描述了用于計(jì)算計(jì)算機(jī)生成視頻全 息圖的方法，這里通過(guò)參考引用該文件。根據(jù)該方法，將三維場(chǎng)景的具有復(fù)數(shù)幅值的物體分 配到平行的(parallel)虛擬斷面層的矩陣點(diǎn)，以使對(duì)于每個(gè)斷面層，用矩陣點(diǎn)中離散的幅 值來(lái)定義單個(gè)物體數(shù)據(jù)集，并且從圖像數(shù)據(jù)集中計(jì)算用于全息圖顯示裝置的空間光調(diào)制器 的全息編碼。 根據(jù)申請(qǐng)人的WO 2008/025839號(hào)專(zhuān)利公開(kāi)文件，這里通過(guò)參考引用該文件，以下 步驟由計(jì)算機(jī)輔助完成-從每個(gè)層析場(chǎng)景斷面的每個(gè)物體數(shù)據(jù)集為觀察者平面以獨(dú)立的波場(chǎng)二維分布的 形式計(jì)算衍射圖像，該觀察者平面距斷面層有限距離并平行于斷面層，其中，至少為一個(gè)共 用的虛擬觀察者窗口計(jì)算所有斷面的波場(chǎng)，該虛擬觀察者窗口位于觀察者平面中靠近觀察 者的眼睛，與視頻全息圖相比，所述觀察者窗口的面積有所降低；-在相對(duì)于觀察者平面引用的數(shù)據(jù)集中，加和所有斷面層的計(jì)算出的分布來(lái)界定 用于觀察者窗口的總波場(chǎng)；-將參考數(shù)據(jù)集變換到全息圖平面，該全息圖平面距參考平面有限距離并平行于 參考平面，以創(chuàng)建用于場(chǎng)景的總計(jì)算機(jī)生成全息圖的全息圖數(shù)據(jù)集，其中，空間光調(diào)制器設(shè) 置在全息圖平面中，并且編碼后在所述空間光調(diào)制器的幫助下，在觀察者眼睛前面的空間 中重建場(chǎng)景。 上面提到的方法和顯示裝置是基于這樣的想法，即不重建場(chǎng)景物體本身，而是在 一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口中重建由物體發(fā)出的波前。 觀察者可以通過(guò)虛擬觀察者窗口觀看場(chǎng)景。虛擬觀察者窗口覆蓋觀察者眼睛的瞳 孔，并且在公知的位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)的幫助下，虛擬觀察者窗口可以追蹤至觀察者的實(shí) 際位置。虛擬的、平截頭形重建空間在全息圖顯示裝置的空間光調(diào)制器和觀察者窗口之間 延伸，其中，SLM表示平截頭形的底部，觀察者窗口表示平截頭形的頂部。如果觀察者窗口 非常小，平截頭就近似于金字塔。觀察者透過(guò)虛擬觀察者窗口向顯示裝置看去，并在觀察者 窗口接收表示場(chǎng)景的波前。由于必須的變換數(shù)量巨大，所以全息編碼過(guò)程導(dǎo)致巨大的計(jì)算 負(fù)擔(dān)。實(shí)時(shí)編碼將需要昂貴的高性能的計(jì)算單元。 申請(qǐng)人:提交的WO 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件公開(kāi)了一種允許從具有深度信息的三 維圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)生成視頻全息圖的方法。這使得使用相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的計(jì)算單元來(lái)生成這 些全息圖成為可能。 申請(qǐng)人:提交的WO 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件公開(kāi)了一種用于實(shí)時(shí)生成計(jì)算機(jī)生成 視頻全息圖的方法?；诰哂猩疃刃畔⒌膱D像數(shù)據(jù)，編碼用于三維場(chǎng)景呈現(xiàn)的全息值，該三 維場(chǎng)景的呈現(xiàn)通過(guò)空間光調(diào)制器SLM上的物點(diǎn)來(lái)構(gòu)建。與上面提到的現(xiàn)有技術(shù)解決方法類(lèi) 似，在W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中公開(kāi)的方法是基于這樣的想法，即不重建場(chǎng)景物體本 身，而是在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口中重建由物體發(fā)出的波前。由空間光調(diào)制器SLM從 充分相干光生成調(diào)制的波場(chǎng)，該波場(chǎng)由全息圖值控制，并且通過(guò)空間中的干涉重建需要的 真實(shí)的或虛擬的三維場(chǎng)景。在以SLM作為底部的平截頭形重建空間中生成虛擬觀察者窗口。窗口設(shè)置在靠近觀察者眼睛處，并且在公知的位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)的幫助下，窗口可 以追蹤至觀察者的實(shí)際位置。在W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中公開(kāi)的方法是基于這樣的 事實(shí)，即觀察者看到場(chǎng)景的區(qū)域是由從SLM延伸到觀察者窗口的平截頭形重建空間來(lái)界定 的。平截頭可以近似于金字塔，因?yàn)橛^察者窗口比SLM小許多。此外，該方法基于如下原理， 即單個(gè)物點(diǎn)的重建僅需要子全息圖作為SLM的子集。因此關(guān)于每個(gè)場(chǎng)景點(diǎn)的信息不會(huì)分布 在整個(gè)全息圖中，而是僅包含在特定有限區(qū)域內(nèi)，即所謂的子全息圖。根據(jù)這一理念，場(chǎng)景 的單個(gè)物點(diǎn)僅通過(guò)SLM上的有限像素區(qū)域(所謂的子全息圖)來(lái)重建。在W0 2008/025839 號(hào)專(zhuān)利文件中的公開(kāi)內(nèi)容基于這樣的想法，即對(duì)于每個(gè)物點(diǎn)，可以從查詢(xún)表中獲得子全息 圖相對(duì)于場(chǎng)景的整個(gè)重建的分布，并且累積這些子全息圖，以形成用于整個(gè)場(chǎng)景的重建的 總?cè)D。 根據(jù)W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中所公開(kāi)的方法的特別優(yōu)選的例子，場(chǎng)景的視 圖是由每個(gè)觀察者的位置及其觀看方向來(lái)限定的。在觀察者平面中，每一個(gè)觀察者分配有 至少一個(gè)靠近觀察者眼睛的虛擬觀察者窗口。在預(yù)處理步驟中，場(chǎng)景三維地離散為可見(jiàn)的 物點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)可能已經(jīng)從接口獲取。在W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中公開(kāi)的處理步驟 是 _步驟1 : 為每一個(gè)物點(diǎn)，找出子全息圖的位置該位置以及相應(yīng)子全息圖的范圍源自物點(diǎn) 的位置，即物點(diǎn)的橫向x、y坐標(biāo)，及其深度距離。
-步驟2 : 從查詢(xún)表中獲取相應(yīng)子全息圖的分布。
_步驟3: 對(duì)所有的物點(diǎn)重復(fù)上述兩個(gè)步驟，其中，累積子全息圖以形成用于整個(gè)場(chǎng)景的重 建的總?cè)D。 根據(jù)W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中所公開(kāi)的簡(jiǎn)單例子，分配給物點(diǎn)的子全息圖 的大小是基于交叉線原理得出的。覆蓋瞳孔的觀察者窗口或其一部分透過(guò)物點(diǎn)投影到全息 圖平面中，即投影到SLM上。由此確定重建該場(chǎng)景點(diǎn)所需的子全息圖的像素的指數(shù)。
根據(jù)W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中所公開(kāi)內(nèi)容的再一方面，對(duì)子全息圖或總?cè)?息圖施加附加的校正功能，例如，為了補(bǔ)償由SLM的位置或形狀引起的SLM誤差，或者為了 改善重建質(zhì)量。例如，將校正值加到子全息圖的數(shù)據(jù)值上和/或總?cè)D的數(shù)據(jù)值上。而 且，由于每個(gè)子全息圖都是由觀察者窗口的實(shí)際位置限定的，所以可以生成用于更多不常 見(jiàn)觀察者窗口的特殊查詢(xún)表，例如，如果觀察者從側(cè)面位置以大角度向顯示裝置看去。
如W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中所說(shuō)明的，優(yōu)選地，可以擴(kuò)展使用查詢(xún)表的原 理。例如，用于顏色和亮度信息的參數(shù)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在獨(dú)立的查詢(xún)表中。而且，子全息圖和 /或總?cè)D的數(shù)據(jù)值可以用來(lái)自查詢(xún)表的亮度和/或顏色值調(diào)制。基于原色可以從各自 的查詢(xún)表中獲取的想法，彩色呈現(xiàn)也在其中。 W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件中公開(kāi)的方法所基于的查詢(xún)表，優(yōu)選根據(jù)申請(qǐng)人提交 的W0 2006/066906號(hào)專(zhuān)利文件或W0 2006/066919號(hào)專(zhuān)利文件來(lái)生成，這里通過(guò)參考引用 該兩篇文件。隨后查詢(xún)表可以存儲(chǔ)在合適的數(shù)據(jù)載體和存儲(chǔ)介質(zhì)中。 圖26A表示了 W0 2008/025839號(hào)專(zhuān)利文件的公開(kāi)內(nèi)容的總體思路，該專(zhuān)利文件具有單個(gè)觀察者的例子。場(chǎng)景(S)的視圖由觀察者(0)的位置和觀看方向來(lái)限定。在參考 平面中，向觀察者分配至少一個(gè)靠近觀察者眼睛的虛擬觀察者窗口 (V0W)。由空間光調(diào)制 器(SLM)從充分相干光中生成調(diào)制的波場(chǎng)，該波場(chǎng)通過(guò)全息圖值來(lái)控制。該方法和源自該 方法的顯示裝置是基于這樣的想法，即不重建場(chǎng)景物體本身，而是在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察 者窗口 (VOW)中重建由物體發(fā)出的波前。在圖26A中，物體由單個(gè)物點(diǎn)(PP)來(lái)表示。觀察 者(0)可以通過(guò)虛擬觀察者窗口 (VOW)看到場(chǎng)景(S)。虛擬觀察者窗口 (VOW)覆蓋觀察者 (0)的眼睛瞳孔，并且在公知的位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)的幫助下，虛擬觀察者窗口 (VOW)可以 追蹤至觀察者實(shí)際位置。因此用視頻全息圖的全息圖值來(lái)控制空間光調(diào)制器(SLM)會(huì)導(dǎo)致 波場(chǎng)，該波場(chǎng)在像素中調(diào)制并從顯示裝置屏幕中發(fā)出，以通過(guò)在重建空間中生成干涉來(lái)重 建所期望的三維場(chǎng)景。如圖26A所示，根據(jù)這種實(shí)施方式的總體原理，場(chǎng)景(S)的單個(gè)物點(diǎn) (PP)僅由空間光調(diào)制器(SLM)上的有限像素區(qū)域(所謂的子全息圖(SH))來(lái)重建。如圖 26A所示，根據(jù)最簡(jiǎn)單的解決方法，子全息圖(SH)的大小基于交叉線原理來(lái)界定，據(jù)此隨后 得出用于該物點(diǎn)(OP)的重建所需的像素指數(shù)。子全息圖(SH)的位置和范圍源自物點(diǎn)(PP) 的位置，即物點(diǎn)的橫向x、y坐標(biāo)及其深度距離或z距離。隨后，從查詢(xún)表LUT中獲取重建該 物點(diǎn)(PP)所需的全息圖值。 子全息圖(SH)用亮度和/或顏色值來(lái)調(diào)制，并且隨后在各自位置累積成全息圖平 面，以形成所謂的總?cè)D。預(yù)先生成上述查詢(xún)表中所包含的數(shù)據(jù)。正如上面引用的現(xiàn)有 技術(shù)部分，優(yōu)選使用WO 2006/066906號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的方法來(lái)生成數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)在合適的數(shù)據(jù)載體和存儲(chǔ)介質(zhì)中。在物點(diǎn)的位置和屬性的幫助下，預(yù)先計(jì)算相應(yīng)的子全 息圖，并由此生成子全息圖的查詢(xún)表、顏色和亮度值以及校正參數(shù)。 圖26B更詳細(xì)地表明了這個(gè)原理，并表示了分別分配給物點(diǎn)(Pl， P2)的子全息圖 (SH1，SH2)。在圖26B中可以看出，這些子全息圖是受限的，并形成小的、鄰近的總?cè)D的 子集，即整個(gè)空間光調(diào)制器(SLM)。如圖26所示，除了基于交叉線原理確定的子全息圖的位 置和范圍以外，進(jìn)一步的函數(shù)關(guān)系也是可能的。
3.相關(guān)技術(shù)說(shuō)明 由申請(qǐng)人提交的WO 2004/044659 (US2006/0055994)和US7315408B2號(hào)專(zhuān)利文件， 描述了一種通過(guò)充分相干光的衍射的方式重建三維場(chǎng)景的裝置，這里通過(guò)參考引用該兩篇 文件的全部?jī)?nèi)容；所述裝置包括點(diǎn)光源或線光源、用于聚光的透鏡和空間光調(diào)制器。與傳 統(tǒng)的全息顯示裝置不同，處于傳送模式的SLM在至少一個(gè)"虛擬觀察者窗口 "中重建3D場(chǎng) 景(參見(jiàn)附錄I和II對(duì)該術(shù)語(yǔ)和相關(guān)技術(shù)的討論)。每個(gè)虛擬觀察者窗口位于靠近觀察者 的眼睛處，并且其大小受到限制，以使虛擬觀察者窗口位于單個(gè)衍射級(jí)中，從而使每只眼在 延伸于SLM表面和虛擬觀察者窗口之間的平截頭形重建空間中看到三維場(chǎng)景的完整的重 建。為使全息重建不受干擾，虛擬觀察者窗口的大小必須不超出重建的一個(gè)衍射級(jí)的周期 間隔。然而，它必須至少足夠大以使觀察者能夠通過(guò)窗口 (s)看到整個(gè)3D場(chǎng)景的重建。另 一只眼睛可以通過(guò)相同的虛擬觀察者窗口觀看，或者為其分配第二虛擬觀察者窗口 ，該第 二虛擬觀察者窗口相應(yīng)地由第二光源創(chuàng)建。這里，典型的相當(dāng)大的可視區(qū)限制在本地設(shè)置 的虛擬觀察者窗口中。公知的解決方法以小型方式重建由傳統(tǒng)SLM表面的高分辨率引起的 大面積，將其減小到虛擬觀察者窗口的大小。這導(dǎo)致這樣的結(jié)果由于幾何學(xué)原因而較小的 衍射角以及目前SLMs的分辨率，在使用合理的、大眾水平計(jì)算設(shè)備的情況下，足夠獲得高
8質(zhì)量的實(shí)時(shí)全息重建。 US2004/0223049號(hào)專(zhuān)利文件中公開(kāi)了生成三維圖像的移動(dòng)電話，這里通過(guò)參考引 用該文件的全部?jī)?nèi)容。然而，其所公開(kāi)的三維圖像是使用自動(dòng)立體顯示(autostereoscopy) 生成的。自動(dòng)立體顯示生成的三維圖像的一個(gè)問(wèn)題是典型地，觀察者感覺(jué)到圖像在顯示裝 置里面，而觀察者的眼睛傾向于在顯示裝置的表面聚焦。在許多情況下，一段時(shí)間之后，觀 察者眼睛聚焦的位置和觀察者感覺(jué)到的三維圖像的位置之間的不一致會(huì)導(dǎo)致觀察者不舒 服。在三維圖像由全息術(shù)(holography)生成的情況下，這個(gè)問(wèn)題不會(huì)發(fā)生，或者明顯地減 少。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種全息顯示裝置，它包括空間光調(diào)制器(SLM)，還包括位置探測(cè)和追蹤系 統(tǒng)，以便追蹤觀察者的眼睛位置，可變射束向觀察者的眼睛位置的偏轉(zhuǎn)通過(guò)使用能夠控制 光束偏轉(zhuǎn)的微棱鏡陣列來(lái)執(zhí)行。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)追蹤觀察者的 眼睛位置，可變射束向觀察者的眼睛位置的偏轉(zhuǎn)通過(guò)使用能夠控制光束偏轉(zhuǎn)的微棱鏡陣列 來(lái)執(zhí)行。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，可變射束的偏轉(zhuǎn)是連續(xù)可變的。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，可變射束的偏轉(zhuǎn)是使用電濕潤(rùn)技術(shù) 執(zhí)行的。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，可變射束的偏轉(zhuǎn)是使用可變的壓差
來(lái)執(zhí)行的，該可變的壓差施加到位于每個(gè)電濕潤(rùn)單元陣列不同側(cè)面的不同電極上。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，通過(guò)使用兩個(gè)串聯(lián)的微棱鏡陣列來(lái)
獲得二維偏轉(zhuǎn)。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，棱鏡是微液體棱鏡。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，虛擬觀察者窗口 (V0W)設(shè)置在一個(gè)
或多個(gè)觀察者的眼睛的位置。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，位于棱鏡陣列前面或后面的聚焦工
具輔助將光線會(huì)聚到vow中。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，通過(guò)對(duì)空間光調(diào)制器的編碼的動(dòng)態(tài) 校正，可以降低透鏡像差的光學(xué)影響。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，棱鏡不都具有相同的偏轉(zhuǎn)角。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，棱鏡不都具有相同的偏轉(zhuǎn)角，以使射
出棱鏡陣列的光線在VOW稍微會(huì)聚。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，棱鏡角計(jì)算是在SLM的基板上的計(jì) 算電路中執(zhí)行的。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，棱鏡角計(jì)算是在設(shè)置在棱鏡陣列的 基板上的計(jì)算電路中執(zhí)行。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，SLM的基板還用作為棱鏡陣列的基 板。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，施加相位校正以補(bǔ)償棱鏡陣列所引 起的相位不連續(xù)。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，相位校正是由SLM的操作來(lái)執(zhí)行的。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，全息圖像在投影型裝置中生成，其 中，投影包括將SLM成像到棱鏡陣列上，同時(shí)在VOW的前面發(fā)生所期望的3D場(chǎng)景的重建。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，當(dāng)將SLM成像到棱鏡陣列上時(shí)，為棱 鏡陣列提供相位補(bǔ)償。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，通過(guò)設(shè)置在靠近棱鏡陣列的附加的 SLM，為棱鏡陣列提供相位補(bǔ)償。 全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，SLM是透光的，棱鏡陣列是反光的。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，SLM是反光的，棱鏡陣列是透光的。
全息顯示裝置可以是這樣的裝置該裝置中，SLM是透光的，棱鏡陣列也是透光 的。 提供一種生成三維場(chǎng)景的全息重建的方法，該三維場(chǎng)景由多個(gè)離散點(diǎn)組成，該方 法使用根據(jù)本發(fā)明的全息顯示裝置，該顯示裝置包括為空間光調(diào)制器照明的光源和光學(xué)系 統(tǒng)；該方法包括步驟 在空間光調(diào)制器上編碼全息圖。


圖1是表示全息圖的數(shù)據(jù)速率比原始實(shí)空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率大得多的示意圖。
圖2是將現(xiàn)有技術(shù)SLM—部分的結(jié)構(gòu)和性能特性與可在像素矩陣的空間中執(zhí)行全 息計(jì)算的SLM的一部分進(jìn)行比較的示意圖。 圖3是SLM的一部分的結(jié)構(gòu)示意圖，該SLM中全息計(jì)算可以在像素矩陣的空間中 執(zhí)行。 圖4是SLM的一部分的示意圖，該SLM中為了全息數(shù)據(jù)的顯示，可以在像素矩陣的 空間中執(zhí)行解壓計(jì)算。 圖5是SLM的一部分的示意圖，該SLM中為了傳統(tǒng)2D顯示數(shù)據(jù)的顯示，可以在像
素矩陣的空間中執(zhí)行解壓計(jì)算。 圖6是表示TFTs制造工藝的示意圖。 圖7是表示TFTs制造工藝的示意圖。 圖8是按照一種實(shí)施方式重建全息圖的方法的示意圖。 圖9是按照一種實(shí)施方式重建全息圖的方法的示意圖。 圖10是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)主動(dòng)矩陣式液晶顯示器的總體結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖11是表示一種實(shí)施方式的全息顯示裝置的主動(dòng)矩陣基板的裝配步驟的示意 圖。 圖12是表示圖11所示的主動(dòng)矩陣基板進(jìn)一步裝配步驟的示意圖。
圖13是表示圖12所示的主動(dòng)矩陣基板進(jìn)一步裝配步驟的示意圖。
圖14是離散和任意位置的物點(diǎn)的呈現(xiàn)的全息顯示的示意圖。 圖15是在一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中，可以在圖形計(jì)算中實(shí)施的功能單元的示意圖。 圖16是在一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中使用的用于子全息圖SH的查詢(xún)表的示 圖17是在一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中用于全息變換和編碼的附加處理單元 的示意圖。 圖18是表示一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中，如果使用子全息圖，則由于單元的 數(shù)量變少，計(jì)算負(fù)擔(dān)更小的示意圖。 圖19是表示t時(shí)刻的場(chǎng)景、進(jìn)一步t+l時(shí)刻的場(chǎng)景、以及差異場(chǎng)景的示意圖。
圖20是表示一種實(shí)施方式的具有可尋址數(shù)據(jù)傳送的全息顯示裝置的示意圖。
圖21是一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中，電子數(shù)據(jù)表的一部分的示意圖，該電子 數(shù)據(jù)表中計(jì)算出晶體管的數(shù)量。 圖22是圖21所示的電子數(shù)據(jù)表的剩余部分的示意圖。 圖23是按照一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中，集群設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化示意圖。 圖24是按照一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中，顯示數(shù)據(jù)所采取的路徑的示意圖。 圖25是SLM的一部分的示意圖，該SLM中對(duì)于顯示傳統(tǒng)的2D顯示數(shù)據(jù)或全息顯
示數(shù)據(jù)的顯示裝置，可以在像素矩陣的空間中執(zhí)行計(jì)算。 圖26是按照現(xiàn)有技術(shù)，生成子全息圖的方法的示意圖。 圖27是按照一種實(shí)施方式，重建全息圖的方法的示意圖。 圖28是按照一種實(shí)施方式，面板平鋪的示意圖。 圖29是與遮擋有關(guān)的幾何學(xué)考慮的示意圖。 圖30是與遮擋有關(guān)的幾何學(xué)考慮的示意圖。 圖31是按照一種實(shí)施方式，處理遮擋現(xiàn)象的方法的示意圖。 圖32是按照一種實(shí)施方式，處理遮擋現(xiàn)象的方法的示意圖。 圖33是按照一種實(shí)施方式的全息顯示裝置中，顯示數(shù)據(jù)所采取的路徑的示意圖。
圖34是按照一種實(shí)施方式，通過(guò)使用可控棱鏡移動(dòng)虛擬觀察者窗口追蹤一個(gè)或 多個(gè)使用者的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
A.與像素在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置 —種實(shí)施方式包括顯示裝置，該顯示裝置接收實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)，如與三維圖像相 對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度圖(intensity m即)和深度圖(d印th m即)。隨后基于三維圖像數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)或準(zhǔn) 實(shí)時(shí)計(jì)算空間光調(diào)制器的全息編碼。全息計(jì)算的至少一些可以在像素矩陣所存在的物理空 間中執(zhí)行，通過(guò)結(jié)合兩個(gè)功能單元，即全息圖計(jì)算單元和全息圖顯示單元，這兩個(gè)單元在現(xiàn) 有技術(shù)的設(shè)備中功能上和空間上是分開(kāi)的，結(jié)合后以形成在一個(gè)基板上實(shí)施的共用單元。 這意味著用于至少一些全息圖計(jì)算的晶體管可以集成在用于像素控制的晶體管之間，或者 緊鄰用于像素控制的晶體管?？蛇x地，所有全息圖計(jì)算可以在像素矩陣所存在的物理空間 中執(zhí)行，通過(guò)結(jié)合兩個(gè)功能單元，即全息圖計(jì)算單元和全息圖顯示單元，這兩個(gè)單元在現(xiàn)有 技術(shù)的設(shè)備中功能上和空間上是分開(kāi)的，結(jié)合后以形成在一個(gè)基板上實(shí)施的共用單元?？?選地，用于全息圖計(jì)算的一些或所有晶體管可以在像素矩陣的外部，但與用于像素控制的
11晶體管在同一基板上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，術(shù)語(yǔ)"在同一基板上"并不意味著晶體管 只能在原子級(jí)別上與基板接觸，而是意味著基板總體上提供設(shè)置電路的物理支承介質(zhì)。關(guān) 于"基板"的意思的更多信息會(huì)在標(biāo)題為"基板"的段落中給出。 像素矩陣中或同一基板上其它位置全息圖的計(jì)算不限于現(xiàn)有技術(shù)中所描述的分 析全息圖計(jì)算方法。其它類(lèi)型的計(jì)算方法如查詢(xún)表(LUT)法也是可行的。分析計(jì)算方法可 以用作為演示計(jì)算方法的例子。對(duì)于像素矩陣中的全息圖的計(jì)算，在整個(gè)顯示裝置上全息 計(jì)算方法可以是相同的，并且優(yōu)選在約為子全息圖尺寸的距離之外交換用于加和子全息圖 的數(shù)據(jù)。子全息圖用于計(jì)算?？梢栽谡麄€(gè)顯示裝置表面上均勻地展開(kāi)計(jì)算。但是為了減輕 硬件的設(shè)計(jì)、模擬和驗(yàn)證，可以將計(jì)算分為稱(chēng)為集群的小的相同的部分，該集群平鋪在顯示 裝置表面。平鋪不一定必須是矩形的，也可以是其它的結(jié)構(gòu)，如平鋪的六邊形("蜂窩")。名 稱(chēng)"集群"用于覆蓋部分或整個(gè)全息圖計(jì)算數(shù)據(jù)路徑的計(jì)算單元。因此，集群可以是能夠從 原始實(shí)空間數(shù)據(jù)的一部分中計(jì)算用于顯示裝置平鋪的全息圖數(shù)據(jù)的最小單元。這些集群優(yōu) 選在鄰近單元之間交換數(shù)據(jù)，以使在來(lái)自鄰近單元的子全息圖重疊時(shí)，可以準(zhǔn)確編碼SLM。 這如圖24所示。集群方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在設(shè)計(jì)集群之后，可以通過(guò)將相同的集群平鋪到 一起順利地建立全息顯示。 理想地，需要很高的分辨率如16，000X12，000像素，以顯示具有很高圖像質(zhì)量的 全息圖，或者顯示虛擬觀察者窗口是l厘米或更多厘米寬而非幾毫米寬的全息圖，或者該 兩種情況。要顯示的圖像內(nèi)容包含強(qiáng)度圖像和三維深度信息(可以稱(chēng)為"Z緩沖")，該圖像 內(nèi)容典型地僅具有多達(dá)2，000X1，500像素的分辨率。如圖l所示，顯示全息圖所需的數(shù)據(jù) 速率遠(yuǎn)大于顯示原始數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)速率，例如，對(duì)于給定的例值，倍數(shù)為48。在圖1中，三 維圖像數(shù)據(jù)是以強(qiáng)度圖和三維深度圖的形式提供的。優(yōu)選地，應(yīng)該為每個(gè)眼睛，即為每個(gè)虛 擬觀察者窗口構(gòu)建一個(gè)深度圖和強(qiáng)度圖配對(duì)。這些圖的每個(gè)都由2，000Xl，500像素的數(shù) 據(jù)陣列組成。在每個(gè)圖中，用于每個(gè)像素的數(shù)據(jù)由三個(gè)顏色和一個(gè)z值來(lái)表示，即4個(gè)值， 每個(gè)值8位。位是二進(jìn)制數(shù)字。因此每個(gè)像素需要32位。以25Hz或25幀每秒(fps)的 速度提供視頻數(shù)據(jù)。如圖所示，使用兩個(gè)視圖(左眼和右眼)，數(shù)據(jù)率是每秒4.8Gbits。在 簡(jiǎn)單的例子中，這些數(shù)據(jù)用來(lái)在逐幀基礎(chǔ)上計(jì)算全息圖，盡管涉及到連續(xù)幀的某些數(shù)據(jù)處 理可以在更復(fù)雜的例子中執(zhí)行，例如，用以平滑噪音或降低人工影響，或降低所需要的數(shù)據(jù) 傳輸速率。全息計(jì)算生成與16， 000X12， OOO像素的數(shù)據(jù)陣列相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出，其中，每 個(gè)像素由8位表示，并且?guī)俾适?50fps，同時(shí)使用25Hz的視頻速率、兩個(gè)視圖以及三種顏 色。因此如圖所示，用于全息圖的數(shù)據(jù)速率是每秒230Gbits。圖l中的內(nèi)容表示了顯示三 原色紅、綠和藍(lán)的過(guò)程。該例子涉及單用戶配置，但是相應(yīng)具有更高顯示幀速率的多用戶配 置也是可行的。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，全息顯示裝置中數(shù)據(jù)速率的許多其它例子將會(huì)是 顯而易見(jiàn)的。 需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于移動(dòng)圖像，約25Hz的幀速率是最低可接受的速率。高于25Hz
的幀速率應(yīng)該更流暢的回放。幀速率越高，回放呈現(xiàn)給觀察者將會(huì)越流暢。 僅可以對(duì)給定的顯示光波長(zhǎng)計(jì)算全息圖。這就是為什么對(duì)每個(gè)物點(diǎn)執(zhí)行三次計(jì)算
的原因，即為每個(gè)組成顏色，如紅、綠和藍(lán)執(zhí)行一次。其它顏色可以通過(guò)使用這三種顏色組
分來(lái)創(chuàng)建，并且這種顏色混合可以按順序或同時(shí)實(shí)現(xiàn)。 如果全息圖在同一基板上的電路中生成，如在像素矩陣中，則僅原始圖像數(shù)據(jù)需要傳送到顯示裝置基板。當(dāng)全息圖是使用像素矩陣中的電路生成的情況下，強(qiáng)度和深度信 息被傳送到面板中隨后將需要它們用于全息圖計(jì)算的位置。 一種實(shí)施方式的優(yōu)選顯示裝置 中，為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)的值。這樣做的一個(gè)原因是，該實(shí) 施方式的優(yōu)選顯示裝置中，用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝 置的子分區(qū)中相干，該子分區(qū)可能是顯示裝置的很小的一個(gè)子分區(qū)。不存在相干，或者相干 僅存在于從顯示裝置的一個(gè)子分區(qū)到顯示裝置的不同的子分區(qū)的有限范圍。優(yōu)選的顯示裝 置的每個(gè)子分區(qū)可以用來(lái)生成整個(gè)全息圖的相應(yīng)的子全息圖。因此子全息圖的尺寸限定了 像素周?chē)鷧^(qū)域的最大擴(kuò)展，從該像素，需要原始圖像的強(qiáng)度和深度值以用于子全息圖的計(jì) 算。如圖3，這進(jìn)而限定了內(nèi)部必要導(dǎo)線(所謂的"本地互連(localinterconnections)") 的長(zhǎng)度。因?yàn)?，根?jù)這種解決方案，生成全息圖所需的大量像素?cái)?shù)據(jù)的全部或至少一些是直 接在顯示面板上它們將被顯示的區(qū)域中計(jì)算的，不需要或是降低了通過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)線傳送全息顯 示數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)中間存儲(chǔ)的需要。這會(huì)降低將發(fā)送給顯示面板的數(shù)據(jù)的分辨率，并且由此會(huì) 降低發(fā)送給顯示面板的數(shù)據(jù)速率。如果該例子應(yīng)用到圖l所示的情況中，數(shù)據(jù)傳輸速率就 會(huì)獲得約50倍的降低。因此，比照?qǐng)D3，橫跨在整個(gè)面板上的行和列導(dǎo)線(所謂的"全局互 連(global interconnections)")的數(shù)量將會(huì)相應(yīng)地減少。足夠用于原始圖像數(shù)據(jù)傳送的 導(dǎo)線比足夠用于全息圖數(shù)據(jù)傳送的導(dǎo)線更少，并且可以相應(yīng)地降低傳輸頻率，額外地還有 助于降低行和列驅(qū)動(dòng)中的功率損耗。 降低數(shù)據(jù)傳輸頻率有助于降低行和列驅(qū)動(dòng)中的功率損耗。這是因?yàn)閺?到1轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)字，或是相反轉(zhuǎn)換，都需要電能。當(dāng)轉(zhuǎn)換率上升時(shí)，電能需求也會(huì)上升。能量最終 以熱能消散，這會(huì)導(dǎo)致高數(shù)據(jù)傳輸頻率顯示裝置中的溫度問(wèn)題。溫度問(wèn)題可以包括組件變 熱不能被觸摸、熱致應(yīng)力引起的電子組件的裂開(kāi)和失效、不需要的化學(xué)反應(yīng)如電子組件的 氧化、暴露在極端溫度下引起的液晶材料質(zhì)量的下降，以及半導(dǎo)體材料特性的改變?nèi)鐪囟?升高引起的熱載裂生成(thermal carrier generation)。當(dāng)裝置以電池供電時(shí)，如果從電 池中汲取更多的能量，就會(huì)使電池更快的放電，這會(huì)降低在電池充電之間裝置可以被使用 的次數(shù)。 現(xiàn)有技術(shù)解決方案中行和列導(dǎo)線所需要的每個(gè)像素面積的大部分現(xiàn)在可以用于 其它目的。圖2比較了兩種解決方案的工作原理。在基于現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，考慮具有 16， 000X 12， 000像素的高分辨率全息顯示裝置。為了縮短行和列線，例如如圖28所示，顯 示裝置平鋪為4個(gè)象限。每個(gè)象限有8，000列導(dǎo)線和6，000行導(dǎo)線?？偣残枰?2，000列 導(dǎo)線和24， 000行導(dǎo)線。對(duì)于一個(gè)用戶，具有三種組成顏色(如紅、綠、藍(lán))且每個(gè)以25fps 視頻速率(輸入數(shù)據(jù)的幀速率_強(qiáng)度和z緩沖)的兩個(gè)視圖(左和右)導(dǎo)致每秒150幅圖 像的顯示幀速率。乘以行數(shù)并增加10%用于幀間的空白傳輸時(shí)間，則需要lMHz的列驅(qū)動(dòng)頻 率。按照一種實(shí)施方式的解決方案的例子中，圖像數(shù)據(jù)是根據(jù)2， 000X 1， 500像素的實(shí)圖像 像素陣列來(lái)提供的。如果顯示裝置也被平鋪為4個(gè)象限，則每個(gè)象限有750行導(dǎo)線。將它 乘以每秒150幅圖像并增加20%用于幀間的空白傳輸時(shí)間，則僅需要135kHz的列驅(qū)動(dòng)頻 率。這個(gè)例子涉及單用戶配置，但是相應(yīng)地具有更高顯示幀速率的多用戶配置也是可行的。
依賴(lài)于面板和計(jì)算參數(shù)，行和列導(dǎo)線中節(jié)省的空間在根據(jù)圖2的實(shí)施方式的解決 方案中可以省略，當(dāng)與根據(jù)圖2的現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相比時(shí)，該節(jié)省的空間可以比用于 全息圖計(jì)算的電路所需要的空間更大，因此僅需要所節(jié)省的空間的一部分用于全息圖計(jì)算
13所使用的晶體管。在這種情況下，可以增加透明電極的面積，并且由此可以改善LCD的透 光率。由于計(jì)算是在節(jié)省的像素區(qū)域中實(shí)現(xiàn)的，所以與顯示裝置不在同一基板上并且在任 何公知的傳統(tǒng)設(shè)備中會(huì)引起相當(dāng)大的困難和成本的附加的計(jì)算單元變得冗余。另一個(gè)優(yōu) 點(diǎn)是，極大地降低了面板控制的復(fù)雜性，原因是用于面板控制的數(shù)據(jù)速率與傳統(tǒng)LCDs基本 相同。對(duì)于示例性的2， 000X 1， 500像素的分辨率、25fps并且每像素有32位的兩個(gè)視圖， 4. 8Gbit/s的數(shù)據(jù)速率與具有1， 920 X 1， 600像素、60Hz幀速率并且三種8位顏色的TFT面 板的數(shù)據(jù)速率基本相同。這個(gè)例子涉及單用戶配置，但相應(yīng)地具有更高顯示幀速率的多用 戶配置也是可行的。這意味著用傳統(tǒng)顯示技術(shù)就可以輕松地控制這種面板，然而，在計(jì)算單 元和顯示裝置電子器件之間以及顯示裝置電子器件和顯示裝置面板之間的具有圖1中示 例性數(shù)據(jù)傳輸速率230Gbits/s的整個(gè)全息圖的傳輸，只有使用特殊解決方案時(shí)才是可行 的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可以領(lǐng)會(huì)，使用特殊解決方案將會(huì)難以實(shí)施，并且將會(huì)非常昂貴。
如果我們考慮空間光調(diào)制器上的全息圖的二維編碼，其中原始實(shí)空間圖像具有 2， 000 X 1， 500像素，并以25fps的視頻幀速率來(lái)提供，則大致上需要約1億個(gè)晶體管用于 全息計(jì)算，即每個(gè)實(shí)空間像素約34個(gè)晶體管。這是對(duì)于具有200MHz轉(zhuǎn)換頻率的單晶硅電 路來(lái)說(shuō)的。由于由多晶硅制成的TFT可以具有僅約為25MHz的轉(zhuǎn)換頻率，所以約6. 9億個(gè) 晶體管而不是1億個(gè)晶體管是必須的，以補(bǔ)償較低的轉(zhuǎn)換速度。給定16， 000X 12， 000像素 的全息圖分辨率，這意味著每個(gè)全息圖像素約4個(gè)晶體管。由于顯示新圖像時(shí)，計(jì)算出的數(shù) 據(jù)僅能寫(xiě)入像素單元中，所以每個(gè)像素將需要附加的1或2個(gè)晶體管。保持相同的分辨率 時(shí)，顯示裝置的尺寸越大，像素間距就會(huì)越大，因此可以附加地安排在像素周?chē)木w管的 數(shù)量就會(huì)越大。在"晶體管數(shù)目估計(jì)"部分，會(huì)給出更詳細(xì)的晶體管數(shù)目的估計(jì)。
如果通過(guò)行和列導(dǎo)線控制面板，則這些導(dǎo)線應(yīng)該更寬，顯示裝置應(yīng)該更大。這是因 為對(duì)于固定的導(dǎo)線材料電阻率和對(duì)于固定的導(dǎo)線橫截面積，導(dǎo)線的電阻是與其長(zhǎng)度成正比 的；對(duì)于固定的導(dǎo)線材料電阻率和對(duì)于固定的導(dǎo)線長(zhǎng)度和厚度，導(dǎo)線的電阻與其寬度成反 比。這意味著，相對(duì)經(jīng)典控制技術(shù)而言，特別是相對(duì)大的高分辨率全息顯示裝置而言，在像 素矩陣中計(jì)算全息圖的該方法是有利的。 作為T(mén)FT晶體管的一體化具有巨大的優(yōu)勢(shì)，即用于計(jì)算的晶體管與像素晶體管一 同施加到基板上。 只有當(dāng)增加的晶體管的數(shù)量可能導(dǎo)致更高的故障概率時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生附加的成本。 這可以通過(guò)使用容錯(cuò)計(jì)算方法來(lái)彌補(bǔ)，其中各個(gè)元件中的錯(cuò)誤僅會(huì)引起小的來(lái)自計(jì)算結(jié)果 的偏差，如果沒(méi)有組件存在缺陷，則將會(huì)獲得該偏差。 在圖2和圖3中，計(jì)算在許多稱(chēng)為集群的鄰近計(jì)算單元中進(jìn)行?？傮w上，計(jì)算單元 (集群)的尺寸將被優(yōu)化，因?yàn)樗鼈兊某叽缭酱螅?一方面數(shù)據(jù)傳輸速率中的節(jié)省就會(huì)越小， 然而另一方面計(jì)算的實(shí)現(xiàn)就會(huì)越容易。 —種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子中，顯示裝置用于顯示已經(jīng)基于實(shí)空間數(shù)據(jù)如強(qiáng)度圖 和深度圖數(shù)據(jù)而計(jì)算出的全息圖像數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)中顯示裝置的固有問(wèn)題是，它們需要與 顯示裝置電路不在同一基板上實(shí)施的電路。這個(gè)附加的電路必須在與顯示裝置基板分開(kāi)的 基板上實(shí)施。這會(huì)導(dǎo)致不期望的特性，如更大的設(shè)備體積和重量。消費(fèi)者不斷地要求更小、 更薄或更輕的顯示裝置。 一種實(shí)施方式的全息顯示裝置具有與顯示裝置電路在同一基板上 的計(jì)算電路。該計(jì)算電路可以在顯示裝置的像素之間，或可以在顯示裝置的像素矩陣外部、但仍在同一基板上。 硅基液晶(LCoS)顯示裝置中一體化的說(shuō)明 對(duì)于小LCoS顯示裝置，情況稍有不同，小LCoS顯示裝置適用于單晶硅晶片。對(duì)于 這種顯示技術(shù)，更高頻率是可行的，所以對(duì)于全息計(jì)算即使每個(gè)像素少于一個(gè)晶體管也將 是足夠的?？傮w而言，計(jì)算在很大程度上與離散計(jì)算相同，計(jì)算單元僅會(huì)被像素單元中斷。 由于計(jì)算所需的硅面積是相同的，所以這里可以通過(guò)僅傳送或存儲(chǔ)較小數(shù)量的數(shù)據(jù)這個(gè)事 實(shí)來(lái)獲得節(jié)省。這降低了行和列導(dǎo)線所需的面積，有助于數(shù)據(jù)向LCoS的傳送。然而，計(jì)算 電路可以與顯示裝置電路在同一基板上，該計(jì)算電路不設(shè)置在顯示裝置電路中，與計(jì)算電 路與顯示裝置電路在不同的基板上相比，該解決方案將更緊湊和更便宜。 [OUO] 本地轉(zhuǎn)發(fā) 由于存在用于對(duì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地轉(zhuǎn)發(fā)的附加的邏輯，因此它還可以一并用 于向各個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)原始圖像，以使全局行和列導(dǎo)線變得完全多余。例如，原始數(shù)據(jù)用移位寄 存器從集群轉(zhuǎn)發(fā)到集群。由于行控制是在本地實(shí)現(xiàn)的，所以行導(dǎo)線的省略還可以使得顯示 裝置的左、右手邊用于寫(xiě)入信息。
容錯(cuò)計(jì)算單元 對(duì)于已經(jīng)具有分辨率如1,600X1， 200像素的普通TFT顯示裝置，可能會(huì)有制造誤 差，由于像素誤差該制造錯(cuò)誤會(huì)變得明顯。在全息術(shù)中，高分辨率顯示裝置具有更多數(shù)量的 像素，因此具有更多數(shù)量的TFTs，這極大地增加了像素誤差的可能性。如果為計(jì)算集成附加 的TFTs，誤差率將會(huì)再上升。因此，需要設(shè)計(jì)一種計(jì)算過(guò)程以使單個(gè)故障TFTs中的誤差不 會(huì)通過(guò)整個(gè)顯示裝置傳播，而僅引起與理想性能小的本地偏差。 —些制造誤差可能會(huì)導(dǎo)致觀察者不可見(jiàn)的后果，或者僅能由人的視覺(jué)系統(tǒng)輕微地 察覺(jué)到。在這種情況下，人們可能會(huì)容忍這種缺陷。但是，例如完全損壞的集群是不能容忍 的，因?yàn)檫@種情況下，許多SLM單元受到了影響。 冗余電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路可以用來(lái)替換裝 置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路，如果發(fā)現(xiàn)裝置啟動(dòng)使用的一些電路已經(jīng)出現(xiàn)故障。裝置可以不 時(shí)地自檢，如通過(guò)檢測(cè)一塊電路的轉(zhuǎn)換特征是否指示電路故障。故障電路可以在存儲(chǔ)器如 非易失性存儲(chǔ)器中記錄為無(wú)法使用，并且其它電路記錄為在其位置使用。在2000年1月的 《PhysicsToday(今日物理)》第38-42頁(yè)中，J. Birnbaum和R. S. Williams的"Physicsand the Information Revolution(物理和信息革命)"一文中報(bào)道了一種用于容錯(cuò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī) 電路的類(lèi)似的方法，這里通過(guò)參考引用該文獻(xiàn)?？蛇x地，該電路可以設(shè)計(jì)成導(dǎo)致永久黑色像 素的故障可能性比導(dǎo)致永久明亮像素的故障可能性更大，由于觀察者更難以接受后者。
為了最優(yōu)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)，在電路中更重要的位置可以實(shí)施較大元件尺寸的晶體管， 尤其是具有較大橫向尺寸的晶體管，以降低電路更重要部分故障的可能性。進(jìn)一步的方法 是混合計(jì)算管道，以使缺陷單元的結(jié)果分布在較大表面區(qū)域上?？梢岳斫獾氖?，為了計(jì)算全 息圖像素的值，可以加入約1000或更大的值。如果這些值都來(lái)自于同一管道，則當(dāng)這條管 道出現(xiàn)故障時(shí)，全息圖像素值將是完全錯(cuò)誤的值。如果集群由并行的管道組成，內(nèi)部集群結(jié) 構(gòu)可以以這種方式安排，即用來(lái)相加的數(shù)值來(lái)自于所有并行的管道。如果數(shù)值來(lái)自于例如 4條管道，則當(dāng)一條管道故障時(shí)，僅輸入值的25%將是不正確的。在這種情況下，計(jì)算出的 全息圖像素值將比輸入值100 %不正確的情況更加準(zhǔn)確。
"隨后修復(fù)"策略可以用在一些情況下。在這種情況下，在顯示裝置的測(cè)試相位識(shí) 別故障單元，并隨后通過(guò)物理切斷相關(guān)的傳導(dǎo)線路來(lái)修改電路。這種方法可以解決短路。切 斷連接可以確保大多數(shù)不期望的像素故障(例如，高強(qiáng)度持續(xù)閃光的像素)可以通過(guò)簡(jiǎn)單 地將它們關(guān)掉使它們變黑來(lái)得以改善。 對(duì)于根據(jù)實(shí)施方式的裝置，可以根據(jù)下面給出的概要制造過(guò)程，或是它們的一些 組合，或是根據(jù)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的其它制造過(guò)程來(lái)制造。在實(shí)施方式的裝 置中，有機(jī)半導(dǎo)體也可以用來(lái)制造電路。 B.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，該裝置能為空間光調(diào)制器的編碼進(jìn) 行有效的計(jì)算。 對(duì)于用于實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地變化的重建的計(jì)算機(jī)生成的大全息圖(CGH)的呈現(xiàn)的 三維內(nèi)容的變換，公知的方法只能在計(jì)算資源方面付出巨大努力才能實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有技術(shù) 中，名稱(chēng)為"在LUTs的幫助下用于實(shí)時(shí)生成計(jì)算機(jī)生成視頻全息圖的方法"，公開(kāi)號(hào)為WO 2008/025839的專(zhuān)利文件中描述了一種改進(jìn)，具有1920X1080的重建物點(diǎn)的互動(dòng)實(shí)時(shí)全息 圖可以用市面上有售的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)系統(tǒng)、使用預(yù)計(jì)算子全息圖并在查詢(xún)表(LUTs)的 幫助下實(shí)時(shí)互動(dòng)地顯示?，F(xiàn)有技術(shù)方法的特點(diǎn)是物點(diǎn)僅能在特定離散位置重建，如圖14中 開(kāi)放的圓圈所示。這里描述的一種實(shí)施方式的方法繞過(guò)了這個(gè)限制，在該方法中物點(diǎn)可以 在重建平截頭中的任意位置生成，如圖14中閉合的圓圈所示。圖14表示了使用現(xiàn)有技術(shù) LUT方法生成的物點(diǎn)(的圓圈)如何被固定地分配給特定物體平面。物體平面進(jìn)而設(shè)置在 離全息圖平面固定距離處。相比之下，根據(jù)一種實(shí)施方式的分析方法，物點(diǎn)(填充的圓圈) 可以在任意位置。 部分A的實(shí)施可以使用現(xiàn)有技術(shù)的用于計(jì)算空間光調(diào)制器編碼的方法來(lái)實(shí)施。可 選地，部分A的實(shí)施可以使用對(duì)空間光調(diào)制器提供更有效編碼計(jì)算的方法來(lái)實(shí)施。在公開(kāi) 號(hào)為W0 2008/025839的專(zhuān)利文件中描述了一種更有效的計(jì)算方法。下述更有效的方法是 申請(qǐng)人:的一種實(shí)施方式，該方法本身不需要傅立葉變換或菲涅爾變換的計(jì)算，因此可以有 效的實(shí)施。還可以這么說(shuō)，下述更有效的方法不需要傅立葉變化的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì) 算。 為空間光調(diào)制器提供更有效編碼計(jì)算的方法的例子如下。它是一個(gè)分析的方法， 參考圖8和圖9來(lái)描述，用于全息顯示裝置(HAE)的計(jì)算機(jī)生成視頻全息圖的生成，該全息 顯示裝置包含空間光調(diào)制器裝置(SLM1)，其中在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口 (VOW)中重建 由物體發(fā)出的波前，并且，三維場(chǎng)景(3D-S)的每個(gè)單個(gè)物點(diǎn)(0P)的重建僅需要子全息圖 (SH)作為將在SLM上編碼的整個(gè)全息圖(HE SLM)的子集，其特征是，在將3D場(chǎng)景(3D-S) 離散化為多個(gè)物點(diǎn)后，該方法包含如下步驟
對(duì)于3D場(chǎng)景的每個(gè)可見(jiàn)物點(diǎn)(0P) 步驟A:對(duì)于每個(gè)物點(diǎn)(0P)，確定子全息圖(SH)的位置。 例如，使用交叉線原理，其中，通過(guò)來(lái)自全息圖平面的物點(diǎn)將虛擬可見(jiàn)區(qū)域投影到 SLM本身上。如果有足夠的精確度，子全息圖就可以近似/塑造為矩形。向子全息圖分配原 點(diǎn)在其中心的本地坐標(biāo)系統(tǒng)；x坐標(biāo)是橫坐標(biāo)，y坐標(biāo)是縱坐標(biāo)。子全息圖具有半寬為"a"， 半高為"b"的尺寸。 步驟B :對(duì)于全息圖平面(HE)中的每個(gè)子全息圖(SH)，確定虛擬透鏡(L)的子全息圖。 Bl :確定虛擬透鏡的焦距(f)。透鏡的焦距(f)是離全息圖平面(HE)中將被重建
的物點(diǎn)(OP)的SLM的正交距離。 B2 :透鏡的子全息圖(SHJ的復(fù)值 使用公式^ = 6鄧{-1*[(^/入^*( +力]}來(lái)確定子全息圖的復(fù)值，其中入為
光參考波長(zhǎng)，f為焦距。如圖9A所示，公式中f的正號(hào)對(duì)應(yīng)于凸透鏡。如圖27所示，如果
在SLM背向觀察者的一側(cè)使用虛擬發(fā)散透鏡來(lái)重建物點(diǎn)(OP)，則需要負(fù)值的f 。 B3 :由于^相對(duì)于x和y的正負(fù)值方面的對(duì)稱(chēng)性，所以使用合適的符號(hào)就足以在
一個(gè)象限中確定^的值，并且足夠?qū)⒔Y(jié)果轉(zhuǎn)移到其它三個(gè)象限中。 步驟C.確定全息圖平面(HE)中棱鏡的子全息圖(SHP): 由于選定的本地坐標(biāo)系統(tǒng)，棱鏡將導(dǎo)致相位移動(dòng)，由此相位移動(dòng)是x和y坐標(biāo)的線 性函數(shù)。 CI :確定具有水平效應(yīng)的棱鏡(P)的線性因子(；，其中，區(qū)間x G
內(nèi)，Cx = M* (2 Ji / A ) ;M為棱鏡絕對(duì)斜率(圖9B)。 C2 :確定具有垂直效應(yīng)的棱鏡(P)的線性因子Cy，其中，區(qū)間y G
內(nèi)，Cy = N* (2 Ji / A ) ;N為棱鏡絕對(duì)斜率(圖9C)。
C3 :棱鏡子全息圖(SHP)的復(fù)值 通過(guò)棱鏡的疊加來(lái)確定子全息圖(SHP)的復(fù)值，其中zp = exp {i* [Cx* (x-a) +Cy* (y_b) ]}。 C4 :如果光源由全息顯示裝置成像到VOW，則可以忽略棱鏡校正。
步驟D :透鏡的子全息圖和棱鏡的子全息圖的調(diào)制 如圖9A所示，組合子全息圖的復(fù)值由虛擬透鏡(L)和虛擬棱鏡(P)的效應(yīng)的復(fù)乘 給出，即zSH = z^Zp，該公式可以象征性地表示為SH = SH*SHP。
步驟E:相位移動(dòng) 為了在可見(jiàn)區(qū)域中獲得均勻照明，每個(gè)子全息圖(SH)用(均一分布的)相位移動(dòng) 調(diào)制，其中各個(gè)子全息圖的相位移動(dòng)是不相同的。這可以降低來(lái)自具有光學(xué)相干的光源的 斑點(diǎn)圖案。相位移動(dòng)的大小足以用來(lái)降低斑點(diǎn)圖案，并且可以小于n弧度(即，不必-Ji <①o < Ji ，然而例如-Ji/4 <①o < Ji/4)。這個(gè)過(guò)程可以由zSH: = zSH exp(i①。)來(lái)表 示，該公式可以象征性地表示為SH: =SH e鄧(i①。)。
步驟F:強(qiáng)度調(diào)制 各個(gè)子全息圖的復(fù)值分別用從幀緩沖內(nèi)容(單色或彩色如R、G、B)中獲取的強(qiáng)度 因子調(diào)制，以使在合適時(shí)物點(diǎn)呈現(xiàn)它們自身的亮度和顏色。
zSH = C*zSH，該公式可以象征性地表示為SH: = C*SH ;
步驟G :加和子全息圖以形成整個(gè)全息圖H E SU(。 子全息圖可以使用復(fù)數(shù)加法疊加。根據(jù)用于完整全息圖的坐標(biāo)系統(tǒng)，整個(gè)全息圖 是子全息圖的復(fù)數(shù)加和，由H E SU( = E 給出，該公式可以象征性地表示為ZSU( = E zSHi。
在一些實(shí)施方式的例子中，上述步驟C、D和E可以單獨(dú)省略或組合省略，其中，為 了一些好處，如降低實(shí)施上述方法所需硬件的制造成本，可以進(jìn)而降低計(jì)算功率或全息圖 的質(zhì)量。
進(jìn)一步需要注意的是，如果將重建的物點(diǎn)考慮為光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)，這意味著在全 息圖平面中有透鏡，該透鏡傾斜并具有焦距f。傾斜的透鏡由非傾斜透鏡和棱鏡組成。根 據(jù)此處的方法，重建物點(diǎn)以使在子全息圖中編碼透鏡函數(shù)，如果需要的話，還編碼棱鏡函數(shù) (參見(jiàn)圖9A)?？梢酝ㄟ^(guò)子全息圖的疊加來(lái)生成由大量點(diǎn)組成的場(chǎng)景。通過(guò)該方法的使用， 用于互動(dòng)實(shí)時(shí)全息重建的物點(diǎn)可以使用市面上有售的標(biāo)準(zhǔn)硬件組件在重建平截頭中的任 意位置處生成。這種解決方案還可以容易地重新調(diào)整物點(diǎn)的數(shù)量。當(dāng)處理單元的性能增強(qiáng) 時(shí)，可以增加物點(diǎn)的數(shù)量。
計(jì)算過(guò)程可以概括為
1.透鏡的計(jì)算
a.找出焦距f b.透鏡方程的使用e~{-i*[(Ji/Af)*(x2+y2)]} 2.棱鏡條件的計(jì)算(依賴(lài)于過(guò)程可選) a.確定Cx、Cy、a禾口b b.方程e'{i*[Cx*(x-a)+Cy*(y-b)]} Cx = (2 Ji /入)*m Cy = (2 Ji / A )*n 3.棱鏡和透鏡條件的調(diào)制(依賴(lài)于過(guò)程可選)
4.隨機(jī)相位的應(yīng)用(依賴(lài)于過(guò)程可選)
5.強(qiáng)度調(diào)制
6. SLM-全息圖的具體編碼 C.在同一基板上進(jìn)行解壓計(jì)算的全息圖顯示裝置 —種實(shí)施方式包括顯示裝置，該顯示裝置接收實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)，如與三維圖像相 對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度圖和深度圖。然后基于三維圖像數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)計(jì)算空間光調(diào)制器的全息 編碼。所有或至少一些全息圖顯示計(jì)算可以在像素矩陣所存在的物理空間中執(zhí)行，通過(guò)組 合兩個(gè)功能單元，即全息圖顯示計(jì)算單元和全息圖顯示單元，這兩個(gè)單元在現(xiàn)有技術(shù)裝置 中功能上和空間上是分開(kāi)的，組合后以形成在一個(gè)基板上實(shí)施的共用單元。這意味著用于 所有或至少一些全息圖顯示計(jì)算的晶體管集成在用于像素控制的晶體管之間，或鄰近用于 像素控制的晶體管?？蛇x地，全息圖顯示計(jì)算可以使用與像素電路在同一基板上的電路來(lái) 實(shí)施，但是其中，全息圖顯示計(jì)算電路在像素電路的外部。 在一種實(shí)施方式的這個(gè)進(jìn)一步的例子中，全息圖計(jì)算是在這樣一個(gè)位置執(zhí)行的， 該位置不在像素矩陣所占據(jù)的空間中。如公開(kāi)號(hào)為W02008/025839的專(zhuān)利文件中所描述 的，這樣的計(jì)算具有本地訪問(wèn)查詢(xún)表(LUTs)的優(yōu)點(diǎn)，它增加了計(jì)算的計(jì)算效率。如圖l所 明確的，在顯示裝置像素的空間外部執(zhí)行全息計(jì)算的方法的問(wèn)題是對(duì)于顯示裝置的像素， 需要非常高的總數(shù)據(jù)傳輸率。如果采用如圖4所示的方法，則可以避免這個(gè)問(wèn)題。
在顯示裝置中，全息圖編碼數(shù)據(jù)是在像素矩陣所占據(jù)的空間外部計(jì)算的。執(zhí)行這 些計(jì)算的空間可以在，也可以不在與顯示裝置的基板相同的基板上。使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)绞钦麄€(gè)顯示裝置一部分的顯示裝置集群中。在圖4 中，用于全息圖計(jì)算的TFTs對(duì)通過(guò)行和列導(dǎo)線接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓功能。然而，數(shù)據(jù)還 可以通過(guò)其它方式接收，如通過(guò)并行數(shù)據(jù)總線，或串行數(shù)據(jù)連接。因此，基于逐個(gè)集群的全
18息圖顯示裝置也是允許的，該全息圖顯示裝置降低了全息圖顯示裝置像素與圖像強(qiáng)度圖、 圖像深度圖的源之間互連的要求。這樣也是可行的，即全息圖計(jì)算和數(shù)據(jù)壓縮可以在顯 示裝置基板的外部執(zhí)行，同時(shí)數(shù)據(jù)解壓是使用與顯示裝置的像素在相同基板上的電路來(lái)執(zhí) 行，但是其中，解壓是在像素矩陣的空間外部執(zhí)行。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，其它例子將會(huì)是 顯而易見(jiàn)的。 D.在同一基板上進(jìn)行解壓計(jì)算的高分辨率顯示裝置 在一種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子中，高分辨率顯示裝置用來(lái)顯示高分辨率圖像數(shù) 據(jù)，該數(shù)據(jù)可以是正常的顯示數(shù)據(jù)或者可以是基于強(qiáng)度圖和深度圖數(shù)據(jù)計(jì)算出的全息圖顯 示數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)的高分辨率顯示裝置的固有問(wèn)題是它們需要高密度電路，高密度電路容 易有制造誤差，并且它們需要高轉(zhuǎn)換頻率，而高轉(zhuǎn)換頻率會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)熱的問(wèn)題。如果采用 如圖5所示的方法，則可以降低或避免這些問(wèn)題。 在高分辨率顯示裝置中，圖像數(shù)據(jù)在顯示裝置內(nèi)部或外部使用公知的數(shù)據(jù)壓縮技 術(shù)壓縮，然后被傳輸?shù)绞钦麄€(gè)顯示裝置一部分的顯示裝置集群中。執(zhí)行壓縮計(jì)算的空間可 以在，也可以不在與顯示裝置的基板相同的基板上。在圖5中，用于解壓計(jì)算的TFTs對(duì)通 過(guò)行和列導(dǎo)線接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓功能。然而，數(shù)據(jù)還可以通過(guò)其它方式接收，如通過(guò)并 行數(shù)據(jù)總線，或串行數(shù)據(jù)連接。為了最低的存儲(chǔ)器需求，將需要25Hz幀速率的用于解壓計(jì) 算的TFTs，以解壓用于在40ms或更少時(shí)間內(nèi)通過(guò)集群的像素顯示的數(shù)據(jù)。因此，基于逐個(gè) 集群的圖像顯示裝置也是允許的，該圖像顯示裝置降低了圖像顯示像素與圖像強(qiáng)度圖、圖 像深度圖的源之間互連的要求。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，其它例子將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。
在優(yōu)選的例子中，向顯示裝置的集群發(fā)送壓縮的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)。在第一步驟中， 集群對(duì)壓縮的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓。在第二步驟中，由顯示裝置的集群使用第一步驟 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算全息顯示數(shù)據(jù)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，其它例子將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。
E.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，通過(guò)引入用于全息變換和編碼的附 加處理單元，該裝置具有用于圖形子系統(tǒng)的擴(kuò)展的3D渲染管道。 部分A的實(shí)施可以使用現(xiàn)有技術(shù)中用于編碼空間光調(diào)制器的方法來(lái)實(shí)施。可選 地，部分A的實(shí)施可以使用對(duì)空間光調(diào)制器提供更有效編碼的方法來(lái)實(shí)施。對(duì)空間光調(diào)制 器提供更有效編碼的方法的例子如下，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，許多其它例子將會(huì)是顯 而易見(jiàn)的。 該方法的一個(gè)例子如圖15所示，該方法通過(guò)引入用于全息變換和編碼的附加處 理單元擴(kuò)展了圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道。該方法是申請(qǐng)人的一個(gè)實(shí)施方式。表述"用于全 息變換和編碼的附加處理單元"在后面將由術(shù)語(yǔ)"全息管道(holo-pipeline)"替代。全息 管道直接安排在3D圖形管道的下行。用于每個(gè)集群的3D管道數(shù)據(jù)被發(fā)送到顯示裝置中相 應(yīng)的集群；從這里開(kāi)始的說(shuō)明集中在單個(gè)集群級(jí)別的實(shí)施方式上。Z圖緩沖和顏色圖緩沖 (顏色圖R、顏色圖G、顏色圖B)形成兩條管道之間的接口。這示意性地表示在圖15中。對(duì) 于像素坐標(biāo)中的每個(gè)單個(gè)點(diǎn)，Z圖包括z值，該z值是按比例縮放的，并且它可以以不同定 義等級(jí)(definition level)來(lái)表示。Z值典型地是在0. 0至1. 0之間的范圍內(nèi)縮放的，但 是其它范圍也是可行的。定義等級(jí)是由位數(shù)確定的，即通常為8、16或24位。
在現(xiàn)代圖形子系統(tǒng)中，顏色圖是以24位定義的，即每個(gè)顏色組分8位，R、G、B(紅、 綠、藍(lán))。顏色圖形成幀緩沖的一部分，顏色圖的內(nèi)容正常顯示在屏幕上。定義含有Z圖和顏色圖的兩個(gè)緩沖，用來(lái)形成3D渲染管道和全息管道之間的接口 。為一個(gè)顯示波長(zhǎng)提供Z圖，但是這不是R、G、B的特定波長(zhǎng)。為其余兩個(gè)顯示波長(zhǎng)提供Z圖1501和1502的拷貝。
僅可以以給定的顯示光波長(zhǎng)計(jì)算全息圖。這就是為什么為每個(gè)物點(diǎn)執(zhí)行三次計(jì)算的原因，即每個(gè)原色紅(AR)、綠(AG)、藍(lán)(AB)各一次?？梢酝ㄟ^(guò)利用這三種顏色組分來(lái)創(chuàng)建其它顏色，并且這種顏色混合可以按順序或同時(shí)實(shí)現(xiàn)。為了提高處理速度，使用至少兩個(gè)附加的全息管道，以使全息圖計(jì)算并行執(zhí)行。這樣所有三種顏色組分的結(jié)果將可以同時(shí)得到。由于這樣，需要將z圖數(shù)據(jù)復(fù)制到附加的存儲(chǔ)器部分1501和1502 (參見(jiàn)圖15)，該兩個(gè)存儲(chǔ)器部分可以獨(dú)立訪問(wèn)。從而防止包含存儲(chǔ)器部分如z圖數(shù)據(jù)的操作會(huì)互相妨礙。因此理想的存儲(chǔ)器部分應(yīng)該是物理上分開(kāi)的。用于顏色G和B的顏色圖RGB內(nèi)容也分別復(fù)制到分開(kāi)的存儲(chǔ)器部分顏色圖G和顏色圖B，以確保對(duì)三種顏色組分的獨(dú)立訪問(wèn)(參見(jiàn)圖15)。再次，存儲(chǔ)器部分可以是物理上分開(kāi)的，以防止存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)的沖突，并降低或消除帶有信號(hào)量、互斥算法(或"互斥量(mutexes)")的同步訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)困難等問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)性能有不利影響。盡管如此，盡管存儲(chǔ)器部分可以物理上互相分開(kāi)，但它們還是優(yōu)選設(shè)置在顯示裝置的同一集群中。需要注意的是，信號(hào)量是受保護(hù)的變量(或抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型)，并且它構(gòu)成了多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境中用于限制對(duì)共享資源(如存儲(chǔ)器)訪問(wèn)的經(jīng)典方法；互斥算法用在并發(fā)編程中以避免共用資源的同時(shí)使用，如全局變量，由稱(chēng)為關(guān)鍵部分的多段計(jì)算機(jī)代碼同時(shí)使用。 下面假設(shè)全息圖由許多子全息圖組成。其中第m個(gè)子全息圖是由透鏡表示的，通
過(guò)透鏡函數(shù)e'(-i Ct*(Xni2+ym2))來(lái)描述。常數(shù)Ct包括透鏡的焦距f ;f的值在應(yīng)用透鏡函
數(shù)之前計(jì)算，以使f的值因而可以用于所有三個(gè)管道。因此，f的值不是顏色特定的，因?yàn)?br> 它是虛擬透鏡，它不需要顯示出色差?？梢岳猛哥R函數(shù)關(guān)系的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥哥R是關(guān)于其自
身x和y軸對(duì)稱(chēng)的。為了完整地描述透鏡，函數(shù)僅需要應(yīng)用在一個(gè)象限中。 一個(gè)象限中計(jì)
算的透鏡函數(shù)值隨后可以通過(guò)使用正負(fù)號(hào)對(duì)稱(chēng)性規(guī)則應(yīng)用到其它三個(gè)象限中。 Ct還依賴(lài)于波長(zhǎng)A，該波長(zhǎng)A在三種顏色R、G、B中自然地不相同。不需要計(jì)算
入的值，因?yàn)樗且阎?，由于使用確定的激光或光源用于每個(gè)波長(zhǎng)；然而，為了計(jì)算用于每個(gè)原始顯示顏色的Ct， A的值應(yīng)在計(jì)算中可獲得(參見(jiàn)圖15)。 依賴(lài)于所使用的工藝，除透鏡函數(shù)以外，可能還需要應(yīng)用棱鏡函數(shù)(參見(jiàn)圖15)，
以修正光傳播的方向。在棱鏡函數(shù)中，常量還包括波長(zhǎng)A 。因?yàn)槿N原色具有不同的波長(zhǎng)，
所以該常量的值變化，以使對(duì)于三個(gè)全息管道的每個(gè)，該常量的值具有特定的值。 如圖15所示，透鏡函數(shù)和棱鏡函數(shù)現(xiàn)在都在1503， 1504和1505處進(jìn)行復(fù)乘。隨
后，在1506， 1507和1508處應(yīng)用隨機(jī)相位，該隨機(jī)相位加至透鏡和棱鏡函數(shù)的乘法的結(jié)果
上。該方法旨在避免觀察者平面中的亮度峰值，或"斑點(diǎn)"。然后在1509、1510、1511處使用
各個(gè)顏色圖的強(qiáng)度來(lái)調(diào)制各個(gè)全息圖。 下一個(gè)步驟中，子全息圖進(jìn)行復(fù)數(shù)加法以形成用于集群的總?cè)D(參見(jiàn)圖15)?，F(xiàn)在可以得到用于后續(xù)處理的結(jié)果，如果適用，則在全息顯示裝置集群中使用附加的算法，如校正圖或灰度圖像(伽馬校正)的應(yīng)用，這僅決定于SLM的系統(tǒng)屬性，以使它們優(yōu)選在這個(gè)階段中校正。隨后是編碼過(guò)程。 全息圖可以以彩色重建。依賴(lài)于所使用的SLM，編碼算法(參見(jiàn)圖15)變化較大，它可以是相位編碼、振幅編碼或以其它方式編碼。
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本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，該部分給出的實(shí)施方式的一些方面在本申請(qǐng)的其它地方有更詳細(xì)的公開(kāi)。 F.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D管道的方式，該裝置對(duì)三維空間中的點(diǎn)進(jìn)行按順序的全息變換 部分A的實(shí)施可以使用現(xiàn)有技術(shù)中用于執(zhí)行全息計(jì)算的方法來(lái)實(shí)施?？蛇x地，部分A的實(shí)施可以使用為執(zhí)行全息計(jì)算提供降低的時(shí)間延遲的方法來(lái)實(shí)施。為執(zhí)行全息計(jì)算提供降低的時(shí)間延遲的方法的例子如下，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多其它例子將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。 實(shí)施方式的目的是，對(duì)于靠近像素進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，與其它全息計(jì)算相比減少時(shí)間延遲。這會(huì)導(dǎo)致架構(gòu)的延伸，如目前使用的圖形卡(3D管道)的架構(gòu)的延伸，通過(guò)附加的用于實(shí)時(shí)全息變換和編碼的硬件模塊。 總的來(lái)說(shuō)，在執(zhí)行全息變換計(jì)算之前，整個(gè)三維場(chǎng)景是由實(shí)現(xiàn)許多3D變換和照明計(jì)算來(lái)組成的。組成場(chǎng)景的物體的圖元(如點(diǎn)、線、三角形)將會(huì)在3D處理管道的末端像素化。整個(gè)結(jié)果隨后在兩個(gè)存儲(chǔ)器部分中可獲得。這些是幀緩沖和Z緩沖，從觀察者位置可以看到，幀緩沖含有由觀察者看到的場(chǎng)景的顏色值(顏色圖)，Z緩沖含有縮放呈現(xiàn)的場(chǎng)景的深度圖。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，僅當(dāng)結(jié)果(兩個(gè)存儲(chǔ)器部分)都全部可用時(shí)，才開(kāi)始全息變換和編碼過(guò)程，因?yàn)閷?duì)此需要訪問(wèn)該兩個(gè)存儲(chǔ)器部分。這導(dǎo)致一個(gè)視頻幀的時(shí)間延遲。這樣的時(shí)間延遲在一些互動(dòng)應(yīng)用中是至關(guān)重要的，如在游戲裝置中。如果延遲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可用于玩家操作的反應(yīng)時(shí)間就會(huì)過(guò)短，使得玩家將不能執(zhí)行一些本來(lái)可以執(zhí)行的操作。在快速游戲中，60Hz顯示裝置中不少于約17ms的一個(gè)幀的延遲時(shí)間是至關(guān)重要的。因?yàn)槿绻杏糜谒麄?目標(biāo)群體如視頻游戲玩家應(yīng)該包括在內(nèi))的應(yīng)用，全息顯示裝置才會(huì)被市場(chǎng)接受。 三維全息成像在軍事應(yīng)用中可能具有優(yōu)勢(shì)，如能夠觀察敵軍，或其它信息如地形信息，三維可以改善二維數(shù)據(jù)顯示的戰(zhàn)斗效力。如果在軍事應(yīng)用中戰(zhàn)斗操作中應(yīng)用顯示裝置，則上述時(shí)間延遲可能導(dǎo)致服務(wù)人員死亡或受傷，或昂貴軍事設(shè)備的損壞或摧毀。因此，在軍事應(yīng)用中降低時(shí)間延遲可以改善三維全息成像的效力。 為了降低延遲時(shí)間，不需要等到全部顏色和Z緩沖圖可用。相反，一旦空間中的一個(gè)點(diǎn)由3D管道處理之后變?yōu)榭捎脮r(shí)，就可以立即執(zhí)行全息計(jì)算。因此，可以看出3D管道可以通過(guò)全息管道來(lái)擴(kuò)展。 用于全息變換和編碼的計(jì)算時(shí)間優(yōu)選應(yīng)不超過(guò)3D管道計(jì)算3D點(diǎn)所需的時(shí)間，因?yàn)榉駝t將生成進(jìn)一步的時(shí)滯。該理念在子全息圖基礎(chǔ)上是很容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵谶@種情況下，僅需要處理必要的信息。鑒于這點(diǎn)，考慮到如果全息變換是從空間中一個(gè)單個(gè)3D點(diǎn)應(yīng)用到全息圖或SLM的整個(gè)尺寸，結(jié)果會(huì)是附加的1000倍或更多倍的計(jì)算負(fù)擔(dān)。然后，使用當(dāng)前可用的計(jì)算硬件來(lái)實(shí)時(shí)計(jì)算將變得不可行。子全息圖的理念及其相關(guān)說(shuō)明如圖8所示。圖18表示了一種實(shí)施方式的例子中子全息圖的優(yōu)選的使用。由于子全息圖比SLM更小，所以每個(gè)子全息圖可以比橫跨整個(gè)SLM的單個(gè)全息圖更快地計(jì)算。此外，子全息圖可以按順序計(jì)算，這樣，相比于僅當(dāng)接收到圖像數(shù)據(jù)的整個(gè)幀之后才能執(zhí)行橫跨整個(gè)SLM的全息圖的計(jì)算的情況來(lái)說(shuō)，極大地降低了時(shí)間延遲。當(dāng)比較兩幅圖18A和18B時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)如果使用子全息圖，則用于計(jì)算每個(gè)物點(diǎn)的計(jì)算負(fù)擔(dān)小很多，因?yàn)榕c整個(gè)SLM相比，子全息圖中單元的數(shù)量更少。 —種實(shí)施方式的一些例子中，離觀察者最近的點(diǎn)的子全息圖(圖16)存儲(chǔ)在子全息圖緩沖中。用于每個(gè)集群的3D管道數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示裝置中相應(yīng)的集群(圖17);從這里開(kāi)始的說(shuō)明集中在單個(gè)集群級(jí)別的實(shí)施方式上。將關(guān)于V0W尺寸、V0W方向和其離SLM的距離的數(shù)據(jù)提供給集群作為計(jì)算的輸入(圖17)。顯示裝置的每個(gè)集群都具有其自己的查詢(xún)表，用于存儲(chǔ)其顯示的子全息圖的編碼，該子全息圖可以是一個(gè)或多個(gè)子全息圖。如果生成更靠近觀察者的新點(diǎn)，則將計(jì)算對(duì)應(yīng)于該點(diǎn)(SHn)的子全息圖(參見(jiàn)圖17)，即，在確定了子全息圖的尺寸之后執(zhí)行全息變換。隨后，SLM的集群的內(nèi)容不能簡(jiǎn)單地被子全息圖覆蓋，因?yàn)镾LM單元可能含有來(lái)自多個(gè)子全息圖的信息。這就是為什么在位置xy處為子全息圖(SHn—》的條目搜索查詢(xún)表的原因，該條目當(dāng)時(shí)也顯示在SLM的集群上。在閱讀了來(lái)自LUT的SH的內(nèi)容之后，計(jì)算當(dāng)前顯示的(SHn—》與新SH(SH》之間的差(參見(jiàn)圖17)。
隨后將在位置xy處計(jì)算空間中比前一個(gè)更靠近觀察者的3D點(diǎn)，在該情況下，將這個(gè)SHn而不是舊SHn—工寫(xiě)入到LUT (參見(jiàn)圖17)?，F(xiàn)在，差SHD將與SLM中的值相加，并存儲(chǔ)在幀緩沖中。該過(guò)程之后是編碼，可能的話，并校正(參見(jiàn)圖17)。 顯示裝置(SLM)將其配置信息(如打字分辨率)提供給計(jì)算單元(參見(jiàn)圖17)，該事實(shí)意味著任意全息顯示裝置(SLM)將是可行的。這種裝置的尺寸可以不同、單元的數(shù)目或者甚至編碼的類(lèi)型也可以不同。因此，這種解決方案不受限于特定類(lèi)型的SLM。
G.在一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，該裝置對(duì)全息顯示裝置進(jìn)行隨機(jī)尋址
部分A的實(shí)施可以使用現(xiàn)有技術(shù)的用于執(zhí)行全息計(jì)算的方法來(lái)實(shí)施。可選地，部分A的實(shí)施可以使用為執(zhí)行全息計(jì)算提供改善的過(guò)程的方法來(lái)實(shí)施。為執(zhí)行全息計(jì)算提供改善的過(guò)程的方法的例子如下，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多其它例子將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。 實(shí)施方式的目的是通過(guò)在應(yīng)用中利用子全息圖的特點(diǎn)，以降低從內(nèi)容生成模塊(如圖形卡)傳送到顯現(xiàn)模塊(即全息顯示裝置)的數(shù)據(jù)的量。 現(xiàn)有技術(shù)中，從內(nèi)容生成單元(如圖形卡)到顯現(xiàn)模塊(如LCD或陰極射線管(CRT)顯示器)的圖像數(shù)據(jù)的傳送使得圖像的全部?jī)?nèi)容從上到下逐行輸出，與傳統(tǒng)的管顯示器相同。對(duì)于分辨率高至3840 X 2400像素的高清電視(HDTV)(如在http: 〃麗w. pcmag.com/article2/0， 1895， 2038797， 00. asp中描述的IBM(RTM)Berta顯示器一現(xiàn)在的IIIAMA等)，這不會(huì)引起問(wèn)題，因?yàn)樗枰臄?shù)據(jù)量可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口 (如數(shù)字視頻接口 (DVI)或高清多媒體接口 (HDMI))足夠快地傳送。 然而，理想的全息顯示裝置需要更多數(shù)量的像素，以在觀察者平面中生成虛擬觀察者窗口 (V0W)，與更原始的裝置中寬約5毫米不同，該虛擬觀察者窗口寬l厘米或更多。大VOW是非常有好處的，因?yàn)樗酱?，全息顯示裝置商業(yè)使用時(shí)可靠性方面就會(huì)越牢靠。這是因?yàn)樵谶@種情況下，追蹤的全息顯示裝置中對(duì)其它組件的要求將會(huì)更低，追蹤的全息顯示裝置例如是追蹤觀察者眼睛相對(duì)于顯示裝置的位置的追蹤系統(tǒng)或位置探測(cè)器?？蛇x地，在不實(shí)施追蹤的裝置中，如果增加VOW的尺寸，則會(huì)改善對(duì)觀察者頭部小的移動(dòng)的容差。
實(shí)施方式的目的是降低全息顯示裝置中從內(nèi)容生成模塊傳送到顯現(xiàn)模塊的數(shù)據(jù)的量，該全息顯示裝置中，所有或至少一些全息計(jì)算發(fā)生在像素矩陣中。
在上面描述的現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，傳送了所有信息，包括從一個(gè)幀到下一幀不變的那些信息。由于全息圖在三維空間中重建點(diǎn)，所以足夠得知相對(duì)于前一幀哪些點(diǎn)發(fā)生了變化。在后續(xù)過(guò)程中僅考慮那些點(diǎn)(參見(jiàn)圖19)。 單個(gè)物點(diǎn)由子全息圖SH創(chuàng)建，該物點(diǎn)的大小依賴(lài)于觀察者的位置。由于SLM單元可能不僅含有一個(gè)子全息圖的信息，可能還包含多個(gè)子全息圖的信息，所以應(yīng)該計(jì)算在位置xyz處舊點(diǎn)的SH與相同位置xyz處新點(diǎn)的SH之差。在一種實(shí)施方式的這個(gè)例子中，隨后可以在SLM上重新編碼該差分子全息圖SHD。 在逐幀基礎(chǔ)上，位于顯示裝置內(nèi)部或外部的一套電路接收3D圖像數(shù)據(jù)，該3D圖像數(shù)據(jù)由顏色或強(qiáng)度圖和Z緩沖組成。如圖20所示，計(jì)算連續(xù)幀之差。緊接著，以圖像差數(shù)據(jù)的形式，向顯示裝置的全息變換單元發(fā)送更新后的顯示數(shù)據(jù)。如圖20所示，向每個(gè)全息變換單元發(fā)送與其在SLM上用于編碼的重建點(diǎn)有關(guān)的3D差分點(diǎn)圖像數(shù)據(jù)。如果對(duì)于給定集群處的連續(xù)幀，顯示數(shù)據(jù)之間沒(méi)有差異，或差異可忽略，則不需要向全息變換單元發(fā)送數(shù)據(jù)，這可以提高顯示系統(tǒng)的有效SLM更新率。系統(tǒng)生成SHDs的部分可以稱(chēng)為"內(nèi)容生成模塊"，并且可以由計(jì)算函數(shù)和圖形卡組成。隨后向每個(gè)集群發(fā)送子全息圖。集群執(zhí)行的第一任務(wù)是通過(guò)分離全息圖數(shù)據(jù)和關(guān)于SHDs的尺寸和位置的數(shù)據(jù)來(lái)處理接收到的信息。集群的任務(wù)包括將SHD寫(xiě)入合適的RAM單元中，以使SH在合適的SLM位置以正確的尺寸準(zhǔn)確地顯示。 除了子全息圖SHD(或可選的，新幀的SH)，還可以限定在像素中子全息圖的尺寸及其在顯示裝置集群中的位置。在全息顯示裝置集群中(例如如圖20所示)有分離器，該分離器將計(jì)算出的全息顯示數(shù)據(jù)分為子全息圖數(shù)據(jù)、尺寸和位置信息。后兩者的值旨在計(jì)算RAM中子全息圖的地址范圍，以使子全息圖SH或SHD的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到集群中正確的SLM單元中。 常見(jiàn)的SLMs是主動(dòng)式矩陣顯示裝置，其單元應(yīng)不斷更新以不丟失信息。如果僅將新內(nèi)容寫(xiě)入到SLM中，則其它區(qū)域中的信息將會(huì)丟失(例如，參見(jiàn)圖19:其中的4個(gè)黑點(diǎn)將不再顯示)。由于這個(gè)原因，在這種情況下可以使用特殊的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，即在輸入端僅寫(xiě)入新SH或SH。s，而在輸出端逐行讀取整個(gè)存儲(chǔ)器，并且將信息寫(xiě)入到SLM。為了該目的，可以使用允許同時(shí)執(zhí)行如上所述的讀取和寫(xiě)入操作的雙端口 RAMs或其它存儲(chǔ)系統(tǒng)。
在內(nèi)容生成單元中將確定要傳送哪些點(diǎn)，即依賴(lài)于3D場(chǎng)景中的變化。因此，在將數(shù)據(jù)傳送給全息顯示裝置之前，執(zhí)行最小化數(shù)據(jù)流的動(dòng)作。信息可以以任意順序傳送，因?yàn)槿缟纤觯尤D附有附加的信息。這與現(xiàn)有技術(shù)的顯現(xiàn)系統(tǒng)中實(shí)行的逐行數(shù)據(jù)傳送有顯著的不同。 在客戶方面，即生成內(nèi)容的地方，如實(shí)施方式中所描述的，在數(shù)據(jù)傳送開(kāi)始之前，作出是否將傳送數(shù)據(jù)的決定。如果內(nèi)容完全改變，如中斷之后或者要顯示的場(chǎng)景的完全改變的情況，則應(yīng)該傳送與3D物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的許多子全息圖。可以說(shuō)，典型地，SLM的分辨率越高，傳送子全息圖來(lái)替代傳送整個(gè)全息圖的優(yōu)勢(shì)越大。
H.計(jì)算功能在像素空間中的顯示裝置 在一種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子中，顯示裝置用于顯示圖像數(shù)據(jù)，該圖像數(shù)據(jù)可以是正常的顯示數(shù)據(jù)，或者可以是基于強(qiáng)度圖和深度圖數(shù)據(jù)計(jì)算出的全息圖顯示數(shù)據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的固有問(wèn)題是，它們需要與顯示裝置電路不在同一基板上實(shí)施的電路。這個(gè)附加的電路必須在與顯示裝置基板相分開(kāi)的基板上實(shí)施。這導(dǎo)致了不期望的性能，如更
23大的設(shè)備體積和重量。消費(fèi)者持續(xù)要求更小、更薄或更輕的顯示設(shè)備。如果采用如圖25的方法，則可以降低這些問(wèn)題，如更大的設(shè)備體積和重量。如果計(jì)算單元設(shè)置在靠近顯示裝置的像素處，則可以減小顯示由計(jì)算單元計(jì)算出的用于顯示的任意數(shù)據(jù)的延遲。這種減小后的延遲有助于如高速游戲設(shè)備的應(yīng)用，或有助于用于軍事應(yīng)用的設(shè)備，用于軍事應(yīng)用的設(shè)備中時(shí)，改善的設(shè)備執(zhí)行速度可以帶來(lái)軍事優(yōu)勢(shì)。 在圖25的顯示裝置中，在顯示裝置集群處執(zhí)行計(jì)算功能，該顯示裝置集群設(shè)置在顯示裝置的顯示像素之間，或者靠近顯示裝置的顯示像素。執(zhí)行計(jì)算功能的空間與顯示裝置的基板在同一基板上。在圖25中，用于計(jì)算的TFTs執(zhí)行計(jì)算功能。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其它例子將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。
I.遮擋 在計(jì)算機(jī)圖形中，術(shù)語(yǔ)"遮擋"用于說(shuō)明更靠近視野的物體掩蓋(或遮擋)更遠(yuǎn)離視野的物體的方式。在用于2D顯示裝置的圖形管道中，在陰影化和光柵化發(fā)生之前，實(shí)施一種遮擋以移除隱藏的表面。這里在全息圖的內(nèi)容中，遮擋的實(shí)施包括確保更靠近虛擬觀察者窗口的物點(diǎn)沿著同一視線掩蓋更遠(yuǎn)離虛擬觀察者窗口的物點(diǎn)。 在圖29中給出了用于全息顯示裝置的所期望的遮擋行為的例子。在圖29中，從所示的眼睛位置，應(yīng)該不可能看到立方體較厚的一側(cè)，因?yàn)樗涣⒎襟w最靠近觀察者的那側(cè)所遮擋。如果VOW是眼睛瞳孔的幾倍大，則觀察者可以從不同的方向看立方體，以便能夠看到立方體較厚的一側(cè)。但是，對(duì)于遮擋的簡(jiǎn)單實(shí)施方式，立方體較厚的一側(cè)將不會(huì)在SLM上編碼，所以即使觀察者改變觀察方向，觀察者也不會(huì)看到立方體較厚的一側(cè)，因?yàn)樗鼪](méi)有在SLM上編碼。 在圖30中，觀察者從與圖29中所示不同的方向觀看立方體，以便能夠看到立方體較厚的一側(cè)。但是對(duì)于遮擋的簡(jiǎn)單實(shí)施方式，如果沒(méi)有為圖29的情況實(shí)施遮擋，則立方體較厚的一側(cè)將不會(huì)在SLM上編碼，所以圖30中的觀察者就看不到立方體較厚的一側(cè)，因?yàn)樗鼪](méi)有在SLM上編碼在圖29中沒(méi)有為立方體較厚的一側(cè)重建的物點(diǎn)，因此，在圖30中就沒(méi)有為立方體較厚的一側(cè)重建的物點(diǎn)。 圖30中所示問(wèn)題的一個(gè)解決方案是將VOW分為兩個(gè)或更多個(gè)片斷。隨后為每個(gè)V0W片斷重建物點(diǎn)。每個(gè)V0W片斷的大小優(yōu)選與人眼瞳孔的大小大致相同。
在圖31中，觀察者將從眼睛位置1看到物點(diǎn)l，但不會(huì)看到遮擋的物點(diǎn)2。從眼睛位置2，觀察者將看到物點(diǎn)2，但不會(huì)看到從那個(gè)位置和觀察方向不能看到的物點(diǎn)1。因此，從眼睛位置2，觀察者能夠看到從眼睛位置1看時(shí)被物點(diǎn)1遮擋的物點(diǎn)2。物點(diǎn)1和物點(diǎn)2在子全息圖1和子全息圖2中分別編碼。 然而，在圖32中，重合的物點(diǎn)1和物點(diǎn)2能夠從眼睛位置1和眼睛位置2看到，因?yàn)樗鼈冊(cè)谧尤D1和子全息圖2中分別編碼。 可選地，可以在構(gòu)建深度圖和強(qiáng)度圖的階段中執(zhí)行遮擋。在這種情況下，優(yōu)選為每個(gè)眼睛(即每個(gè)虛擬觀察者窗口)構(gòu)建一個(gè)深度圖和強(qiáng)度圖對(duì)。 這里包括的實(shí)施方式的例子中，遮擋是使用在像素矩陣空間中的電路執(zhí)行的計(jì)算來(lái)實(shí)施的。這種電路可以包括TFTs。遮擋還可以使用與像素矩陣在同一基板上、但在像素矩陣外部的電路所執(zhí)行的計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。
J.圖形卡功能
圖形處理單元(Graphics Processing Unit)或GPU(有時(shí)也稱(chēng)為視覺(jué)處理單元(Visual Processing Unit)或VPU)是用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站或游戲控制臺(tái)的專(zhuān)用圖形渲染設(shè)備。現(xiàn)代GPUs在操縱和顯示計(jì)算機(jī)圖形方面非常有效，并且它們的高并行結(jié)構(gòu)使它們比典型的用于復(fù)數(shù)算法范圍的CPUs更有效。 現(xiàn)代圖形處理單元(GPU)使用它們的大多數(shù)晶體管來(lái)進(jìn)行與3D計(jì)算機(jī)圖形相關(guān)的計(jì)算。它們最初用來(lái)加速紋理映射和渲染多邊形的存儲(chǔ)器密集型工作，隨后增加了單元以加速幾何計(jì)算，如將頂點(diǎn)轉(zhuǎn)化為不同的坐標(biāo)系統(tǒng)。GPUs的最近的發(fā)展包括對(duì)可編程著色器的支持(該編程著色器能夠用CPUs所支持的許多相同的操作來(lái)控制頂點(diǎn)和紋理)、過(guò)采樣和降低混疊的插值技術(shù)，以及非常高精度的彩色空間。 除了 3D硬件，當(dāng)今的GPUs還包括基本2D加速和幀緩沖能力(通常具有視頻圖形陣歹lj (Video Gr即hics Array, VGA)兼容模式)。此夕卜，從1995年起制造的大多數(shù)GPUs支持YUV彩色空間和硬件重疊(hardwareoverlays)(對(duì)數(shù)字視頻回放很重要)，并且從2000年起制造的許多GPUs支持運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG)圖元如運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和離散余弦逆變換(iDCT)。最近的圖形卡甚至在卡上解碼高清晰度視頻，除去了中央處理單元的一些負(fù)擔(dān)。YUV彩色空間模型以一個(gè)亮度和兩個(gè)色度組分的形式定義彩色空間。YUV彩色模型用在PAL、 NTSC和SECAM復(fù)合色視頻標(biāo)準(zhǔn)中。 這里在全息圖的上下文中，圖形卡功能的實(shí)施包括當(dāng)為顯示裝置計(jì)算全息圖時(shí)確保實(shí)施上面介紹的功能，其中，顯示裝置可以在像素矩陣空間中執(zhí)行所有的全息計(jì)算，或者在像素矩陣空間中執(zhí)行至少一些全息計(jì)算。例如，這包括實(shí)施能夠用CPUs所支持的許多相同的操作來(lái)控制頂點(diǎn)和紋理的著色、過(guò)采樣和用以降低混疊的插值技術(shù)、非常高精度彩色空間的使用，以加速紋理映射和渲染多邊形的存儲(chǔ)器密集型工作，用以加速如將頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換至不同坐標(biāo)系統(tǒng)的幾何計(jì)算，并執(zhí)行包括矩陣和向量操作的計(jì)算。為了計(jì)算全息圖，GPUs的高度并行的結(jié)構(gòu)使其比典型的用于復(fù)數(shù)算法范圍的CPUs更有效?？蛇x地，全息顯示裝置可以是一個(gè)在像素矩陣空間中不執(zhí)行全息計(jì)算的裝置。 這里在全息圖的上下文中，圖形卡功能的實(shí)施可以包括使用3D渲染管道，該3D渲染管道由像素矩陣空間中的TFTs實(shí)施，或者由像素矩陣外部但與像素矩陣在同一基板上的TFTs實(shí)施。換句話說(shuō)，3D渲染管道的功能，例如實(shí)施著色功能，從現(xiàn)有技術(shù)中所使用的圖形卡轉(zhuǎn)移到了設(shè)置在LC面板中的TFTs。 可選地，全息顯示裝置可以是一個(gè)在像素矩陣空間中不執(zhí)行全息計(jì)算的裝置。還可選地，全息顯示裝置可以是一個(gè)在像素矩陣空間中不執(zhí)行全息計(jì)算的裝置，但全息計(jì)算可以使用與像素矩陣在同 一基板上的電路來(lái)執(zhí)行。
K. 2D-3D轉(zhuǎn)換 在2D-3D轉(zhuǎn)換的一個(gè)例子中，形成一對(duì)立體圖像的第一圖像和第二圖像發(fā)送到顯示裝置，并且在像素空間中或者在像素的基板上其它位置執(zhí)行所有或至少一些全息計(jì)算。2D-3D轉(zhuǎn)換計(jì)算可以發(fā)生在像素矩陣空間中的電路中或是在像素的基板上其它位置，或者可以發(fā)生在生成要發(fā)送給顯示裝置的深度圖和顏色強(qiáng)度圖的電路中，或者如本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的，它可以發(fā)生在其它位置的電路中。第二傳輸?shù)膱D像可以是兩個(gè)立體圖像之間的差分圖像(difference image)，由于差分圖像將典型地比完整圖像需要更少的數(shù)據(jù)。如果在進(jìn)行三維視頻顯示，則第一圖像自身可以表示為當(dāng)前圖像與一個(gè)時(shí)階前的圖像之間的差分圖像。類(lèi)似地，第二圖像可以表示為當(dāng)前圖像與一個(gè)時(shí)階前的圖像之間的差分圖像。顯 示裝置隨后可以使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的用于在2D和三維(3D)圖像之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的計(jì)算步 驟，從接收到的數(shù)據(jù)，計(jì)算二維(2D)圖像及其相應(yīng)的深度圖。在彩色圖像的情況下，需要三 原色的三組分2D圖像，以及它們相應(yīng)的深度圖。與2D圖像和深度圖相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)就可以 由裝置處理以顯示全息圖像。裝置在其SLM中編碼全息圖。為了有效使用傳輸帶寬，在該 系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能接受公知的壓縮步驟以及在顯示裝置執(zhí)行的相應(yīng)解壓。
執(zhí)行2D-3D轉(zhuǎn)換的電路可以有權(quán)訪問(wèn)含有一套公知3D形狀的資料庫(kù)，該資料庫(kù)可 以設(shè)法與其計(jì)算出的3D數(shù)據(jù)匹配，或者它可以有權(quán)訪問(wèn)含有一套公知2D剖面圖的資料庫(kù)， 該資料庫(kù)可以設(shè)法與傳入的2D圖像數(shù)據(jù)匹配。如果對(duì)于公知的形狀可以找到良好的匹配， 這就可以加速計(jì)算過(guò)程，因?yàn)?D或3D圖像隨后可以相對(duì)于公知的形狀來(lái)表達(dá)。可以提供 3D形狀的資料庫(kù)，3D形狀如一組體育明星如最成功的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員或英式足球運(yùn)動(dòng)員的臉 或身體的形狀，以及最主要的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地如著名的網(wǎng)球場(chǎng)或著名的英式足球場(chǎng)的全部或部分 形狀。例如，人臉的3D圖像可以表達(dá)為顯示裝置有權(quán)訪問(wèn)的圖像，加上面部表情的變化，例 如可以是微笑或皺眉，再加上頭發(fā)長(zhǎng)度的一些變化，因?yàn)槔鐝墨@取所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以來(lái)，頭 發(fā)可能已經(jīng)變長(zhǎng)或剪掉。如果發(fā)生了持續(xù)的變化，使得清楚地顯示裝置有權(quán)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)已 經(jīng)過(guò)期，如人的頭發(fā)長(zhǎng)度在長(zhǎng)時(shí)間基礎(chǔ)上已經(jīng)顯著地改變，則顯示裝置有權(quán)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)可 以由顯示裝置更新。如果計(jì)算電路遇到一個(gè)2D或3D圖像，對(duì)于該2D或3D圖像計(jì)算電路 在其有權(quán)訪問(wèn)的記錄中找不到良好的匹配時(shí)，它可以將該新的形狀加入到記錄集中。
2D-3D圖像轉(zhuǎn)換還可以基于單個(gè)、非立體2D圖像，并使用本領(lǐng)域中公知的用于執(zhí) 行這種轉(zhuǎn)換的步驟來(lái)執(zhí)行。3D圖像數(shù)據(jù)(深度圖和顏色圖)隨后可以發(fā)送給用于全息圖像 計(jì)算和顯示的顯示裝置。 上述2D-3D轉(zhuǎn)換可以用于在全息顯示裝置上用來(lái)顯示的數(shù)據(jù)，在該全息顯示裝置 中，所有的全息計(jì)算發(fā)生在像素矩陣空間中的電路中，或者至少一些全息計(jì)算發(fā)生在像素 矩陣空間中的電路中，或者發(fā)生在像素基板的其它位置上的電路中。
L.會(huì)議(3D Skype ) 從歐共體E3660065號(hào)商標(biāo)申請(qǐng)起，Skype 因以下而眾所周知提供基于全球網(wǎng)絡(luò) 的網(wǎng)絡(luò)電話(VOIP)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、文件共享和即時(shí)信息服務(wù)；提供基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信服 務(wù)、文件共享和即時(shí)信息服務(wù)。 從歐共體E4521084號(hào)商標(biāo)申請(qǐng)起，SkypeTM因以下而眾所周知為他人提供計(jì)算機(jī) 服務(wù)和軟件開(kāi)發(fā)，即，電信和網(wǎng)絡(luò)電話(VOIP)應(yīng)用中使用的計(jì)算機(jī)軟件和硬件的設(shè)計(jì)、數(shù) 據(jù)傳輸和即時(shí)信息服務(wù)；為他人創(chuàng)建和維護(hù)網(wǎng)站；在計(jì)算機(jī)服務(wù)器上托管他人用于全球計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)站；計(jì)算機(jī)軟件的安裝和維護(hù)；提供允許用戶使用VOIP通信服務(wù)的在線、不 可下載的計(jì)算機(jī)軟件的臨時(shí)使用；提供允許用戶使用VOIP通信服務(wù)的用于他人下載的在 線軟件。 從英國(guó)2358090號(hào)商標(biāo)起，Skype 因以下而眾所周知提供因特網(wǎng)訪問(wèn)、入口和高 速緩存服務(wù)；電信和電信服務(wù)；因特網(wǎng)協(xié)議("IP")服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)電話("VoIP")服務(wù)；電子 郵件和因特網(wǎng)通信服務(wù)；經(jīng)由第三方的電信服務(wù)；因特網(wǎng)協(xié)議("IP")至數(shù)字電話號(hào)碼和 數(shù)字電話號(hào)碼至"IP"映射系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)；域名和域名數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；對(duì)因特網(wǎng)服務(wù)提供商提 供的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)時(shí)間的租賃。
除了 SkypeTM提供VOIP的那種，上面的任意一種可以與全息顯示裝置一起提供， 該全息顯示裝置可以使用像素矩陣空間中的電路來(lái)執(zhí)行所有的全息計(jì)算，或者使用像素 矩陣空間中的電路來(lái)執(zhí)行至少一些全息計(jì)算，這里提供基于因特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和全息圖像 (Voice and Holographic ImageOver Internet Protocol, VHI0IP)。在——禾中情況下，上面 描述的過(guò)程由LC-面板中的TFTs來(lái)執(zhí)行。可選地，除了 Skype 提供VOIP的那種，上述任 意一種可以與不在像素矩陣空間中的電路中執(zhí)行全息計(jì)算的全息顯示裝置一起提供，這里 提供基于因特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和全息圖像(VHI0IP)。還可選地，除了 Skype 提供VOIP的那 種，上面的任意一種可以與不在像素矩陣空間中執(zhí)行全息計(jì)算的全息顯示裝置一起提供， 該全息顯示裝置是使用與像素矩陣在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行全息計(jì)算，這里提供基于因 特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和全息圖像(VHIOIP)。還可選地，除了 Skype 提供VOIP的那種，上面的 任意一種可以與任意全息顯示裝置一起提供，這里提供基于因特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和全息圖像 (VH皿P)。 可選地，除了 SkypeTM提供VOIP的那種，上面任意一種可以與不在像素矩陣空間 中執(zhí)行全息計(jì)算的全息顯示裝置一起提供，這里提供基于因特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和全息圖像 (VH皿P)。 在上述中，VHIOIP可以以基于因特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和視頻全息圖像(voice and video holographic image over internet protocol, VVHIOIP)的形式提供。VHIOIP或 WHIOIP可以實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)提供，并且這些因特網(wǎng)協(xié)議可以使各自都使用全息顯示裝置的兩
個(gè)人之間實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)視頻全息通信。
M.編碼補(bǔ)償。 在傳統(tǒng)攝影術(shù)中，曝光補(bǔ)償是一種補(bǔ)償計(jì)算的或計(jì)劃的曝光水平對(duì)抗可能導(dǎo)致不 最滿意的圖像的其它因素的技術(shù)。這些因素可能包括相機(jī)系統(tǒng)中的變化、濾鏡和非標(biāo)準(zhǔn)處 理，或意欲達(dá)到的曝光不足或曝光過(guò)度。攝影師還可以為了其它因素中的快門(mén)角度或膠片 速度的改變應(yīng)用曝光補(bǔ)償。在攝影術(shù)中，一些相機(jī)包括這個(gè)作為特征以允許用戶調(diào)整自動(dòng) 計(jì)算的曝光。可以正向(增加曝光)及負(fù)向(減少曝光)按級(jí)施加補(bǔ)償，通常在每個(gè)方向 上增量三分之一或半個(gè)f制光圈(f-stop)，最大通常兩個(gè)或三個(gè)光圈(stop)。
在光學(xué)中，光學(xué)系統(tǒng)的光圈數(shù)(f-number)表示從棱鏡的有效聚焦長(zhǎng)度方面來(lái)說(shuō) 入射光瞳的直徑。在相機(jī)上，光圈數(shù)通常以離散級(jí)調(diào)整，稱(chēng)為f制光圈。每個(gè)"光圈"標(biāo)記有 其相應(yīng)的光圈數(shù)，并且代表從前一光圈光強(qiáng)度的減半。這對(duì)應(yīng)于瞳孔和光圈直徑(aperture diameters)以2的平方根的因數(shù)倍減小，并且因此對(duì)應(yīng)于瞳孔面積的減半。
當(dāng)用戶知道相機(jī)的自動(dòng)曝光計(jì)算會(huì)導(dǎo)致不期望的曝光時(shí)，應(yīng)用曝光補(bǔ)償。淺色調(diào) 占主導(dǎo)的場(chǎng)景經(jīng)常會(huì)曝光不足，而暗色調(diào)的場(chǎng)景會(huì)曝光過(guò)度。有經(jīng)驗(yàn)的攝影師會(huì)知道這會(huì) 發(fā)生在什么時(shí)候，以及應(yīng)用多少補(bǔ)償以得到完美曝光的照片。 上述任意一種可以與全息顯示裝置一起提供，該全息顯示裝置在與像素矩陣同一 基板上執(zhí)行所有全息計(jì)算，或者在與像素矩陣在同一基板上執(zhí)行至少一些全息計(jì)算。上述 任意一種可以與全息顯示裝置一起提供，該全息顯示裝置在與像素矩陣在同一基板上執(zhí)行 所有全息計(jì)算，或者在像素矩陣空間中執(zhí)行至少一些全息計(jì)算?？蛇x地，上述任意一種可以 與任意全息顯示裝置一起提供。在編碼步驟中或之前，可以向全息圖像數(shù)據(jù)施加補(bǔ)償，以提 供更容易觀看的圖像，即典型的觀察者會(huì)發(fā)現(xiàn)該圖像已經(jīng)準(zhǔn)確地曝光，既沒(méi)有曝光不足，也
27沒(méi)有曝光過(guò)度。
N.眼睛追蹤 對(duì)于一個(gè)或更多個(gè)的觀察者，全息裝置可以使用眼睛追蹤。當(dāng)用于每個(gè)眼睛的觀
察窗口的尺寸較小時(shí)，例如水平長(zhǎng)度僅幾毫米時(shí)，這是特別有利的。優(yōu)選使用位置探測(cè)器以
下面幾個(gè)步驟來(lái)追蹤使用者的眼睛 1)通過(guò)探測(cè)使用者的臉來(lái)限制搜索范圍 2)通過(guò)探測(cè)眼睛來(lái)限制追蹤范圍 3)追蹤眼睛 向用于執(zhí)行眼睛位置識(shí)別功能的計(jì)算模塊提供由立體相機(jī)供應(yīng)的立體圖像對(duì)。在 已經(jīng)使用了模塊的算法之后，模塊返回每個(gè)眼睛相對(duì)于固定點(diǎn)(如SLM的中心)的x-、y-和 z-坐標(biāo)。這種坐標(biāo)可以由例如串行接口來(lái)傳輸。為執(zhí)行這個(gè)過(guò)程所需的計(jì)算可以由電路執(zhí) 行，如與顯示裝置的像素設(shè)置在同一基板上的TFTs，包括設(shè)置在像素矩陣中的電路。
為了追蹤觀察者的眼睛，在SLM上的全息編碼可以設(shè)置在x-和/或y-方向中，即 在面板平面中。依賴(lài)于所使用的全息編碼方法的類(lèi)型(如ID編碼)，優(yōu)選地，在一個(gè)橫向 方向的眼睛追蹤應(yīng)該通過(guò)將整個(gè)全息編碼內(nèi)容移位到x-或y-方向中的SLM上來(lái)實(shí)現(xiàn)。在 SLM的全息編碼之前，計(jì)算模塊計(jì)算全息數(shù)據(jù)在x-或y-方向中相對(duì)于SLM的偏移。作為輸 入，提供觀察者的眼睛的x、 y和z-坐標(biāo)。 為了追蹤觀察者的眼睛，SLM面板上的全息編碼可以在x-和/或y-方向，即在面 板的平面中移位。追蹤還可以這樣實(shí)現(xiàn)以使相干地照明SLM的光源與觀察者的位置變化同 步移動(dòng)。移動(dòng)發(fā)光的光源，或者在由非相干光照明的點(diǎn)光源或具有很窄開(kāi)口的線光源中生 成相干光。穿過(guò)這種開(kāi)口的光被認(rèn)為是相干的。如果光源由LC-顯示裝置的像素來(lái)創(chuàng)建， 則它們是可尋址的，并且可以實(shí)時(shí)適應(yīng)觀察者的位置。
0.像差校正 在一些類(lèi)型的全息顯示裝置中，像差校正是對(duì)微透鏡陣列或2D透鏡陣列中執(zhí)行 傅立葉變換的透鏡引起的像差的校正。像差效應(yīng)依賴(lài)于光向觀察者傳播的方向與視軸之間 的角度，并且可以通過(guò)空間光調(diào)制器的編碼來(lái)動(dòng)態(tài)地校正。校正算法可以并行、獨(dú)立地執(zhí) 行，其獨(dú)立于全息計(jì)算直至生成總?cè)D的步驟。在該步驟之后，可以一起調(diào)制總?cè)D和 像差校正圖。 像差校正算法可以分析地實(shí)現(xiàn)，或者也可以使用查詢(xún)表(LUT)來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，僅 當(dāng)總?cè)D可用之后，通過(guò)復(fù)數(shù)乘法來(lái)調(diào)制得到的全息圖計(jì)算值。圖33中給出了像差校正 的一種實(shí)施方式的例子。在圖33中，像差校正是使用像素矩陣空間中的電路來(lái)實(shí)施的。然 而，在其它情況下，像差校正也可以使用在像素矩陣外部、但與像素矩陣在同一基板上的電 路來(lái)實(shí)施。 P.斑點(diǎn)校正 在一些類(lèi)型的全息顯示裝置中，斑點(diǎn)校正是對(duì)顯示裝置上不同區(qū)域之間的較大程 度的光學(xué)相干引起的斑點(diǎn)的減少或消除。斑點(diǎn)效應(yīng)可以通過(guò)空間光調(diào)制器的編碼來(lái)動(dòng)態(tài)地 校正。校正算法可以并行、獨(dú)立地執(zhí)行，其獨(dú)立于全息計(jì)算直至生成總?cè)D的步驟。在該 步驟之后，可以一起調(diào)制總?cè)D和斑點(diǎn)校正圖。 斑點(diǎn)校正算法可以解析地實(shí)現(xiàn)，或者也可以使用查詢(xún)表(LUT)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，僅當(dāng)總?cè)D可用之后，通過(guò)復(fù)數(shù)乘法來(lái)調(diào)制得到的全息圖計(jì)算值。圖33中給出了斑點(diǎn)校正的 一種實(shí)施方式的例子。在圖33中，斑點(diǎn)校正是使用在像素矩陣空間中的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然 而，斑點(diǎn)校正也可以使用在像素矩陣外部、但與像素矩陣在同一基板上的電路來(lái)實(shí)施。
Q.用于全息顯示裝置的數(shù)字版權(quán)管理(DRM)中的解密 提供給全息顯示裝置的內(nèi)容數(shù)據(jù)可能受DRM的保護(hù)，即顯示裝置接收加密后的內(nèi) 容數(shù)據(jù)。高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(High-bandwidth DigitalContent Protection, HDCP)是2D 顯示裝置實(shí)現(xiàn)DRM的常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)。具有HDCP解密的高清晰度多媒體接口 (High-Definition Multimedia Interface, HDMI)接收器通常設(shè)置在2D顯示裝置電子器件的印刷電路板 (PCB)上。傳統(tǒng)系統(tǒng)的一個(gè)基本缺點(diǎn)是從顯示裝置電子器件到面板的圖像數(shù)據(jù)的傳送通常 是在解密之后。因此，有可能通過(guò)使得電子連接到用于面板的數(shù)據(jù)傳輸電路來(lái)捕獲解密后 的數(shù)據(jù)。 在一種實(shí)施方式的例子中，解密和全息圖計(jì)算是使用像素矩陣中的電路來(lái)執(zhí)行 的。在一種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子中，解密和全息圖計(jì)算是使用分布在像素矩陣中的電路 分布式執(zhí)行的。因此，面板上就沒(méi)有單個(gè)位置可以捕獲所有解密后的數(shù)據(jù)。如果對(duì)面板不 同的區(qū)域使用不同的解密密鑰，則解密密鑰的提取將變得更加困難。因?yàn)樵诿姘迳蠜](méi)有從 中提取解密密鑰的連接器，所以回避DRM的想法必須知道電路圖，并且必須將多個(gè)TFT晶體 管連接到廣泛分開(kāi)分布在工作中的顯示裝置中以讀取解密后的數(shù)據(jù)。這有助于改善DRM的 保護(hù)。 —種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子是解密和全息圖計(jì)算是使用像素矩陣的基板上的電 路執(zhí)行的，包括電路在像素矩陣外部的情況。 一種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子是解密和全息 圖計(jì)算是使用分布在像素矩陣基板上的電路分布式執(zhí)行的，包括電路在像素矩陣外部的情 況。 R.用于2D顯示裝置的數(shù)字版權(quán)管理(DRM)中的解密 提供給2D顯示裝置的內(nèi)容數(shù)據(jù)可能受DRM的保護(hù)，即顯示裝置接收加密后的內(nèi)容 數(shù)據(jù)。高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)是2D顯示裝置實(shí)現(xiàn)DRM的常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)。具有HDCP解密的 高清晰度多媒體接口 (HDMI)接收器通常設(shè)置在2D顯示裝置電子器件的印刷電路板(PCB) 上。傳統(tǒng)系統(tǒng)的一個(gè)基本缺點(diǎn)是從顯示裝置電子器件到面板的圖像數(shù)據(jù)的傳送通常是在解 密之后。因此，有可能通過(guò)使得電子連接到用于面板的數(shù)據(jù)傳輸電路來(lái)捕獲解密后的數(shù)據(jù)。
在一種實(shí)施方式的例子中，解密是使用分布在SLM面板上的電路分布式執(zhí)行的。 因此，面板上就沒(méi)有單個(gè)位置可以捕獲所有解密后的數(shù)據(jù)。如果對(duì)面板不同的區(qū)域使用不 同的解密密鑰，則解密密鑰的提取將變得更加困難。因?yàn)樵诿姘迳蠜](méi)有從中提取解密密鑰 的連接器，所以回避DRM的想法必須知道電路圖，并且必須將多個(gè)TFT晶體管連接到廣泛分 開(kāi)分布在工作中的顯示裝置中以讀取解密后的數(shù)據(jù)。這有助于改善DRM的保護(hù)。
—種實(shí)施方式的進(jìn)一步例子中，存在解密計(jì)算是使用在顯示裝置基板的單個(gè)區(qū)域 中的電路來(lái)執(zhí)行的2D顯示裝置，該電路可以位于像素矩陣內(nèi)部或像素矩陣外部。這種電路 比在顯示裝置的PCB上的電路更難以訪問(wèn)。這有助于改善DRM的保護(hù)。
S.在硬連接到顯示裝置的硬件中實(shí)施的軟件應(yīng)用 原則上許多計(jì)算機(jī)軟件都可以使用計(jì)算機(jī)硬件獨(dú)立地實(shí)施。在一種實(shí)施方式的 例子中，可以使用軟件實(shí)施的應(yīng)用反而在硬件中使用分布在SLM面板的基板上的電路來(lái)實(shí)施。電路可以在像素矩陣中，或者它可以與像素矩陣在同一基板上、但在像素矩陣外部。SLM 面板可以是用于全息顯示裝置的，或者是用于2D顯示裝置的。
T.用微棱鏡實(shí)施的可變射束偏轉(zhuǎn) 對(duì)于全息顯示裝置，可以追蹤觀察者的眼睛位置，使用能夠控制光束偏轉(zhuǎn)的微棱 鏡陣列來(lái)執(zhí)行朝向觀察者的眼睛位置的可變射束偏轉(zhuǎn)?？煽仄D(zhuǎn)可以是連續(xù)可變的。追蹤 由位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)執(zhí)行。棱鏡的屬性可以以這種方式控制，即它們一維或二維地使光 線偏轉(zhuǎn)。通過(guò)使用兩個(gè)串聯(lián)的微棱鏡陣列可以獲得二維偏轉(zhuǎn)，例如，一個(gè)陣列中的棱鏡的 縱軸相對(duì)于另一陣列中的棱鏡的縱軸設(shè)置在顯著的角度，如約90。。在例如US4， 542， 449 號(hào)專(zhuān)利文件中描述了這樣的幾何形狀，用于不同的應(yīng)用，這里通過(guò)參考引用該文件。圖34 表明了依賴(lài)于棱鏡的屬性偏轉(zhuǎn)了更小或更大角度的光。棱鏡可以是微液體棱鏡[例如，光 學(xué)快報(bào)(Optics Express) 14期，6557-6563 (2006)頁(yè)，Heikenfeld等人的"具有電濕潤(rùn)微 棱鏡的靈活的廣角身寸束轉(zhuǎn)向(Agile wide-angle beam steering with electrowetting microprisms)"中所描述的，這里通過(guò)參考引用該文件]，對(duì)于微液體棱鏡，偏轉(zhuǎn)角可以根據(jù) 施加的電荷或其它公知的能夠控制光束偏轉(zhuǎn)的棱鏡陣列來(lái)改變。 如圖34中可以看到的，穿過(guò)SLM和棱鏡掩模的并行光線根據(jù)棱鏡的屬性偏轉(zhuǎn)。這 個(gè)過(guò)程的好處是在光穿過(guò)棱鏡之前可以降低光學(xué)效應(yīng)如透鏡像差。這種方法適用于將VOWs 設(shè)置在觀察者的眼睛處。在可選的例子中，設(shè)置在棱鏡陣列前面或后面的聚焦裝置如傅立 葉透鏡陣列將有助于將光線會(huì)聚到VOW中。 當(dāng)觀察者改變其位置時(shí)，可以相應(yīng)地調(diào)整棱鏡的偏轉(zhuǎn)角，如通過(guò)調(diào)整在微液體棱 鏡陣列上施加的電壓。偏轉(zhuǎn)角可以是連續(xù)可變的。棱鏡不需要都具有相同的偏轉(zhuǎn)角。另 外，還有可能單獨(dú)控制每個(gè)棱鏡，以使每個(gè)都具有不同的偏轉(zhuǎn)角，例如用于Z追蹤，即使射 出棱鏡陣列的光線在VOW處稍微會(huì)聚，因?yàn)楫?dāng)觀察者移動(dòng)到更靠近顯示裝置或更遠(yuǎn)離顯示 裝置時(shí)，VOW離顯示裝置的距離可能變化。 棱鏡角計(jì)算可以考慮使用者位置來(lái)執(zhí)行。棱鏡角計(jì)算可以在位于SLM的基板上 的計(jì)算電路中執(zhí)行，如重建物點(diǎn)的電路，或者使用位于棱鏡陣列的基板上的計(jì)算電路來(lái)執(zhí) 行。如果SLM的基板還可以用作為用于棱鏡陣列的基板，則不需要用于棱鏡陣列的獨(dú)立的 基板。 位置探測(cè)器和SLM之間的通信接口是必要的例如，它可以是串行接口。 如果用于計(jì)算棱鏡陣列偏轉(zhuǎn)角的計(jì)算電路不在棱鏡陣列的基板上，而是在SLM的
基板上，則兩個(gè)基板之間的數(shù)據(jù)連接是必要的，以使棱鏡陣列的電極可以使用計(jì)算的結(jié)果
來(lái)控制。 除了用于控制棱鏡的計(jì)算以外，還需要施加相位校正以補(bǔ)償由棱鏡陣列帶來(lái)的相 位"跳躍(jumps)"(或相位不連續(xù))。否則，棱鏡陣列就會(huì)像閃耀光柵(blazed grating) 一樣運(yùn)轉(zhuǎn)，即穿過(guò)不同棱鏡的波前的部分具有朝向VOW的不同的光程長(zhǎng)度，因此，它們將會(huì) 像光柵一樣運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)棱鏡角的變化影響分布到不同衍射級(jí)的能量的量。這種相位校正可 以由SLM在其全息圖編碼功能之外附加執(zhí)行。穿過(guò)兩個(gè)組件(即棱鏡陣列和SLM)的光，經(jīng) 過(guò)由每個(gè)組件的功能的復(fù)數(shù)乘法。校正后的相位圖包括微棱鏡陣列所需要的相位校正全 息圖用重建物點(diǎn)的表示SLM單元狀態(tài)的值編碼，該值包括相位校正條件。
上述還可以應(yīng)用于這種情況全息圖像在投影型裝置中生成，其中投影包括將SLM成像到棱鏡陣列上，同時(shí)在V0W的前面發(fā)生所期望的3D場(chǎng)景的重建，因此創(chuàng)建投影裝置 相當(dāng)于本領(lǐng)域公知的技術(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，所需要的計(jì)算和裝置與上面描述的 類(lèi)似。需要計(jì)算用于棱鏡陣列中棱鏡的偏轉(zhuǎn)角，以及相應(yīng)的用來(lái)校正相位不連續(xù)的相位補(bǔ) 償。用于棱鏡陣列的相位補(bǔ)償可以在將SLM成像到棱鏡陣列上時(shí)提供，或者由設(shè)置在靠近 棱鏡陣列的附加的SLM單獨(dú)提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，為了增強(qiáng)投影，SLM可以是透 光的同時(shí)棱鏡陣列可以是反光的，或者SLM可以是反光的同時(shí)棱鏡陣列是透光的。
微液體棱鏡在文件如光學(xué)快報(bào)(Optics Express) 14期，6557-6563 (2006)頁(yè)， Heikenfeld等人的"具有電濕潤(rùn)微棱鏡的靈活的廣角射束轉(zhuǎn)向(Agile wide-angle beam steering with electrowetting microprisms)，，中進(jìn)行了描述，這里通過(guò)參考弓l用該文件。 該技術(shù)稱(chēng)為"電濕潤(rùn)(electrowetting)"或"電子濕潤(rùn)(eietting)"。在這種技術(shù)中，由透 明傳導(dǎo)液體和另外的流體(如空氣)之間的界面形成的接觸角是電壓差的函數(shù)，該另外的 流體具有涂有疏水絕緣體的電極，該電壓差施加到相對(duì)于透明傳導(dǎo)液體的電極上。當(dāng)光束 穿過(guò)單元時(shí)，施加到兩個(gè)電極上的電壓的獨(dú)立控制允許光束轉(zhuǎn)向的角度的控制，每個(gè)電極 覆蓋有疏水絕緣體，每個(gè)電極形成電子濕潤(rùn)單元的側(cè)壁，該側(cè)壁與由其它電極形成的另外 側(cè)壁相對(duì)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，用于通過(guò)電濕潤(rùn)棱鏡得到光束轉(zhuǎn)向的其它結(jié)構(gòu)將會(huì) 是顯而易見(jiàn)的。光束偏轉(zhuǎn)角通過(guò)使用施加到不同電極的可變電壓差來(lái)控制，該電極設(shè)置在 每個(gè)電濕潤(rùn)單元陣列的不同側(cè)面上。
第一概要制造工藝 在一種實(shí)施方式的薄膜半導(dǎo)體顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)中，提供具有電路的顯示部， 該電路設(shè)置在顯示部的像素之間，或者設(shè)置在基板上的其它位置，用于執(zhí)行與裝置顯示部 上的數(shù)據(jù)的顯示相關(guān)的計(jì)算。顯示部和在顯示部中或在基板上其它位置的計(jì)算執(zhí)行單元在 基板上一體形成。用于驅(qū)動(dòng)顯示部的其它電路可以形成在顯示部外圍，但集成在同一基板 上。 用于操作空間調(diào)制器的TFT電路和其它電路(如用于執(zhí)行邏輯操作的電路)，可 以通過(guò)如下描述的方法在基板上創(chuàng)建，該方法與US6， 153， 893號(hào)專(zhuān)利文件中描述的用于建 造不同設(shè)備結(jié)構(gòu)的方法相類(lèi)似；這里通過(guò)參考引用US6， 153， 893號(hào)專(zhuān)利文件的全部?jī)?nèi)容至 此。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其它方法將會(huì)是顯而易見(jiàn)的?；蹇梢允谴竺娣e基板，并且 基板可以是合適類(lèi)型的玻璃。對(duì)于玻璃基板，經(jīng)常使用的工藝傾向于低溫處理，至少通過(guò)硅 設(shè)備制造技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。用來(lái)生產(chǎn)設(shè)備柵絕緣層的工藝(如接近100(TC的硅熱氧化工藝)傾 向于不兼容低溫處理，低溫處理典型地是在從35(TC到70(TC的溫度范圍內(nèi)。
像素電極和用于開(kāi)關(guān)的薄膜晶體管設(shè)置在顯示部中的矩陣內(nèi)。構(gòu)成電路元件的薄 膜晶體管在顯示部的像素之間，或者在基板上的其它位置，并且可選在可以集成在同一基 板上的顯示驅(qū)動(dòng)部?jī)?nèi)。薄膜晶體管可以是底部柵極型，包含柵電極、在柵電極上方的絕緣層 上形成的多晶半導(dǎo)體層，以及構(gòu)成在多晶硅半導(dǎo)體層上形成的源和漏的高濃度雜質(zhì)膜。用 于開(kāi)關(guān)的TFTs可以具有輕摻雜漏極(lightly doped drain,LDD)結(jié)構(gòu)，其中低濃度雜質(zhì)膜 插入在多晶半導(dǎo)體層和高濃度雜質(zhì)膜之間。 在典型的實(shí)施方式中，顯示部具有包括像素電極的上端部、包括用于開(kāi)關(guān)的TFTs 的下端部、以及可能有顏色過(guò)濾層、黑色掩模層和插入在上下端之間的平坦化層。在這種情 況下，黑色掩模層包含金屬布線圖案，該金屬布線圖案電連接到用于源和漏的高濃度雜質(zhì)
31層。而且，像素電極通過(guò)金屬布線圖案電連接到用于漏的高濃度雜質(zhì)層?？蛇x地，如果背光 與以時(shí)間復(fù)用模式照明的三種原色一起使用，顏色過(guò)濾層可以省略。 具有上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置可以由后面的低溫處理來(lái)制造。首先，在玻璃基板上形 成柵電極。接著，在柵電極上的絕緣膜上形成半導(dǎo)體薄膜，然后將半導(dǎo)體薄膜通過(guò)激光退火 變換為多晶層。然后僅在包括在像素開(kāi)關(guān)中的多晶層上選擇性地形成低濃度雜質(zhì)層，例如 通過(guò)掩模層的使用。進(jìn)一步，在低濃度雜質(zhì)膜上形成用于源和漏的高濃度雜質(zhì)膜，并且因此 形成用于開(kāi)關(guān)的具有堆疊LDD結(jié)構(gòu)的TFTs。與此同時(shí)，通過(guò)在包含在電路部分的多晶層上 直接形成用于源和漏的高濃度雜質(zhì)層來(lái)制作用于電路元件的TFTs，如用于圖像顯示計(jì)算， 或者用于外圍驅(qū)動(dòng)電路。優(yōu)選地，在包括在電路部分中的高濃度雜質(zhì)層上選擇性地執(zhí)行激 光退火，以降低多晶半導(dǎo)體層的電阻。 在玻璃基板上形成柵電極之后，在低溫下在柵電極上部的柵絕緣膜上形成半導(dǎo)體 膜。隨后通過(guò)激光退火將半導(dǎo)體膜變換為多晶層。因此，通過(guò)低溫處理形成多晶TFT是可 行的。使用的激光典型的將具有短波長(zhǎng)，以使激光輻射在硅中強(qiáng)烈吸收一個(gè)例子是準(zhǔn)分 子激光，然而其它也是公知的。因?yàn)門(mén)FT是底部柵極型，這種結(jié)構(gòu)不會(huì)輕易地受到來(lái)自雜質(zhì) (如玻璃基板中的鈉)的不利影響。在裝置區(qū)域中使用的多晶半導(dǎo)體層允許使TFT制得較 小。在用于像素開(kāi)關(guān)的TFTs中，LDD結(jié)構(gòu)保持低漏電流。如果漏電流過(guò)高，這將會(huì)是顯示 裝置中的重大缺陷。在構(gòu)成電路元件的TFTs中，相比之下，N溝道TFTs和P溝道TFTs可 以通過(guò)在多晶半導(dǎo)體層上通過(guò)低溫處理疊加高濃度雜質(zhì)層來(lái)同時(shí)形成?？梢詫?duì)構(gòu)成電路元 件的TFTs執(zhí)行附加的激光退火，以增加這些TFTs的速度?？梢圆捎眠M(jìn)一步的結(jié)構(gòu)，包括顏 色過(guò)濾層、黑色掩模層和平坦化層，以利于獲得更高的像素密度和更高的孔徑率(aperture rates)。 可以通過(guò)這種制造方法制造的結(jié)構(gòu)不限于TFT結(jié)構(gòu)，而是可以適用于任意公知的 結(jié)構(gòu)。 第二概要制造工藝 在一種實(shí)施方式的薄膜半導(dǎo)體顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)中，提供具有電路的顯示部， 該電路設(shè)置在顯示部的像素之間，或者設(shè)置在同一基板上的其它位置，用于執(zhí)行與該裝置 顯示部上的數(shù)據(jù)的顯示相關(guān)的計(jì)算。顯示部和計(jì)算執(zhí)行單元在基板上一體形成。用于驅(qū)動(dòng) 顯示部的其它電路可以形成在顯示部的外圍，但集成在同一基板上。 用于操作空間光調(diào)制器的TFT電路和其它電路(如用于執(zhí)行邏輯操作的電路)， 可以在基板上由如下述方法來(lái)創(chuàng)建，該方法與US6， 140,667號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的用于構(gòu) 造不同設(shè)備結(jié)構(gòu)的方法相類(lèi)似；這里通過(guò)參考引用US6， 140， 667號(hào)專(zhuān)利文件的全部?jī)?nèi)容至 此。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其它方法將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。可以使用這種制造工藝制作 的這種類(lèi)型的硅稱(chēng)為"連續(xù)顆粒硅"，并且其電學(xué)特征與單晶硅的電學(xué)特征在一些方面或許 多方面可能是相類(lèi)似的。 圖11、 12和13表示了可以用來(lái)形成連續(xù)顆粒(CG)硅的工序的概要，該連續(xù)顆粒 (CG)硅適用于顯示裝置中，包括用在像素開(kāi)關(guān)、顯示驅(qū)動(dòng)和邏輯電路中。基板1101可以是 大面積基板，并且基板可以是合適類(lèi)型的玻璃，或石英。非透明基板如內(nèi)在多晶硅或陶瓷 可以用在僅用在發(fā)光幾何結(jié)構(gòu)的顯示裝置的情況下，因?yàn)樵诜垂鈳缀谓Y(jié)構(gòu)中，基板的光傳 輸不是必須的要求。基板具有絕緣表面。膜1102是硅厚度在10nm到75nm之間的無(wú)定形
32硅膜，它不包括任何形成的氧化物。該膜可以通過(guò)低壓化學(xué)氣相沉積(chemical vapour d印osition， CVD)或由等離子CVD工藝來(lái)生長(zhǎng)。 在后面，描述了結(jié)晶硅的工藝，但在本領(lǐng)域中，許多其它工藝是公知的。形成掩模 絕緣膜1103，其中開(kāi)口對(duì)應(yīng)于基板上的CG硅所期望的位置。 一種解決方案包括將作為用于 結(jié)晶無(wú)定形硅的催化劑元素的Ni通過(guò)旋涂工藝涂覆，在該工藝中形成層1104?？梢允褂?其它催化劑元素如Co、Fe、Sn、Pb、Pd、Pt、Cu或Au等。在膜1103的開(kāi)口處，引入催化劑膜 1104與無(wú)定形硅膜1102相接觸。隨后可以在惰性氣體中或在包含氫氣或氧氣的氣體中，在 溫度50(TC到70(TC之間，時(shí)間4hr到12hr之間，通過(guò)退火結(jié)晶無(wú)定形硅膜1102。
如圖IIB所示，在區(qū)域1105和1106中通過(guò)Ni催化劑促進(jìn)無(wú)定形硅1102的結(jié)晶。 形成實(shí)質(zhì)上橫跨基板生長(zhǎng)的水平生長(zhǎng)區(qū)域1107和1108。僅這些水平生長(zhǎng)區(qū)域，如1107和 1108，用作為T(mén)FT裝置中在基板上形成的TFT裝置中的有源層(active layer)。退火完成 后，從基板上去除掩模層1103。如圖IIC所示，然后形成圖樣。作為有源層的島形半導(dǎo)體層 H09、1110和llll橫跨形成在基板上。1109是構(gòu)成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路的 N溝道型TFT的有源層，1110是構(gòu)成CMOS電路的P溝道型TFT的有源層，1111是構(gòu)成像素 矩陣電路的N溝道型TFT的有源層。 當(dāng)有源層1109、 1110和1111形成后，形成柵絕緣膜1112，該柵絕緣膜1112包含包 括硅的絕緣膜。柵絕緣膜1112的厚度可以在20nm到250nm范圍內(nèi)，并且在稍后的熱氧化 步驟中應(yīng)允許對(duì)這層膜的一些氧化。膜1112可以使用公知的氣相生長(zhǎng)方法來(lái)生長(zhǎng)。
圖llC表示了用于去除Ni催化劑元素的熱處理方法。加熱是在存在含鹵素的物質(zhì) 的情況下進(jìn)行的。加熱是在溫度70(TC到IOO(TC之間，時(shí)間0. lhr到6hr之間進(jìn)行的。一 個(gè)例子是在含HC1的體積百分比(vol% )為3或更通常的體積百分比在0. 5至10之間的 氣體中，在95(TC熱處理0. 5hr。膜中的硅的氧化可以通過(guò)在所使用的氣體中摻入高濃度氮 氣N2來(lái)降低。除HC1之外，其它含鹵素的物質(zhì)例如HF， HBr， C12， F2， Br2， NF3 C1F3， BC13 等也可以使用。這種吸雜過(guò)程有助于從膜中去除Ni催化劑?？雌饋?lái)這是通過(guò)形成釋放到 氣體中的揮發(fā)性氯化鎳來(lái)發(fā)生的。在氧化過(guò)程中，柵絕緣膜1112的厚度將傾向于增加。區(qū) 域H09、1110和1111相應(yīng)地變薄，這降低了 TFT中的關(guān)閉(OFF)電流，并在其它明顯的好 處上增加了場(chǎng)效應(yīng)流動(dòng)性。 在上述處理之后，在氮?dú)庵?5(TC加熱lhr的加熱處理改善了柵絕緣膜1112的質(zhì) 量，以及柵絕緣膜1112與區(qū)域1109、1110、1111之間的界面的質(zhì)量。 形成具有0.2重量百分比(wt% )的鈧(Sc)的鋁膜，并且形成用于構(gòu)成柵電極原 型的電極圖案，對(duì)此下面有所提及。這并未表示在圖ll中?？梢允褂眠m于這個(gè)目的其它 材料，如Ta、W、Mo或Si。如圖IID所示，通過(guò)陽(yáng)極氧化圖案的表面，形成柵電極1113、 1114 和1115，以及陽(yáng)極膜1116、117和1118。在下一步驟中，如圖IIE所示，蝕刻掉膜1112，例 如通過(guò)使用氣體CHF3，以使膜1112仍然僅保留在電極的正下方，例如在位置1119、 1120和 1121?？刮g劑掩模1122用來(lái)覆蓋用于P溝道型TFT的區(qū)域。如圖IIE中的箭頭所示，添加 用于n型材料的雜質(zhì)離子，例如通過(guò)注入或等離子沉積。形成n型區(qū)域1123、 1124、 1125和 1126。緊接著該過(guò)程，可以去除抗蝕劑掩模1122，抗蝕劑掩模1127可以設(shè)置在n型區(qū)域的 上方(圖12A)。隨后可以沉積p型區(qū)域1128和1129，例如通過(guò)注入或等離子沉積。p沉積 區(qū)域是LDD區(qū)域。隨后可以去除n型區(qū)域上方的抗蝕劑掩模1127。
在側(cè)壁1130、 1131和1132上通過(guò)回蝕刻(etch-back)工藝形成硅氧化物膜。p型 區(qū)域由掩模1133覆蓋，并且添加n型摻雜，以增加未被氧化物側(cè)壁覆蓋的區(qū)域中n型摻雜 的濃度。調(diào)整源/漏區(qū)域的薄層電阻(sheetresistance)至低于500 Q ，優(yōu)選低于300 Q 。 在柵電極下方形成固有的或?qū)嵸|(zhì)上固有的溝道形成區(qū)域1137。形成源區(qū)域1138、漏區(qū)域 1139、低濃度雜質(zhì)區(qū)域1140以及構(gòu)成像素矩陣電路的N溝道TFT的溝道形成區(qū)域1141(圖 12C)。在圖12D中，去除抗蝕劑掩模1133，并在N溝道型TFTs上方形成抗蝕劑掩模1142。 進(jìn)一步添加P型雜質(zhì)以增加P型摻雜的濃度。然后去除抗蝕劑掩模1142，并通過(guò)加熱處理 (如爐內(nèi)退火、激光退火等)活化雜質(zhì)離子。通過(guò)加熱處理降低或消除注入損害。
以20nm至50nm的厚度形成鈦膜1147，并執(zhí)行用燈加熱退火的加熱處理。如圖13A 所示，與鈦膜接觸的硅反應(yīng)形成硅化鈦，并且形成硅化物區(qū)域1148、 1149和1150。圖13B表 示了島型圖案H51、1152和1153，形成它們以防止硅化物膜區(qū)域1148U149和1150被消 除，防止后續(xù)步驟中形成連接源/漏區(qū)域和布線的接觸孔。 形成0.3iim至liim厚度的氧化硅膜作為第一層間絕緣膜1154。如圖13B所示， 形成接觸孔，并且形成源布線1155、1156、1157和漏布線1158、 1159。有機(jī)樹(shù)脂可以用作為 第一層間絕緣膜1154。在圖13C中，在基板上形成0. 5 ii m至3 ii m厚度范圍的第二絕緣層 1160。聚酰亞胺、丙烯酸樹(shù)脂、聚酰胺或氨基聚酰亞胺(polyimide amide)等可以用作為有 機(jī)樹(shù)脂膜。在膜1160上形成黑色掩模1161。形成O. liim至0.3iim厚度范圍的第三層間絕 緣膜1162，如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、有機(jī)樹(shù)脂?；蜻@些的層壓膜。在膜1160和膜1162 處形成接觸孔，并且形成120nm厚度的像素電極1163。如圖13C所示，在黑色掩模1161重 疊像素電極1163的區(qū)域處，形成輔助電容1164。 在氫氣環(huán)境中，在35(TC加熱整個(gè)基板1至2小時(shí)，這會(huì)補(bǔ)償懸空鍵，尤其是在膜的 有源層中的懸空鍵。在這些步驟之后，在同一基板上可以形成圖13C左側(cè)的CM0S電路和圖 13C右側(cè)的像素矩陣電路，例如以相鄰位置形成。 可以由這種制造方法制作的結(jié)構(gòu)不限于TFT結(jié)構(gòu)，而是可以適用于任意公知的結(jié)
構(gòu)，包括底部柵極TFTs。 第三概要制造工藝 在一種實(shí)施方式的薄膜半導(dǎo)體顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)中，提供具有電路的顯示部， 該電路設(shè)置在顯示部的像素之間，或者設(shè)置在同一基板上的其它位置，用于執(zhí)行與裝置顯 示部上的數(shù)據(jù)的顯示相關(guān)的計(jì)算。顯示部和計(jì)算執(zhí)行單元在基板上一體形成。用于驅(qū)動(dòng)顯 示部的其它電路可以形成在顯示部外圍，但集成在同一基板上。 用于操作空間光調(diào)制器的TFT電路和其它電路(如用于執(zhí)行邏輯操作的電路)，可 以在基板上由如下述的方法來(lái)創(chuàng)建，該方法與US6， 759， 677號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的用于構(gòu) 造不同設(shè)備結(jié)構(gòu)的方法相類(lèi)似；這里通過(guò)參考引用US6， 759， 677號(hào)專(zhuān)利文件的全部?jī)?nèi)容至 此。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其它方法將會(huì)是顯而易見(jiàn)的?？梢允褂眠@種制造工藝制作 的這種類(lèi)型的半導(dǎo)體是多晶硅鍺，并且其電學(xué)特性在一些方面或許多方面可能與單晶硅相 類(lèi)似，或超過(guò)單晶硅。 這種制造工藝的結(jié)果是單基板上的電路。生成一組多晶硅作為其有源層的TFTs， 其控制顯示裝置的像素。生成具有功能如柵極驅(qū)動(dòng)電路、源極驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)處理電路的 其它TFTs，其中有源層是硅鍺，以實(shí)現(xiàn)高速操作。向需要高速操作的電路部分中添加鍺，而多晶硅用在需要低關(guān)閉電流特性的電路部分中。 制造有源式矩陣顯示裝置，該裝置具有像素矩陣電路和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路在本 例中是CM0S電路，像素矩陣電路和驅(qū)動(dòng)電路都形成在單基板的絕緣表面上。過(guò)程如圖6所 示。 如圖6A所示，準(zhǔn)備玻璃基板601以在其上形成氧化硅層602。通過(guò)等離子CVD方 法形成30nm厚度的無(wú)定形硅膜603。通過(guò)在無(wú)定形硅膜603上形成圖樣來(lái)提供抗蝕劑掩 模604。形成抗蝕劑膜，以覆蓋將與TFT組形成的用于像素矩陣電路的區(qū)域。不掩蓋將形成 高速電路的區(qū)域。如圖6B所示，通過(guò)諸如離子注入、等離子摻雜或激光摻雜的技術(shù)添加鍺。 添加鍺用以改變無(wú)定形硅膜的組分，以創(chuàng)建Si^,GeJ莫的平均組分，其中，O < x < 1。如果 使用離子注入，則添加鍺的區(qū)域605會(huì)承受注入損害。Si卜xGex膜605是無(wú)定形狀態(tài)。
由于在鍺中用于大量擴(kuò)散的活化能比在硅中的低，并且在低于熔點(diǎn)溫度的二元合 金相圖中，鍺和硅在彼此之中形成固溶體，所以相對(duì)于純硅膜的結(jié)晶，鍺的存在有助于加速 Si^,GeJ莫的結(jié)晶。在這一方面，鍺可以認(rèn)為是硅結(jié)晶的催化半導(dǎo)體，例如在激光誘發(fā)結(jié)晶 中。 在圖6C中，如US5， 643， 826號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的，去除抗蝕劑層603，并在整個(gè) 表面上方增加含鎳層606，這里通過(guò)參考引用US5， 643， 826號(hào)專(zhuān)利文件的全部?jī)?nèi)容至此。鎳 用作為催化材料，以加快硅或Sih,GeJ莫的結(jié)晶。為了該目的，可以使用除了鎳以外的元素， 如Co、 Fe、 Cu、 Pd、 Pt、 Au或In。如圖6D所示，通過(guò)爐內(nèi)退火，在600。C加熱8小時(shí)，獲得硅 和Si卜,GeJ莫的結(jié)晶。這導(dǎo)致了多晶Si^,G 區(qū)域607和多晶硅區(qū)域608。熱處理可以使用 其它方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，如激光退火或燈加熱退火。 在圖6E中，多晶Si^,G 區(qū)域607形成有源層609。多晶硅區(qū)域608形成有源層 610。有源層609是用于隨后構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)處理電路的TFTs的有源層。有源層610 是用于隨后構(gòu)成像素矩陣電路的TFTs的有源層。 通過(guò)US5， 648， 277號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的工藝，形成源區(qū)域、漏區(qū)域和輕摻雜漏 極(LDD)區(qū)域；這里通過(guò)參考引用US5，648，277號(hào)專(zhuān)利文件的全部?jī)?nèi)容至此?，F(xiàn)在將總結(jié) 該工藝。首先，通過(guò)使用含有2X重量的Sc的A1膜，形成島型圖案，該島型圖案隨后會(huì)形 成柵極電極。接著，對(duì)島型圖案執(zhí)行陽(yáng)極氧化，以在島型圖案的側(cè)壁上形成多孔陽(yáng)極氧化物 膜。然后，改變處理手段以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極氧化，以圍繞島型圖案形成緊密陽(yáng)極氧化物膜。 以這種方式形成多孔陽(yáng)極氧化物膜和緊密陽(yáng)極氧化物膜之后，使用干蝕刻方法蝕刻?hào)沤橘|(zhì) 膜。在完成柵介質(zhì)膜的蝕刻后，去除多孔陽(yáng)極氧化物膜，由此得到圖7A所示的狀態(tài)。
在圖7A中，711、712和713是由氧化硅膜形成的柵絕緣膜，714、715和716是由包 含Sc的Al膜形成的柵電極，717、718和719是用于保護(hù)柵電極的緊密陽(yáng)極氧化物膜。在 圖7B中，將形成P溝道TFT的區(qū)域由掩模720覆蓋。其余區(qū)域有注入的n型離子，以提供 n型導(dǎo)電性。如US5， 648， 277號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的，使用兩種不同的加速電壓，以提供注 入的離子濃度及深度的更一致的分布。 在圖7B中，工藝導(dǎo)致了用于構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的n溝道TFT的漏區(qū)域721、源區(qū)域722、 LDD區(qū)域723以及溝道區(qū)域724。還形成有用于構(gòu)成像素矩陣電路的N溝道TFT的漏區(qū)域 726、源區(qū)域725、 LDD區(qū)域727以及溝道區(qū)域728。 在圖7C中，去除抗蝕劑掩模720，并增加抗蝕劑掩模729以覆蓋n型區(qū)域。然后如US5，648， 277號(hào)專(zhuān)利文件中所描述的，使用兩個(gè)加速電壓注入雜質(zhì)離子，以提供p型傳導(dǎo) 性，并提供注入的離子濃度及深度的更一致的分布。這形成了用于構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的P溝道 TFT的源區(qū)域730、漏區(qū)域731、LDD區(qū)域732以及溝道區(qū)域733。雜質(zhì)離子通過(guò)退火步驟活 化。 形成第一層間絕緣膜734，并打開(kāi)其中的接觸孔以形成源電極735、736、737和漏 電極738、739。絕緣層734可以由選自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅和樹(shù)脂膜的材料制成?，F(xiàn) 在完成了用于驅(qū)動(dòng)電路的TFTs。現(xiàn)在必須完成用于像素矩陣的TFTs。在形成源電極和漏 電極之后，形成第二層間絕緣膜740，然后在其上形成包含Ti膜的黑色掩模741。如果先于 形成黑色掩模741之前，在漏電極739上方的位置處，部分去除第二層間絕緣膜，則有可能 由黑色掩模、第二層間絕緣膜和漏電極形成輔助電容。緊接著在黑色掩模741上方形成第 三絕緣層膜742，并在其中形成接觸孔，并在其上形成包含透明導(dǎo)電膜(如銦錫氧化物)的 像素電極743。 如圖7D所示，由此公開(kāi)了具有TFTs的有源式矩陣基板，它包括一體形成的像素和 驅(qū)動(dòng)電路，該像素和驅(qū)動(dòng)電路可以彼此相鄰。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，圖7D的 CMOS電路可以被其它電路代替，例如信號(hào)處理電路，其可以在多晶硅鍺區(qū)域上形成。多晶硅 鍺區(qū)域具有高場(chǎng)效應(yīng)流動(dòng)性，并且因此適合于高速操作。盡管與多晶硅鍺區(qū)域相比，多晶硅 區(qū)域具有低操作速度特性，但是當(dāng)應(yīng)用于像素矩陣TFTs時(shí)，多晶硅區(qū)域具有更好的低關(guān)閉 電流特性。 可以通過(guò)這種制造方法制作的結(jié)構(gòu)不限于TFT結(jié)構(gòu)，它可以適用于任意公知的結(jié)
構(gòu)，包括底部柵極TFTs。 激光光源 RGB固態(tài)激光光源，如基于GalnAs或GalnAsN材料的RGB固態(tài)激光光源，由于它們 的緊湊性和它們高度的光方向性，可以是用于全息顯示裝置的合適光源。這種光源包括發(fā) 光二極管，以及由美國(guó)加利福尼亞州的Novalux(RTM)公司制造的RGB垂直腔體表面發(fā)光激 光器(VCSEL)。這種激光光源可以用作為單激光或激光陣列，盡管每個(gè)光源可以通過(guò)使用衍 射光學(xué)元件用于生成多個(gè)光束。光束可以從多模光纖傳下去，如果用在緊密全息顯示裝置 的相干過(guò)高，則這會(huì)降低相干水平，并不會(huì)導(dǎo)致不期望的人工影響如激光斑點(diǎn)圖案。激光光 源陣列可以是一維的或二維的。
基板 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是詞語(yǔ)"基板"指在其上制造顯示裝置的材料板。典型地，它將是 絕緣基板如玻璃薄板基板、或藍(lán)寶石基板、或半導(dǎo)體基板如Si或GaAs，但是其它基板如聚 合物薄板或金屬板也是可行的?；澹绮ＡП“寤虬雽?dǎo)體基板如Si或GaAs，通常用于 裝置制造，因?yàn)樗鼈兒?jiǎn)化了處理步驟和在執(zhí)行不同處理步驟(如材料沉積、退火和材料蝕 刻)的不同裝置之間的轉(zhuǎn)移。詞語(yǔ)"基板"并不指單個(gè)電路板，如Shimobaba等人在Optics E鄧ress(光學(xué)快報(bào))13， 4196 (2005)中公開(kāi)的單電路板不允許可以在單個(gè)基板(如玻璃 薄板)上執(zhí)行的一系列制造工藝。
晶體管數(shù)目的估計(jì) 該部分包含顯示裝置中所需要的晶體管數(shù)目的估計(jì)，用于由設(shè)置在顯示裝置的像 素之間的電路來(lái)實(shí)施的全息計(jì)算。
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對(duì)于使用FPGA的實(shí)施方式，全息計(jì)算由下面的步驟組成，其中，標(biāo)出的百分比是 FPGA上用于給定步驟使用的邏輯資源的百分?jǐn)?shù)。
透鏡功能依賴(lài)于z值添加隨機(jī)相位和子全息圖的生成(4. 5% ) C0RDIC計(jì)算將復(fù)數(shù)值從相位和量變換到實(shí)值和虛值，并執(zhí)行密度調(diào)制
(62. 5% ) 加和子全息圖以形成全息圖(15. 5% ) 譯碼全息圖C0RDIC算法還用來(lái)將數(shù)值轉(zhuǎn)換至相位和量并轉(zhuǎn)換回至實(shí)值和虛 值，以及用于數(shù)據(jù)的裁剪和正?；?17. 5% ) 由于存儲(chǔ)位的晶體管數(shù)目不依賴(lài)于管道頻率，當(dāng)在像素矩陣中執(zhí)行計(jì)算時(shí)，上面 給出的百分比數(shù)目可以是不相同的。用于相加和譯碼的計(jì)算量將隨著全息圖像素的數(shù)目而 增加。 依賴(lài)于z值，透鏡功能(LF)可以具有一些小的查詢(xún)表(LUTs)以定義子全息圖尺 寸和用于透鏡功能的初始常量。因此，透鏡功能具有用于LUTs的相對(duì)高的固定的晶體管數(shù) 目，以及依賴(lài)于每個(gè)時(shí)鐘周期由透鏡功能并行驅(qū)動(dòng)的CORDIC單元的數(shù)目的可變晶體管數(shù) 目?？傮w上，計(jì)算單元(集群)的尺寸應(yīng)該是最佳的，因?yàn)樗鼈兊某叽缭酱?，?shù)據(jù)傳輸率中 的節(jié)省將會(huì)越小。另一方面，更大的集群使得計(jì)算的實(shí)現(xiàn)更加容易。圖23的例子僅表示了 簡(jiǎn)化的集群設(shè)計(jì)，因?yàn)橐粋€(gè)集群可以由一百萬(wàn)個(gè)晶體管或更多個(gè)晶體管構(gòu)成。
現(xiàn)在我們估計(jì)顯示裝置中需要的晶體管的數(shù)目，用于由設(shè)置在顯示裝置的像素 之間的電路來(lái)實(shí)施的全息計(jì)算。因?yàn)樵贔PGA實(shí)施方式中CORDIC算法需要多于75%的資 源，所以估計(jì)集中在晶體管上執(zhí)行CORDIC計(jì)算。參考材料"CORDIC算法，Architekturen und monolithischeRealisierungen mit Anwendungen in der Bildverarbeit皿g， Dirk Timmermann，1990"，從100頁(yè)至101頁(yè)給出了用于估計(jì)CORDIC晶體管數(shù)目的一點(diǎn)幫助，這 里通過(guò)參考引用該文件。對(duì)于FPGA解決方案，開(kāi)發(fā)使用不同縮減的合適的CORDIC單元，并 且因此用于一條管道的CORDIC單元的估計(jì)出的晶體管數(shù)目大約是5. 2萬(wàn)個(gè)晶體管。
圖21和22中電子數(shù)據(jù)表表示了對(duì)計(jì)劃的全息圖計(jì)算的估計(jì)，具有 16， 000 X 12， 000全息圖像素，從2， 000 X 1， 500像素實(shí)空間圖像開(kāi)始。對(duì)于子全息圖中的每 個(gè)像素，需要一個(gè)CORDIC操作，即總計(jì)每秒250*10、次操作。對(duì)于25MHz的管道頻率，需 要并行的9800個(gè)CORDIC單元。集群設(shè)計(jì)影響晶體管數(shù)目和設(shè)計(jì)效率，因?yàn)楦蟮募阂?味著全息圖數(shù)據(jù)分發(fā)成本更高。但是如果集群太小，集群中的計(jì)算就沒(méi)有效率，因?yàn)橐恍﹩?元在大多數(shù)時(shí)間里什么都不做，并且因此增加了晶體管的數(shù)目。 如果集群由1個(gè)透鏡功能單元和1個(gè)CORDIC單元構(gòu)成，則需要9800個(gè)集群和6. 6 億個(gè)晶體管用于子全息圖計(jì)算。如果集群由l個(gè)透鏡功能單元和8個(gè)CORDIC單元構(gòu)成，則 顯示裝置由1200個(gè)集群構(gòu)成，并且需要5.3億個(gè)晶體管用于子全息圖計(jì)算。因此，集群尺 寸可以在一個(gè)大范圍內(nèi)變化，并且對(duì)于采樣設(shè)計(jì)，選擇具有4個(gè)CORDIC單元和1個(gè)透鏡功 能的集群。作為估計(jì)，這導(dǎo)致2500個(gè)集群和5. 5億個(gè)晶體管用于子全息圖計(jì)算。
為了找出最優(yōu)的集群尺寸，必須進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。電子數(shù)據(jù)表中的數(shù)字(圖21和 22)僅是粗略的估計(jì)，但是它們表明了參數(shù)的主要依賴(lài)形式。 CORDIC (逐位方法，Voider算法)(對(duì)于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī))是計(jì)算雙曲線和 三角函數(shù)的簡(jiǎn)單、有效的算法。因?yàn)檫@里CORDIC用來(lái)將復(fù)數(shù)值從相位和量值轉(zhuǎn)換為實(shí)值和虛值，反之亦然，可以采用其它算法。如果沒(méi)有硬件乘法器(例如，簡(jiǎn)單的微控制器和 FPGAs)可用，則通常使用CORDIC，因?yàn)樗鼉H需要小的查詢(xún)表、位移位和加法。另外，當(dāng)在軟 件或?qū)Ｓ糜布袑?shí)施時(shí)，CORDIC算法適用于流水線操作?，F(xiàn)代CORDIC算法是在1959年由 Jack E. Voider首次描述的，盡管它與Henry Briggs早在1624年公開(kāi)的技術(shù)相類(lèi)似。起 初，CORDIC是以二進(jìn)制實(shí)施的。在1970年代，十進(jìn)制C0RDIC在袖珍式計(jì)算器中廣泛使用， 它們大多數(shù)不以二進(jìn)制操作而是以二進(jìn)編碼十進(jìn)制(BCD)操作。CORDIC特別適用于手持式 計(jì)算器，對(duì)于手持式計(jì)算器的應(yīng)用，價(jià)格(以及因此芯片上柵的數(shù)目)比速度更加重要。當(dāng) 無(wú)法得到硬件乘法器時(shí)(例如在微控制器中)，或者當(dāng)實(shí)施一個(gè)應(yīng)用所需要的柵極數(shù)目需 要最小化時(shí)(例如在FPGA中)，CORDIC通常比其它方法快。 CORDIC是"移位和相加"這類(lèi)算法的一部分，是起源于Henry Briggs的工作的對(duì) 數(shù)和指數(shù)算法。其它可以用于計(jì)算許多初等函數(shù)的移位和相加算法是BKM算法，該算法是 對(duì)復(fù)平面的對(duì)數(shù)和指數(shù)算法的歸納。例如，BKM可以通過(guò)計(jì)算O+ix的指數(shù)，即cosx+isinx 來(lái)計(jì)算實(shí)角度x(弧度)的正弦和余弦。BKM算法在1994年由J.C.Bajard、 S. KIa和 J. M.Muller在《IEEE Transactions on Computers》(43(8) :955-963， 1994年8月)第一 次公開(kāi)，該BKM算法比CORDIC稍微復(fù)雜一些，但是具有不需要換算因子的優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施 方式中，BKM算法可以用來(lái)替代CORDIC算法。
計(jì)算方法 當(dāng)前，中央處理單元(CPUs)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)單元主要使用數(shù)字同步邏輯 用于計(jì)算。FPGA全息圖計(jì)算也可以使用該方法。由于每個(gè)全息圖像素的低晶體管數(shù)量，所 以其它方法可以?xún)?yōu)選依賴(lài)于計(jì)算步驟。下面的列表表示了用于一些其它計(jì)算方法的主要特 性 數(shù)字同步邏輯(時(shí)鐘邏輯) 高晶體管數(shù)量 短計(jì)算時(shí)間 易計(jì)時(shí)計(jì)算 良好的設(shè)計(jì)工具支持 數(shù)字異步邏輯(非時(shí)鐘邏輯) 良好的功率效率 高晶體管數(shù)量 短計(jì)算時(shí)間 差的設(shè)計(jì)工具支持 難計(jì)時(shí)計(jì)算 脈沖寬度調(diào)制(P麗) 低晶體管數(shù)量 長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間 模擬 主要是從1950到1960年開(kāi)發(fā)的 除了簡(jiǎn)單高頻率使用以外，當(dāng)前模擬計(jì)算不常見(jiàn) 非常低的晶體管數(shù)量
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短計(jì)算時(shí)間 有限精度 高生產(chǎn)參數(shù)漂移依賴(lài) 混合技術(shù) 計(jì)算步驟的需求是不同的。由于如多晶硅晶體管的有限的容量，所以應(yīng)根據(jù)要求來(lái)選擇計(jì)算方法。最優(yōu)方法將依賴(lài)于精確的實(shí)施。下面為一些例子。 為了減少晶體管的數(shù)量，具有低要求的計(jì)算步驟如透鏡功能和譯碼可以使用P麗。模擬移位寄存器可以用于數(shù)據(jù)分發(fā)，因?yàn)閷?shí)空間數(shù)據(jù)和全息圖數(shù)據(jù)僅使用約8位的精度。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的同步CORDIC單元可以用來(lái)降低功率損耗。每個(gè)步驟使用多于一個(gè)的方法可以進(jìn)一步降低晶體管的數(shù)量，但會(huì)增加設(shè)計(jì)成本。
顯示裝置類(lèi)型 顯示裝置優(yōu)選為在顯示裝置表面使用晶體管或其它開(kāi)關(guān)元件(如電的、光的)的有源矩陣結(jié)構(gòu)。晶體管材料應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)寬度和開(kāi)關(guān)頻率以實(shí)施用于計(jì)算的附加的晶體管?？梢允褂脝尉Ч韬投嗑Ч枳凅w如低溫多晶硅(LTPS)、CGS、單顆粒硅或多晶硅鍺。無(wú)定形硅的開(kāi)關(guān)頻率對(duì)高性能全息圖計(jì)算來(lái)說(shuō)總體上太低。原則上，有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管也可以用作為開(kāi)關(guān)元件材料。傳統(tǒng)的大顯示裝置需要大的面積用于行和列導(dǎo)線。使用本發(fā)明的方法可以節(jié)省這個(gè)面積。 由于在更大顯示裝置上面積節(jié)省更大，因此優(yōu)選采用下面的顯示裝置類(lèi)型
基于LTPS的液晶顯示器(LCD) 基于LTPS的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)(包括發(fā)光聚合物(lightemittingpolymers， LEP)) 單晶硅僅用于小顯示裝置，與新方法相比有更少的優(yōu)勢(shì)。單晶硅使用的例子是
LCOS 數(shù)字光處理(DLP)技術(shù) 可以用于實(shí)施的可行的顯示技術(shù)的列表是 液晶顯示器(LCD) _類(lèi)型 硅上液晶LCOS 向列液晶NLC 扭曲向列TN 垂直排列向列VAN 鐵電液晶FLC 場(chǎng)致發(fā)射顯示器FED 表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器SED 碳納米管發(fā)射器(基于硅基板或涂在玻璃基板上的銦錫氧化物(indium tinoxide， ITO)，然而這些可以?xún)H用作為光源，因?yàn)榘l(fā)出非相干光)
機(jī)電系統(tǒng) 鏡陣列/數(shù)字光處理(DLP)技術(shù) 微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)鏡，也稱(chēng)為微光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS) 全息圖計(jì)算方法的列表
-查詢(xún)表(LUT)
-解析計(jì)算-公開(kāi)號(hào)為WO 2006/066919的專(zhuān)利文件中所描述的方法，這里通過(guò)參考引用該文件-射線追蹤方法 變換類(lèi)型 -2D變換-在水平平面中的ID變換-在垂直平面中的ID變換 編碼類(lèi)型-伯克哈特(Burckhardt)編碼
-僅相位編碼
-雙相位編碼
-BIAS編碼-最小距離編碼(minimum distance encoding,MDE)-使用每全息圖像素多于3個(gè)
SLM像素的編碼 硬件 外部全息圖計(jì)算單元可以由一對(duì)高端FPGAs或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)或具有約0. 52億個(gè)晶體管和500MHz管道頻率的全定制集成電路組成。為了向顯示裝置傳送數(shù)據(jù)，可以使用每秒發(fā)射1Gbits的約230的低電壓差分信號(hào)(LVDS)對(duì)。為了接收數(shù)據(jù)，還需要玻璃板上芯片(chip on glass, COG)行和列線驅(qū)動(dòng)器。如果計(jì)算集成在顯示裝置基板上，則僅高轉(zhuǎn)換頻率部分如數(shù)字視頻接口 (DVI)接收器必須在附加的硬件上實(shí)現(xiàn)。僅必須傳送數(shù)據(jù)速率50倍低的原始數(shù)據(jù)(參見(jiàn)圖l)。可以使用僅有少數(shù)與顯示裝置的連接的非常便宜的顯示裝置電子器件。這種電子器件與當(dāng)今低分辨率2D TFT顯示裝置幾乎相同。
注解 上述三種概要制造方法的特征可以在不脫離本發(fā)明范圍的前提下組合。
這里的圖中，所顯示的相對(duì)大小不一定按比例繪制。 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，本發(fā)明的各種修改和替換將會(huì)是顯而易見(jiàn)的，并且應(yīng)該理解，本發(fā)明不應(yīng)過(guò)分限定在這里所展示的說(shuō)明性例子中。 本發(fā)明中有許多概念(描述為"概念A(yù)-T")。附錄III包含可能對(duì)定義這些概念有用的內(nèi)容。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，對(duì)于一個(gè)概念的披露可能有助于闡明其它概念的情況。從本文件的其它部分將會(huì)清楚的是，這些概念的一些可以形成本發(fā)明的一部分。 附錄I
技術(shù)簡(jiǎn)介 以下章節(jié)作為用于實(shí)施本發(fā)明的一些系統(tǒng)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的說(shuō)明。 在傳統(tǒng)全息術(shù)中，觀察者可以看到物體(可以是變化的景象)的全息重建；然而他
距全息圖的距離并不相關(guān)。在一個(gè)典型的光學(xué)排列中，重建發(fā)生在照明全息圖的光源的圖像平面上或者圖像平面附近，因此重建發(fā)生在全息圖的傅立葉平面上或者附近。因此，重建具有與重建的真實(shí)世界物體相同的遠(yuǎn)場(chǎng)光分布。 —個(gè)早期的系統(tǒng)(在WO 2004/044659和US 2006/0055994號(hào)專(zhuān)利文件中描述，這里通過(guò)參考引用該兩篇文件的全部?jī)?nèi)容)確定了非常不同的排列，其中重建的物體根本不在全息圖的傅立葉平面上或者傅立葉平面附近。相反，虛擬觀察者窗口區(qū)在全息圖的傅立葉平面上；只有觀察者的眼睛在這個(gè)位置，才可以看到正確的重建。全息圖在LCD(或者其它類(lèi)型空間光調(diào)制器)上編碼，并以光學(xué)設(shè)置來(lái)照明，使得虛擬觀察者窗口成為全息圖的傅立葉變換(因此其是直接在眼睛上成像的傅立葉變換)；然后形成在觀察者窗口和SLM之間延伸的平截頭體中的重建物體，最好是以全息圖的菲涅爾變換描述的傳播，因?yàn)槠洳辉谕哥R的聚焦面中。其卻通過(guò)近場(chǎng)光分布(用球形波前建模，與遠(yuǎn)場(chǎng)分布的平面波前相反)確定。該重建可以出現(xiàn)在虛擬觀察者窗口 (如上所述，在全息圖的傅立葉平面中)和SLM之間的任何地方，或者甚至出現(xiàn)在SLM的后面作為虛擬物體。 該方法存在幾種結(jié)果。首先，全息視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師們面對(duì)的基本限制是SLM(或其它類(lèi)光調(diào)制器)的像素間距。目標(biāo)是能夠用以合理的花費(fèi)購(gòu)買(mǎi)的具有像素間距的SLMs實(shí)現(xiàn)大的全息重建。但在過(guò)去這是不可能的，原因如下。在傅立葉平面內(nèi)的鄰近衍射級(jí)之間的周期性間隔由AD/p給定，A是照明光的波長(zhǎng)，D是全息圖到傅立葉平面的距離，p是SLM的像素間距。但在傳統(tǒng)的全息顯示裝置中，重建物體在傅立葉平面內(nèi)或附近。因此，重建物體必須保持小于周期性間隔；如果其較大，則其邊緣將從鄰近衍射級(jí)開(kāi)始模糊重建。這導(dǎo)致非常小的重建物體_典型地只橫跨幾厘米，即使對(duì)于昂貴的、專(zhuān)業(yè)的小間距顯示裝置也是如此。但是用本方法，虛擬觀察者窗口 (其在上面所述過(guò)，位于全息圖的傅立葉平面中)僅需要與眼睛瞳孔一樣大。結(jié)果，即使具有中等間距尺寸的SLMs也可以使用。并且由于重建物體能夠完全填滿虛擬觀察者窗口和全息圖之間的平截頭，其實(shí)際上可以非常大，即，比周期性間隔大很多。此外，使用OASLM時(shí)，就沒(méi)有像素化(pixelation)，因此沒(méi)有周期性，這樣，保持虛擬觀察者窗口小于周期性間隔的限制就不再適用。 還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其在一個(gè)變型中展開(kāi)。當(dāng)計(jì)算全息圖時(shí)，以人們對(duì)重建物體的知識(shí)開(kāi)始-如，您可能具有賽車(chē)的3D圖像文件。該文件將描述從許多不同觀看位置中看到的物體是什么樣的。在傳統(tǒng)的全息術(shù)中，生成賽車(chē)的重建所需要的全息圖是在計(jì)算密集過(guò)程中從3D圖像文件直接得到的。但是虛擬觀察者窗口方法能提供不同的且計(jì)算更加有效的技術(shù)。以重建物體的一個(gè)平面開(kāi)始，我們可以計(jì)算虛擬觀察者窗口 ，因?yàn)槠涫俏矬w的菲涅爾變換。然后我們對(duì)所有物體平面執(zhí)行該方法，加和結(jié)果以產(chǎn)生累積的菲涅爾變換；這確定了跨越虛擬觀察者窗口的波場(chǎng)。然后我們計(jì)算全息圖作為該虛擬觀察者窗口的傅立葉變換。由于虛擬觀察者窗口包含物體的所有信息，所以?xún)H單平面虛擬觀察者窗口必須傅立葉變換成全息圖且不是多平面物體。如果從虛擬觀察者窗口到全息圖沒(méi)有單變換步驟，但有像迭代傅立葉變換運(yùn)算法則這樣的迭代變換，則這是非常有利的。如果需要迭代，每一個(gè)迭代步驟僅包含虛擬觀察者窗口的單傅立葉變換而不是每個(gè)物體平面的一個(gè)，結(jié)果是計(jì)算強(qiáng)度明顯減少。 虛擬觀察者窗口方法的另一個(gè)有趣的結(jié)果是所有重建給定物點(diǎn)所需要的信息包含在全息圖的相對(duì)小的部分中；這與傳統(tǒng)全息圖截然不同，傳統(tǒng)全息圖中重建給定物點(diǎn)的信息跨越整個(gè)全息圖分布。由于我們需要將信息編碼到全息圖的充分小的部分，意味著我們需要處理和編碼的信息總量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)全息圖。這進(jìn)而意味著傳統(tǒng)計(jì)算裝置(例如價(jià)格和性能適于批量上市銷(xiāo)售的傳統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP))甚至可以用于實(shí)時(shí)視頻全息術(shù)。
然而，存在一些不需要的結(jié)果。首先，距全息圖的觀看距離很重要-全息圖以這樣的方式編碼和照明僅當(dāng)眼睛處在全息圖的傅立葉平面上或附近時(shí)才能看到正確重建；而在標(biāo)準(zhǔn)的全息圖中，觀看距離并不重要。但是，有多種用于減小Z靈敏度或者圍繞減小Z靈敏度設(shè)計(jì)的技術(shù)。 還有，由于以這樣的方式編碼和照明全息圖僅在精確且小的觀看位置(即，尤其是水平定位，但也在Z距離上)才可以看到正確全息重建，所以需要眼睛追蹤。由于具有Z靈敏度，因此存在多種用于減小X、Y靈敏度或者圍繞減小X、Y靈敏度設(shè)計(jì)的技術(shù)。例如，由于像素間距(將隨著LCD制造業(yè)的進(jìn)步)減小，虛擬觀察者窗口尺寸將增大。此外，更加有效的編碼技術(shù)(像開(kāi)諾式編碼(Kinoform encoding))有助于將周期性間隔的更大部分作為虛擬觀察者窗口使用，并且因此增加了虛擬觀察者窗口。 上文所述假設(shè)我們正在處理傅立葉全息圖。虛擬觀察者窗口在全息圖的傅立葉平面內(nèi)，B卩，在光源的圖像平面內(nèi)。作為優(yōu)勢(shì)，未衍射光在所謂的DC點(diǎn)(DC-spot)聚焦。該技術(shù)還可以用于虛擬觀察者窗口不在光源的圖像平面內(nèi)的菲涅爾全息圖。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，未衍射的光作為干擾背景是不可見(jiàn)的。需要注意的另一點(diǎn)是術(shù)語(yǔ)"變換"應(yīng)當(dāng)解釋為包括與描述光傳播的變換相等同或相近似的任何數(shù)學(xué)或計(jì)算技術(shù)。變換僅僅只是物理過(guò)程的逼近，通過(guò)麥克斯韋波傳播方程更加精確地定義；菲涅爾和傅立葉變換是二階逼近，但具有這樣的優(yōu)點(diǎn)(a)由于它們是與微分相對(duì)的代數(shù)，因此可以以計(jì)算有效方法的方式來(lái)處理它們；(b)它們可以在光學(xué)系統(tǒng)中精確地實(shí)施。 進(jìn)一步的詳細(xì)介紹在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US 2006-0138711和US2006-0139710以及US2006-0250671中給出，這些文件的內(nèi)容以參考引用的方式結(jié)合于此。
附錄II 本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)匯編
計(jì)算機(jī)生成全息圖 計(jì)算機(jī)生成視頻全息圖CGH是從場(chǎng)景計(jì)算的全息圖。CGH可以包含表示重建場(chǎng)景所需要的代表光波的振幅和相位的復(fù)值數(shù)。例如CGH可以通過(guò)相干光追蹤來(lái)計(jì)算、通過(guò)場(chǎng)景和參考波之間的干涉的模擬來(lái)計(jì)算，或者通過(guò)傅立葉變換或菲涅爾變換來(lái)計(jì)算。
編碼 編碼是向空間光調(diào)制器(例如，其構(gòu)成單元，或連續(xù)的SLM，如0ASLM的鄰近區(qū))提
供視頻全息圖的控制值的過(guò)程。通常，全息圖包含表示振幅和相位的復(fù)值數(shù)。
編碼區(qū) 編碼區(qū)是視頻全息圖的典型的空間限制區(qū)，該區(qū)編碼單個(gè)場(chǎng)景點(diǎn)的全息圖信息?？臻g限制可以由突然的截?cái)嗷蛘哂赏ㄟ^(guò)虛擬觀察者窗口到視頻全息圖的傅立葉變換獲得的平穩(wěn)過(guò)渡來(lái)實(shí)現(xiàn)。
傅立葉變換 傅立葉變換用于計(jì)算在光調(diào)制器的遠(yuǎn)場(chǎng)中的光傳播。波前由平面波描述。
傅立葉平面 傅立葉平面包含空間光調(diào)制器上的光分布的傅立葉變換。沒(méi)有任何聚焦透鏡，傅
42立葉平面無(wú)限大。如果聚焦透鏡在光程中接近空間光調(diào)制器，則傅立葉平面等于包含光源
圖像的平面。 菲涅爾變換 菲涅爾變換用于計(jì)算空間光調(diào)制器的近場(chǎng)中的光傳播。波前由球形波描述。光波
的相位因子包含二次依賴(lài)于橫向坐標(biāo)的項(xiàng)。 平截頭 虛擬平截頭在虛擬觀察者窗口和SLM之間構(gòu)建，且在SLM后面延伸。場(chǎng)景在該平 截頭中重建。重建的場(chǎng)景的尺寸被該平截頭限制，而不是被SLM的周期性間隔限制。
光系統(tǒng) 光系統(tǒng)可以包括像激光這樣的相干光源或者像LED這樣的部分相干光源。部分相
干光源的時(shí)間和空間的相干必須足以有助于良好的場(chǎng)景重建，即，光譜線寬和發(fā)射表面的
橫向擴(kuò)張必須足夠小。 虛擬觀察者窗口 (VOW) 虛擬觀察者窗口是在觀察者平面中的虛擬窗口 ，通過(guò)其能看到重建的3D物體。 VOW是全息圖的傅立葉變換并且位于一個(gè)周期性間隔中以避免可見(jiàn)物體的多重重建。VOW 的尺寸必須至少是眼睛瞳孔的尺寸。如果至少一個(gè)VOW位于具有觀察者追蹤系統(tǒng)的觀察者 眼睛的位置，則VOW可以遠(yuǎn)小于觀察者移動(dòng)的橫向范圍。這有助于使用具有適中分辨率、因 此周期性間隔小的SLM?？梢詫OW設(shè)想成鎖眼，通過(guò)其可以看到重建的3D物體，要么每只 眼睛一個(gè)V0W，要么兩只眼睛一個(gè)V0W。
周期性間隔 如果CGH在由單獨(dú)可尋址單元組成的SLM上顯示，則抽樣CGH。該抽樣導(dǎo)致衍射圖 樣的周期性重復(fù)。周期性間隔是入D/p， A是波長(zhǎng)，D是全息圖到傅立葉平面的距離，p是 SLM單元的間距。然而OASLMs不具有抽樣，因此沒(méi)有衍射圖樣的周期性重復(fù)；重復(fù)實(shí)際被
有效抑制。
重建 用全息圖編碼的照明的空間光調(diào)制器重建原始光分布。該光分布用于計(jì)算全息 圖。理想地，觀察者將不會(huì)從原始光分布中分辨出重建的光分布。在大多數(shù)全息顯示裝置 中重建場(chǎng)景的光分布。但是在我們的顯示裝置中，在虛擬觀察者窗口中重建光分布。
場(chǎng)景 要重建的場(chǎng)景是真實(shí)的或是計(jì)算機(jī)生成的三維光分布。作為特殊的例子，其還可 以是二維光分布。場(chǎng)景可以構(gòu)成排列在空間中的不同的固定的或移動(dòng)的物體。 [O450] 空間光調(diào)制器(SLM) SLM用來(lái)調(diào)制入射光的波前。理想的SLM將能夠表示任意復(fù)值數(shù)，即分別控制光波 的振幅和相位。然而，典型的傳統(tǒng)SLM僅控制一個(gè)特性，要么是振幅、要么是相位，而且具有 還影響另一個(gè)特性的不期望的副作用。
附錄III
概念 本發(fā)明中有許多概念(描述為概念"A-T")。下面的內(nèi)容對(duì)定義這些概念可能會(huì) 有幫助。
A.與像素在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少-
與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
^些計(jì)算是使用
素之間的電路來(lái)執(zhí)行的'
區(qū)域的像素
所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用空間光調(diào)制器的像
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散
電路包括薄膜晶體管。
至少一些電路的有源區(qū)(active region)由多晶硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由連續(xù)顆粒硅(conti皿ous grain Si)組成。 至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅鍺組成。 至少一些電路的有源區(qū)由單晶硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由單顆粒硅(single grain Si)組成。
至少一些電路的有源區(qū)由有機(jī)半導(dǎo)體組成。
基板是單晶硅。
基板是玻璃。
僅實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置。
視頻幀速率至少約為25Hz。
圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。
全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法執(zhí)行的。
子全息圖用于計(jì)算。
用于加和子全息圖的數(shù)據(jù)在超過(guò)子全息圖尺寸的距離處進(jìn)行交換。 全息計(jì)算在整個(gè)顯示裝置表面均勻展開(kāi)。
全息計(jì)算被分為平鋪在顯示裝置表面稱(chēng)為集群(cluster)的小的相同的部分。
用于加和子全息圖的數(shù)據(jù)在超過(guò)集群尺寸的距離處進(jìn)行交換。
全息顯示可以通過(guò)將相同的集群平鋪到一起建立。
全息顯示裝置是高分辨率顯示裝置。
全息顯示裝置是很高分辨率的顯示裝置。
虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或者更寬。
虛擬觀察者窗口是1厘米或更寬。
為每個(gè)眼睛即為每個(gè)虛擬觀察者窗口構(gòu)建一個(gè)深度圖和強(qiáng)度圖對(duì)。
顯示單色圖像。
顯示彩色圖像。
顯示的彩色圖像是RGB格式。
為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)(sub-section)的值。 用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝置的子分區(qū)中相
足夠用于原始圖像數(shù)據(jù)傳送的導(dǎo)線比用于全息圖數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?dǎo)線要少,
降低數(shù)據(jù)傳輸頻率有利于降低行和列驅(qū)動(dòng)中的功率消耗。
現(xiàn)有技術(shù)解決方案中行和列導(dǎo)線所需要的像素區(qū)域的大部分可以用于其它目 的。
可以增加透明電極的面積，由此可以改善顯示裝置的透光率。
顯示面板可以使用傳統(tǒng)顯示技術(shù)來(lái)控制。
顯示裝置是使用硅上液晶技術(shù)制做的。
顯示裝置是使用MEMS技術(shù)制做的。
顯示裝置是使用場(chǎng)致發(fā)射顯示器技術(shù)制做的。
全息變換是一維變換。
全息變換是二維變換。
存在用于本地轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算出的數(shù)據(jù)的附加邏輯，并且附加邏輯還可以一并用于向 集群轉(zhuǎn)發(fā)原始圖像，以使可以消除至少一些全局行和列導(dǎo)線。
冗余的電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路在發(fā)現(xiàn)裝置
啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路出現(xiàn)故障時(shí)可以用來(lái)替代裝置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路。
使用全息顯示裝置的方法。 B.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，該裝置具有對(duì)空間光調(diào)制器的編碼 的有效計(jì)算 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用
與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且其中計(jì)算不涉及傅立葉變換的 計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用空間光調(diào)制器的像 素之間的電路來(lái)執(zhí)行的。
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散
區(qū)域的像素。
電路包括薄膜晶體管。 至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由連續(xù)顆粒硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅鍺組成。 至少一些電路的有源區(qū)由單晶硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由單顆粒硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由有機(jī)半導(dǎo)體組成。 基板是單晶硅。 基板是玻璃。 僅實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)傳送到顯示裝置。 視頻幀速率至少約為25Hz。 圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。 全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。 全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法執(zhí)行的。 子全息圖用于計(jì)算。
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全息計(jì)算在整個(gè)顯示裝置表面均勻展開(kāi)。
全息計(jì)算被分為平鋪在顯示裝置表面上稱(chēng)為集群的小的相同的部分。
全息顯示裝置是高分辨率顯示裝置。
虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或更寬。
顯示單色圖像。
顯示彩色圖像。
為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)的值。
用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝置的子分區(qū)中相 干。
足夠用于原始圖像數(shù)據(jù)傳送的導(dǎo)線比用于全息圖數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?dǎo)線要少。
降低數(shù)據(jù)傳輸頻率有利于降低行和列驅(qū)動(dòng)中的功率消耗。
現(xiàn)有技術(shù)解決方案中行和列導(dǎo)線所需要的像素區(qū)域的大部分可以用于其它目 的。
可以增加透明電極的面積，由此可以改善顯示裝置的透光率。
顯示面板可以使用傳統(tǒng)顯示技術(shù)來(lái)控制。
顯示裝置是使用硅上液晶技術(shù)制做的。
顯示裝置是使用MEMS技術(shù)制做的。
顯示裝置是使用場(chǎng)致發(fā)射顯示器技術(shù)制做的。
全息變換是一維變換。
全息變換是二維變換。
存在用于本地轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算出的數(shù)據(jù)的附加邏輯，并且附加邏輯還可以一并用于向 集群轉(zhuǎn)發(fā)原始圖像，以使可以消除至少一些全局行和列導(dǎo)線。
冗余的電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路在發(fā)現(xiàn)裝置
啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路出現(xiàn)故障時(shí)可以用來(lái)替代裝置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路。
物體發(fā)出的波前在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口 (VOW)中重建，并且其中三維場(chǎng)
景(3D S)的每個(gè)單個(gè)物點(diǎn)(0P)的重建僅需要子全息圖(SH)作為將在SLM上編碼的整個(gè)
全息圖(HE SLM)的子集。
在將場(chǎng)景(3D S)離散化為多個(gè)物點(diǎn)(OP)之后，對(duì)于每個(gè)可見(jiàn)的3D場(chǎng)景的物點(diǎn) (OP)，在SLM上編碼透鏡子全息圖(SHJ的復(fù)數(shù)值，其中透鏡子全息圖的復(fù)數(shù)值是用公式^ =e^{-i*[(Ji/Af)*(x2+y2)]}來(lái)確定的，其中A是參考波長(zhǎng)，f是焦距，x和y是子全息
圖平面中的正交坐標(biāo)。
為了移動(dòng)虛擬觀察者窗口遠(yuǎn)離視軸，在全息圖平面(hologram-plane, HE)中確 定棱鏡的子全息圖(SHp)。
對(duì)透鏡的子全息圖和棱鏡的子全息圖求巻積，該巻積可以象征性地表示為SH = SHL*SHP。
每個(gè)子全息圖(SH)用統(tǒng)一分布的相位偏移調(diào)制，其中相位偏移逐個(gè)子全息圖不 同。
加和子全息圖以形成整個(gè)全息圖。
用于重建的計(jì)算機(jī)生成全息圖的再現(xiàn)，該重建是實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的。
*查詢(xún)表用于全息計(jì)算中。
物點(diǎn)可以在重建平截頭中的任意位置生成。
使用全息顯示裝置的方法。 C.在同一基板上進(jìn)行解壓計(jì)算的全息圖顯示裝置 在全息顯示裝置中，在像素矩陣所占據(jù)的空間外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使 用公知的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)壓縮該全息圖編碼數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路中，再由 該電路對(duì)接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓功能。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同 一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。 電路包括薄膜晶體管。 至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由連續(xù)顆粒硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅鍺組成。 至少一些電路的有源區(qū)由單晶硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由單顆粒硅組成。 至少一些電路的有源區(qū)由有機(jī)半導(dǎo)體組成。 基板是單晶硅。 基板是玻璃。
視頻幀速率至少約為25Hz。 圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。 全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。 全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法執(zhí)行的。 子全息圖用于計(jì)算。 全息顯示裝置是高分辨率顯示裝置。 虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或更寬。 顯示單色圖像。 顯示彩色圖像。
為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)的值。
用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝置的子分區(qū)中相 降低數(shù)據(jù)傳輸頻率有利于降低行和列驅(qū)動(dòng)中的功率消耗。
現(xiàn)有技術(shù)解決方案中行和列導(dǎo)線所需要的像素區(qū)域的大部分可以用于其它目
可以增加透明電極的面積，由此可以改善顯示裝置的透光率。 顯示面板可以使用傳統(tǒng)顯示技術(shù)來(lái)控制。 顯示裝置是使用硅上液晶技術(shù)制做的。 顯示裝置是使用MEMS技術(shù)制做的。 顯示裝置是使用場(chǎng)致發(fā)射顯示器技術(shù)制做的。 全息變換是一維變換。
全息變換是二維變換。
冗余的電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路在發(fā)現(xiàn)裝置
啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路出現(xiàn)故障時(shí)可以用來(lái)替代裝置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路。
物體發(fā)出的波前在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口 (VOW)中重建，并且其中三維場(chǎng)
景(3D S)的每個(gè)單個(gè)物點(diǎn)(OP)的重建僅需要子全息圖(SH)作為將在SLM上編碼的整個(gè)
全息圖(HE SLM)的子集。
在將場(chǎng)景(3D S)離散化為多個(gè)物點(diǎn)(OP)之后，對(duì)于每個(gè)可見(jiàn)的3D場(chǎng)景的物點(diǎn) (OP)，在SLM上編碼透鏡子全息圖(SHJ的復(fù)數(shù)值，其中透鏡子全息圖的復(fù)數(shù)值是用公式^ =e^{-i*[(Ji/Af)*(x2+y2)]}來(lái)確定的，其中A是參考波長(zhǎng)，f是焦距，x和y是子全息
圖平面中的正交坐標(biāo)。
為了移動(dòng)虛擬觀察者窗口遠(yuǎn)離視軸，在全息圖平面(HE)中確定棱鏡的子全息圖 (SHP)。
對(duì)透鏡的子全息圖和棱鏡的子全息圖求巻積，該巻積可以象征性地表示為SH = SHL*SHP。，執(zhí)行全息計(jì)算的空間可以在，也可以不在與顯示裝置的基板相同的基板上。
執(zhí)行解壓計(jì)算的電路位于顯示裝置的像素之間。
執(zhí)行解壓計(jì)算的電路位于顯示裝置的像素矩陣外部，但在同一基板上。 *集群執(zhí)行解壓計(jì)算。
用于解壓計(jì)算的集群通過(guò)顯示裝置的行和列導(dǎo)線接收數(shù)據(jù)。
用于解壓計(jì)算的每個(gè)集群通過(guò)并行數(shù)據(jù)總線接收數(shù)據(jù)。
用于解壓計(jì)算的每個(gè)集群通過(guò)串行數(shù)據(jù)連接接收數(shù)據(jù)。
使用全息顯示裝置的方法。 D.在同一基板上進(jìn)行解壓計(jì)算的高分辨率顯示裝置 顯示高分辨率圖像數(shù)據(jù)的高分辨率顯示裝置，在該顯示裝置上，首先使用公知的 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)壓縮數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳送到顯示裝置基板上的電路中，然后該電路對(duì)接收 到的數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓功能，隨后在顯示裝置的像素上顯示數(shù)據(jù)。
解壓電路位于顯示裝置的像素之間。
解壓電路位于顯示裝置的像素矩陣外部，但與顯示裝置在同一基板上。
壓縮的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)秸麄€(gè)顯示裝置一部分的顯示裝置集群上，然后集群對(duì)接收
到的數(shù)據(jù)執(zhí)行解壓功能，再在本地集群的像素上顯示數(shù)據(jù)。 *顯示正常的顯示數(shù)據(jù)。
顯示全息顯示數(shù)據(jù)。 *執(zhí)行壓縮計(jì)算的空間可以在，也可以不在與顯示裝置的基板相同的基板上。
用于解壓計(jì)算的集群通過(guò)顯示裝置的行和列導(dǎo)線接收數(shù)據(jù)。
用于解壓計(jì)算的每個(gè)集群通過(guò)并行數(shù)據(jù)總線接收數(shù)據(jù)。
用于解壓計(jì)算的每個(gè)集群通過(guò)串行數(shù)據(jù)連接接收數(shù)據(jù)。
是很高分辨率的顯示裝置。
解壓是由每個(gè)集群在40ms或更少的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的。
全息圖像計(jì)算是在解壓之后執(zhí)行的。
48
，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同 一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且其中計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾 變換的計(jì)算。
素之間的電路來(lái)執(zhí)行的'
所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用空間光調(diào)制器的像
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散
區(qū)域的像素。
電路包括薄膜晶體管。
至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由連續(xù)顆粒硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅鍺組成。
至少一些電路的有源區(qū)由單晶硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由單顆粒硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由有機(jī)半導(dǎo)體組成。
基板是單晶硅。
基板是玻璃。
視頻幀速率至少約為25Hz。
僅實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置。
圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。
全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法來(lái)執(zhí)行的。
子全息圖用于計(jì)算。
顯示裝置是使用硅上液晶技術(shù)制做的。
顯示裝置是使用MEMS技術(shù)制做的。
顯示裝置是使用場(chǎng)致發(fā)射顯示器技術(shù)制做的。
使用高分辨率顯示裝置的方法。 E.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，該裝置通過(guò)并入用于全息變換和編 碼的附加處理單元具有用于圖形子系統(tǒng)的擴(kuò)展的3D渲染管道。 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，以使圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并 入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
全息計(jì)算是使用顯示裝置的像素之間的電路來(lái)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用在顯示裝置的像素矩陣外部、但與顯示裝置的像素在同一基板 上的電路來(lái)執(zhí)行的。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且其中計(jì)算不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換 的計(jì)算。
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散 區(qū)域的像素。
電路包括薄膜晶體管。
視頻幀速率至少約為25Hz。
僅實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置。
圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。
全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法來(lái)執(zhí)行的。
子全息圖用于計(jì)算。
全息計(jì)算在整個(gè)顯示裝置表面均勻展開(kāi)。
全息計(jì)算被分為平鋪在顯示裝置表面稱(chēng)為集群的小的相同的部分。
全息顯示裝置是高分辨率顯示裝置。
虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或更寬。
顯示單色圖像。
顯示彩色圖像。
為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)的值。
用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝置的子分區(qū)中相 干。
全息變換是一維變換。
全息變換是二維變換。
冗余的電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路在發(fā)現(xiàn)裝置
啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路出現(xiàn)故障時(shí)可以用來(lái)替代裝置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路。
物體發(fā)出的波前在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口 (V0W)中重建，并且其中三維場(chǎng)
景(3D S)的每個(gè)單個(gè)物點(diǎn)(0P)的重建僅需要子全息圖(SH)作為將在SLM上編碼的整個(gè)
全息圖(HE SLM)的子集。
在將場(chǎng)景(3D S)離散化為多個(gè)物點(diǎn)(0P)之后，對(duì)于每個(gè)可見(jiàn)的3D場(chǎng)景的物點(diǎn) (OP)，在SLM上編碼透鏡子全息圖(SHJ的復(fù)數(shù)值，其中透鏡子全息圖的復(fù)數(shù)值是用公式^ =e^{-i*[(Ji/Af)*(x2+y2)]}來(lái)確定的，其中A是參考波長(zhǎng)，f是焦距，x和y是子全息
圖平面中的正交坐標(biāo)。
為了移動(dòng)虛擬觀察者窗口遠(yuǎn)離視軸，在全息圖平面(HE)中確定棱鏡的子全息圖 (SHp)。
對(duì)透鏡的子全息圖和棱鏡的子全息圖求巻積，該巻積可以象征性地表示為SH = SHL*SHP。
每個(gè)子全息圖(SH)用統(tǒng)一分布的相位偏移調(diào)制，其中相位偏移逐個(gè)子全息圖不 同。
加和子全息圖以形成整個(gè)全息圖。
對(duì)于用于重建的計(jì)算機(jī)生成全息圖的再現(xiàn)，該重建是實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的。
*查詢(xún)表用于全息計(jì)算中。
物點(diǎn)可以在重建平截頭中的任意位置生成。
50
復(fù)制用于第一顯示波長(zhǎng)的Z圖兩次用于第二和第三顯示波長(zhǎng)。
對(duì)并行的三個(gè)顯示波長(zhǎng)的每個(gè)計(jì)算全息圖。
用于兩種顏色的顏色圖RGB內(nèi)容被復(fù)制到獨(dú)立的存儲(chǔ)器部分中，以確保對(duì)三種 顏色組分獨(dú)立存取。
用于每種顯示顏色的透鏡函數(shù)和棱鏡函數(shù)都經(jīng)過(guò)了復(fù)數(shù)乘法。
為顯示裝置的每個(gè)集群應(yīng)用隨機(jī)的相位。
計(jì)算出的SLM編碼經(jīng)受后續(xù)的處理，該后續(xù)的處理在全息顯示裝置集群中使用 附加的算法。
使用全息顯示裝置的方法。 F.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，該裝置通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道 的圖形卡的3D管道的方式，對(duì)三維空間中的點(diǎn)進(jìn)行依次全息變換 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，以使三維空間中的點(diǎn)的依次全息變 換通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D管道的方式來(lái)執(zhí)行。
全息計(jì)算是使用顯示裝置的像素之間的電路來(lái)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用在像素矩陣的外部、但與顯示裝置在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行 的。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且其中計(jì)算不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換 的計(jì)算。
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散 區(qū)域的像素。
電路包括薄膜晶體管。
視頻幀速率至少約為25Hz。
僅實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置。
圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。
全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法來(lái)執(zhí)行的。
子全息圖用于計(jì)算。
全息計(jì)算在整個(gè)顯示裝置表面均勻展開(kāi)。
全息計(jì)算被分為平鋪在顯示裝置表面稱(chēng)為集群的小的相同的部分。
全息顯示裝置是高分辨率顯示裝置。
虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或更寬。
顯示單色圖像。
顯示彩色圖像。
為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)的值。
用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝置的子分區(qū)中相 干。
全息變換是一維變換。
全息變換是二維變換。
冗余的電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路在發(fā)現(xiàn)裝置
啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路出現(xiàn)故障時(shí)可以用來(lái)替代裝置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路。
物體發(fā)出的波前在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口 (VOW)中重建，并且其中三維場(chǎng)
景(3D S)的每個(gè)單個(gè)物點(diǎn)(OP)的重建僅需要子全息圖(SH)作為將在SLM上編碼的整個(gè)
全息圖(HE SLM)的子集。
在將場(chǎng)景(3D S)離散化為多個(gè)物點(diǎn)(OP)之后，對(duì)于每個(gè)可見(jiàn)的3D場(chǎng)景的物點(diǎn) (OP)，在SLM上編碼透鏡子全息圖(SHJ的復(fù)數(shù)值，其中透鏡子全息圖的復(fù)數(shù)值是用公式^ =e^{-i*[(Ji/Af)*(x2+y2)]}來(lái)確定的，其中A是參考波長(zhǎng)，f是焦距，x和y是子全息
圖平面中的正交坐標(biāo)。
為了移動(dòng)虛擬觀察者窗口遠(yuǎn)離視軸，在全息圖平面(HE)中確定棱鏡的子全息圖 (SHP)。
對(duì)透鏡的子全息圖和棱鏡的子全息圖求巻積，該巻積可以象征性地表示為SH = SHL*SHP。
每個(gè)子全息圖(SH)用統(tǒng)一分布的相位偏移調(diào)制，其中相位偏移逐個(gè)子全息圖不 同。
加和子全息圖以形成整個(gè)全息圖。
對(duì)于用于重建的計(jì)算機(jī)生成全息圖的再現(xiàn)，該重建是實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的。 *查詢(xún)表用于全息計(jì)算中。
物點(diǎn)可以在重建平截頭中的任意位置生成。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
復(fù)制用于第一顯示波長(zhǎng)的Z圖兩次用于第二和第三顯示波長(zhǎng)。
對(duì)并行的三個(gè)顯示波長(zhǎng)的每個(gè)計(jì)算全息圖。
用于兩種顏色的顏色圖RGB內(nèi)容被復(fù)制到獨(dú)立的存儲(chǔ)器部分中，以確保對(duì)三種 顏色組分獨(dú)立存取。
用于每種顯示顏色的透鏡函數(shù)和棱鏡函數(shù)都經(jīng)過(guò)了復(fù)數(shù)乘法。
為顯示裝置的每個(gè)集群應(yīng)用隨機(jī)的相位。
計(jì)算出的SLM編碼經(jīng)受后續(xù)的處理，該后續(xù)的處理在全息顯示裝置集群中使用 附加的算法。
全息計(jì)算可以在顏色圖和Z緩沖全部可用之前開(kāi)始。
執(zhí)行用于每個(gè)子全息圖的全息計(jì)算所需要的時(shí)間少于一個(gè)幀時(shí)間周期。
執(zhí)行用于每個(gè)子全息圖的全息計(jì)算所需要的時(shí)間是17ms或更少。
'用于軍事應(yīng)用。
顯示裝置的每個(gè)集群都具有自己的查詢(xún)表用來(lái)存儲(chǔ)其顯示的子全息圖的編碼。
"閱讀了來(lái)自LUT的SH的內(nèi)容之后，計(jì)算當(dāng)前顯示的(SHn—》與新的SH(SH》之差。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換，通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D管 道的方式來(lái)執(zhí)行，不受特定類(lèi)型SLM的限制。
使用全息顯示裝置的方法。 G.在同一基板上進(jìn)行計(jì)算的全息圖顯示裝置，其對(duì)全息顯示裝置進(jìn)行隨機(jī)尋址
52
在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，以使用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù) 據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù) 的形式被發(fā)送到全息顯示裝置集群。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D 管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用顯示裝置的像素之間的電路來(lái)執(zhí)行的。，全息計(jì)算是使用在像素矩陣外部、但與顯示裝置在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且其中計(jì)算不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換 的計(jì)算。
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散 區(qū)域的像素。
電路包括薄膜晶體管。
視頻幀速率至少約為25Hz。
僅實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示裝置。
圖像數(shù)據(jù)由強(qiáng)度和深度圖數(shù)據(jù)組成。
全息計(jì)算是實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)執(zhí)行的。
全息計(jì)算是使用查詢(xún)表方法來(lái)執(zhí)行的。 *顯示子全息圖。
全息計(jì)算在整個(gè)顯示裝置表面均勻展開(kāi)。
全息計(jì)算被分為平鋪在顯示裝置表面稱(chēng)為集群的小的相同的部分。
全息顯示裝置是高分辨率顯示裝置。
虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或更寬。
顯示單色圖像。
顯示彩色圖像。
為了計(jì)算全息圖的像素值，僅考慮原始圖像的子分區(qū)的值。
用于重建的光不是在整個(gè)顯示裝置上完全相干，而是在顯示裝置的子分區(qū)中相 干。
全息變換是一維變換。
全息變換是二維變換。
冗余的電路，如TFTs，可以在像素矩陣的空間中制造，以使這種電路在發(fā)現(xiàn)裝置
啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路出現(xiàn)故障時(shí)可以用來(lái)替代裝置啟動(dòng)時(shí)使用的一些電路。
物體發(fā)出的波前在一個(gè)或多個(gè)虛擬觀察者窗口 (V0W)中重建，并且其中三維場(chǎng)
景(3D S)的每個(gè)單個(gè)物點(diǎn)(0P)的重建僅需要子全息圖(SH)作為將在SLM上編碼的整個(gè)
全息圖(HE SLM)的子集。
在將場(chǎng)景(3D S)離散化為多個(gè)物點(diǎn)(0P)之后，對(duì)于每個(gè)可見(jiàn)的3D場(chǎng)景的物點(diǎn) (OP)，在SLM上編碼透鏡子全息圖(SHJ的復(fù)數(shù)值，其中透鏡子全息圖的復(fù)數(shù)值是用公式^ =e^{-i*[(Ji/Af)*(x2+y2)]}來(lái)確定的，其中A是參考波長(zhǎng)，f是焦距，x和y是子全息圖平面中的正交坐標(biāo)。
為了移動(dòng)虛擬觀察者窗口遠(yuǎn)離視軸，在全息圖平面(HE)中確定棱鏡的子全息圖 (SHp)。
對(duì)透鏡的子全息圖和棱鏡的子全息圖求巻積，該巻積可以象征性地表示為SH = SHL*SHP。
每個(gè)子全息圖(SH)用統(tǒng)一分布的相位偏移一起調(diào)制，其中相位偏移逐個(gè)子全息 圖不同。
加和子全息圖以形成整個(gè)全息圖。
對(duì)于用于重建的計(jì)算機(jī)生成全息圖的再現(xiàn)，該重建是實(shí)時(shí)的或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的。
物點(diǎn)可以在重建平截頭中的任意位置生成。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
復(fù)制用于第一顯示波長(zhǎng)的Z圖兩次用于第二和第三顯示波長(zhǎng)。
對(duì)并行的三個(gè)顯示波長(zhǎng)的每個(gè)計(jì)算全息圖。
用于兩種顏色的顏色圖RGB內(nèi)容被復(fù)制到獨(dú)立的存儲(chǔ)器部分中，以確保對(duì)三種 顏色組分獨(dú)立存取。
用于每種顯示顏色的透鏡函數(shù)和棱鏡函數(shù)都經(jīng)過(guò)了復(fù)數(shù)乘法。
為顯示裝置的每個(gè)集群應(yīng)用隨機(jī)的相位。
計(jì)算出的SLM編碼經(jīng)受后續(xù)的處理，該后續(xù)的處理在全息顯示裝置集群中使用 附加的算法。
用于軍事應(yīng)用。
通過(guò)全息計(jì)算單元接收?qǐng)D像差分?jǐn)?shù)據(jù)。
如果在給定集群處連續(xù)幀的顯示數(shù)據(jù)之間沒(méi)有差異，或差異可忽略，則不需要向 集群發(fā)送數(shù)據(jù)。，向每個(gè)全息計(jì)算單元發(fā)送與用來(lái)在SLM上編碼的重建點(diǎn)相關(guān)的3D差異點(diǎn)圖像數(shù) 據(jù)(3D difference point image data)。
每個(gè)全息顯示裝置集群中都有分離器，該分離器將計(jì)算出的全息圖顯示數(shù)據(jù)分
為子全息圖數(shù)據(jù)以及大小和位置信息，其中，后兩者的值可以用來(lái)計(jì)算RAM中子全息圖的
地址范圍，以使子全息圖SH或SHD的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到集群中正確的SLM單元中。 *使用專(zhuān)門(mén)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM):在輸入側(cè)僅寫(xiě)入新SH或SH。s，同時(shí)在輸出側(cè)
逐行讀取整個(gè)存儲(chǔ)器，并將信息寫(xiě)入到SLM。
使用全息顯示裝置的方法。 H.在像素空間中具有計(jì)算功能的顯示裝置 在顯示裝置中，計(jì)算功能是通過(guò)與顯示裝置的像素設(shè)置在同一基板上的電路來(lái)執(zhí) 行的。
計(jì)算功能是通過(guò)顯示裝置的像素之間的電路來(lái)執(zhí)行的。
計(jì)算功能是通過(guò)在像素矩陣外部、但與顯示裝置在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
如果通過(guò)與顯示裝置的像素設(shè)置在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的計(jì)算功能在其它 位置執(zhí)行，則在顯示裝置上顯示數(shù)據(jù)時(shí)的延時(shí)會(huì)更少。
計(jì)算是圖解計(jì)算。
是高速游戲設(shè)備的一部分。
用于軍事應(yīng)用。
在顯示裝置的離散區(qū)域中執(zhí)行計(jì)算，以在逐個(gè)離散區(qū)域的基礎(chǔ)上編碼相應(yīng)離散 區(qū)域的像素。
電路包括薄膜晶體管。
至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由連續(xù)顆粒硅組成。
至少一些電路的有源區(qū)由多晶硅鍺組成。
至少一些電路的有源區(qū)由單晶硅組成。
圖像數(shù)據(jù)幀速率至少約為25Hz。
可以是并行計(jì)算的計(jì)算被分為平鋪在顯示裝置表面稱(chēng)為集群的小的相同的部 分。
顯示可以通過(guò)將相同的集群平鋪到一起來(lái)建立。
顯示裝置是高分辨率顯示裝置。
顯示裝置是很高分辨率的顯示裝置。
顯示彩色圖像。
顯示的彩色圖像是RGB格式。
顯示裝置是使用硅上液晶技術(shù)制做的。
存在用于本地轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算出的數(shù)據(jù)的附加邏輯，并且附加邏輯還可以一并用于向 集群轉(zhuǎn)發(fā)原始圖像，以使可以消除至少一些全局行和列導(dǎo)線。
使用顯示裝置的方法
I.遮擋 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且對(duì)于該全息顯示裝置，確保沿 著相同的視線更靠近虛擬觀察者的物點(diǎn)掩蓋更遠(yuǎn)離虛擬觀察者窗口的物點(diǎn)。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)的空間外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后用公知的數(shù)據(jù)壓縮技 術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù)執(zhí) 行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)
以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
使用計(jì)算來(lái)實(shí)施遮擋，該計(jì)算是通過(guò)與像素矩陣在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
使用計(jì)算來(lái)實(shí)施遮擋，該計(jì)算是通過(guò)在顯示裝置的像素之間的電路來(lái)執(zhí)行的。
虛擬觀察者窗口是眼睛瞳孔直徑大小或更寬。
V0W分割為兩個(gè)或更多片斷。
每個(gè)VOW片斷的大小與人眼瞳孔大小基本相同。
每個(gè)VOW片斷由不同的子全息圖編碼。
遮擋是在構(gòu)建深度圖和強(qiáng)度圖的階段執(zhí)行的。
使用全息顯示裝置的方法。
J.圖形卡功能 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且其中圖形卡功能是通過(guò)使用與 顯示裝置的像素在同一基板上的電路來(lái)實(shí)施的。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間的外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D管
道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)
以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
圖形卡功能是通過(guò)使用在顯示裝置的像素之間的電路來(lái)實(shí)施的。
圖形卡功能是通過(guò)使用在像素矩陣外部的電路來(lái)實(shí)施的。
圖形卡功能包括紋理映射。
圖形卡功能包括渲染多邊形。
圖形卡功能包括將頂點(diǎn)轉(zhuǎn)化到不同的坐標(biāo)系統(tǒng)中。
圖形卡功能包括可編程著色器。
圖形卡功能包括用以降低混淆現(xiàn)象的過(guò)采樣和插值技術(shù)。
圖形卡功能包括很高精度的彩色空間。
圖形卡功能包括2D加速計(jì)算能力。
圖形卡功能包括幀緩沖能力。.圖形卡功能包括運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(Moving Picture Experts Group,MPEG)圖元。
圖形卡功能包括執(zhí)行涉及矩陣和向量操作的計(jì)算。
圖形卡功能包括使用3D渲染管道，該3D渲染管道通過(guò)與像素矩陣在同一基板上 的TFTs來(lái)實(shí)施。
使用全息顯示裝置的方法。
K. 2D-3D轉(zhuǎn)換 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使 用與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且在該全息顯示裝置中實(shí)施 2D-3D圖像轉(zhuǎn)換。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮技 術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù)執(zhí) 行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)
以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
2D-3D圖像轉(zhuǎn)是使用與顯示裝置的像素在同一基板上的電路來(lái)實(shí)施的。
2D-3D圖像轉(zhuǎn)是使用與顯示裝置的像素不在同一基板上的電路來(lái)實(shí)施的。
2D-3D圖像轉(zhuǎn)換是使用在顯示裝置的像素之間的電路來(lái)實(shí)施的。 '2D-3D圖像轉(zhuǎn)換是使用在像素矩陣外部、但與顯示裝置的像素在同一基板上的電
路來(lái)實(shí)施的。
2D-3D圖像轉(zhuǎn)換是使用成對(duì)的立體圖像來(lái)實(shí)施的。
顯示裝置從接收到的數(shù)據(jù)中計(jì)算二維(2D)圖像以及其對(duì)應(yīng)的深度圖。
執(zhí)行2D-3D轉(zhuǎn)換的電路有權(quán)訪問(wèn)包含一組公知3D形狀的資料庫(kù)。
執(zhí)行2D-3D轉(zhuǎn)換的電路有權(quán)訪問(wèn)包含一組公知2D剖面圖的資料庫(kù)，該電路設(shè)法
找出與傳入的2D圖像數(shù)據(jù)相匹配的2D剖面圖。
2D-3D圖像轉(zhuǎn)換是基于單個(gè)、非自動(dòng)立體2D圖像來(lái)執(zhí)行的。
使用全息顯示裝置的方法。
L.會(huì)議(3D Skype ) 用其提供基于因特網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音和全息圖像(voice and holographicimage over internet protocol, VHI0IP)服務(wù)的全息顯示裝置。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同 一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間的外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù) 以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
提供VHI0IP點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
提供文件共享。
在所連接的全球網(wǎng)絡(luò)中，提供即時(shí)信息服務(wù)。
在所連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，提供通信服務(wù)。
在所連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，提供文件共享服務(wù)。
在所連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，提供即時(shí)信息服務(wù)。
提供在線、不可下載的允許用戶使用VHIOIP通信服務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件的臨時(shí)使用。
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提供用于下載的允許用戶使用VHI0IP通信服務(wù)的在線軟件。
提供用于訪問(wèn)全息顯示數(shù)據(jù)的域或域數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的入口。
使用全息顯示裝置的方法。
M.編碼補(bǔ)償 在全息顯示裝置中，在編碼步驟或編碼步驟之前，對(duì)全息圖像數(shù)據(jù)施加補(bǔ)償以提 供更容易觀看的圖像。，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用與空間光調(diào)制器的 像素在同 一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間的外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)
以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
補(bǔ)償是使用與顯示裝置的像素在同一基板上的電路來(lái)施加的。
補(bǔ)償是使用在顯示裝置的像素之間的電路來(lái)施加的。
補(bǔ)償是在編碼步驟施加到全息圖像數(shù)據(jù)上的。
補(bǔ)償是在編碼步驟之前施加到全息圖像數(shù)據(jù)上的。
施加補(bǔ)償以校正主要是淺色調(diào)(light tones)、并傾向于曝光不足的場(chǎng)景。
施加補(bǔ)償以校正主要是暗色調(diào)(dark tones)、并傾向于曝光過(guò)度的場(chǎng)景。
使用全息顯示裝置的方法。
N.眼睛追蹤 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且在該全息顯示裝置中實(shí)施眼睛
追蹤o 計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間的外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù) 以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
為單個(gè)觀察者實(shí)施眼睛追蹤。
為多個(gè)觀察者實(shí)施眼睛追蹤。
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眼睛追蹤是通過(guò)經(jīng)探測(cè)使用者的臉來(lái)限制搜索范圍，然后通過(guò)探測(cè)眼睛來(lái)限制 追蹤范圍，再通過(guò)追蹤眼睛來(lái)實(shí)施的。
提供用于執(zhí)行眼睛位置識(shí)別功能的眼睛追蹤計(jì)算模塊，該模塊具有由立體攝像 機(jī)提供的立體圖像對(duì)。
模塊返回每個(gè)眼睛相對(duì)于固定點(diǎn)的x-， y_，以及z-坐標(biāo)。
為了執(zhí)行追蹤所需要的計(jì)算是通過(guò)與顯示裝置像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行 的。
為了執(zhí)行追蹤所需要的計(jì)算是通過(guò)在像素矩陣中的電路來(lái)執(zhí)行的。
SLM面板上的全息編碼可以移位到面板平面中。
—個(gè)橫向方向上的眼睛追蹤是通過(guò)在SLM的x-或y-方向上移位整個(gè)全息編碼 內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
進(jìn)行追蹤以使相干地照亮SLM的光源與觀察者位置變化同步移動(dòng)。
使用全息顯示裝置的方法。
0.像差校正 在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且在該全息顯示裝置中實(shí)施像差 校正。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間的外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)
以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
像差校正是使用與像素矩陣在同一基板上的電路來(lái)實(shí)施的。
像差校正是使用在像素之間的電路來(lái)實(shí)施的。
像差是通過(guò)空間光調(diào)制器的編碼動(dòng)態(tài)地校正的。
校正后的像差是在微透鏡陣列中透鏡中的像差。
校正后的像差是在2D透鏡陣列中透鏡中的像差。 *顯示子全息圖。
總?cè)D是由子全息圖生成的。 *像差校正算法是與全息計(jì)算直至生成總?cè)D的步驟并行地、獨(dú)立地執(zhí)行的。
總?cè)D和像差校正圖一起調(diào)制。
像差校正算法是解析實(shí)施的。
像差校正算法是使用查詢(xún)表(LUT)來(lái)實(shí)施的。
使用全息顯示裝置的方法。 P.斑點(diǎn)校正
在全息顯示裝置中，所執(zhí)行的用來(lái)確定空間光調(diào)制器編碼的至少一些計(jì)算是使用 與空間光調(diào)制器的像素在同一基板上的電路來(lái)執(zhí)行的，并且在該全息顯示裝置中實(shí)施斑點(diǎn) 校正。
計(jì)算本身不涉及傅立葉變換的計(jì)算或菲涅爾變換的計(jì)算。
在像素矩陣所占據(jù)空間的外部計(jì)算全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后使用公知的數(shù)據(jù)壓縮 技術(shù)壓縮全息圖編碼數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)斤@示裝置基板上的電路，該電路再對(duì)接收到的數(shù)據(jù) 執(zhí)行解壓功能。
圖形子系統(tǒng)的3D渲染管道并入用于全息變換和編碼的附加處理單元。
三維空間中的點(diǎn)的依次全息變換是通過(guò)擴(kuò)展具有全息計(jì)算管道的圖形卡的3D
管道的方式來(lái)執(zhí)行的。
用于全息計(jì)算的實(shí)空間圖像數(shù)據(jù)是連續(xù)實(shí)空間圖像幀之差，并且全息顯示數(shù)據(jù)
以子全息圖差分?jǐn)?shù)據(jù)和顯示存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到全息顯示裝置集群。
斑點(diǎn)校正是使用與像素矩陣在同一基板上的電路來(lái)實(shí)施的。
斑點(diǎn)校正是使用在像素之間的電路來(lái)實(shí)施的。
斑點(diǎn)是通過(guò)空間光調(diào)制器的編碼動(dòng)態(tài)地校正的。 *顯示子全息圖。
總?cè)D由子全息圖生成。，斑點(diǎn)校正算法是與全息計(jì)算直至生成總?cè)D的步驟并行地、獨(dú)立地執(zhí)行的。
總?cè)D和斑點(diǎn)校正圖一起調(diào)制。
斑點(diǎn)校正算法是解析實(shí)施的。
斑點(diǎn)校正算法是使用查詢(xún)表(LUT)來(lái)實(shí)施的。
使用全息顯示裝置的方法。 Q.用于全息顯示裝置的數(shù)字版權(quán)管理(Digital Rights Management, DRM)中的 解密 在全息顯示裝置中，解密和全息圖計(jì)算是使用像素矩陣基板上的電路來(lái)執(zhí)行的。
，解密和全息圖計(jì)算是使用分布在像素矩陣的基板上的電路分布式執(zhí)行的。
解密和全息圖計(jì)算是使用像素矩陣內(nèi)的電路來(lái)執(zhí)行的。
解密和全息圖計(jì)算是使用在像素矩陣外部、但與像素矩陣在同一基板上的電路 來(lái)執(zhí)行的。
基板上沒(méi)有單個(gè)地方可以捕獲所有解密的數(shù)據(jù)。
對(duì)不同的面板區(qū)域使用不同的解密密鑰。
使用全息顯示裝置的方法。 R.用于2D顯示的數(shù)字版權(quán)管理(DRM)中的解密 在2D顯示裝置中，解密計(jì)算是使用分布在像素矩陣的基板上的電路分布式執(zhí)行 的。
解密計(jì)算是使用在像素矩陣中的電路分布式執(zhí)行的。
解密計(jì)算是使用在像素矩陣外部、但與像素矩陣在同一基板上的電路分布式執(zhí) 行的。
基板上沒(méi)有單個(gè)地方可以捕獲所有解密的數(shù)據(jù)。
對(duì)不同的基板區(qū)域使用不同的解密密鑰。
使用顯示裝置的方法。 在2D顯示裝置中，解密計(jì)算是使用在顯示裝置基板的單個(gè)區(qū)域中的電路來(lái)執(zhí)行 的。 電路在像素矩陣內(nèi)部。 電路在像素矩陣外部。 使用顯示裝置的方法。S.在硬連接到顯示裝置的硬件中實(shí)施的軟件應(yīng)用在顯示裝置中，可以通過(guò)使用軟件來(lái)實(shí)施的應(yīng)用，反而在硬件中通過(guò)使用分布在
SLM面板的基板上的電路來(lái)實(shí)施。
*顯示裝置是2D顯示裝置。 顯示裝置是全息顯示裝置。 應(yīng)用是使用在顯示裝置的像素之間的電路來(lái)實(shí)施的。 應(yīng)用是使用在顯示裝置的像素矩陣外部的電路來(lái)實(shí)施的。 使用顯示裝置的方法。T.用微棱鏡實(shí)施的可變射束偏轉(zhuǎn)使用能控制光束偏轉(zhuǎn)的微棱鏡陣列來(lái)追蹤觀察者的全息顯示裝置。 二維偏轉(zhuǎn)是通過(guò)使用兩個(gè)串聯(lián)的微棱鏡陣列來(lái)獲得的。 棱鏡是微液體棱鏡。 可以降低透鏡像差的光學(xué)效應(yīng)。
V0Ws設(shè)置在觀察者眼睛處。 設(shè)置在棱鏡陣列的前面或后面的聚焦工具有助于將光線會(huì)聚到vow中。 棱鏡不全具有相同的偏轉(zhuǎn)角。 棱鏡不都具有相同的偏轉(zhuǎn)角，以使從棱鏡陣列射出的光線在vow處稍微會(huì)聚。 棱鏡角計(jì)算是在SLM基板上的計(jì)算電路中執(zhí)行的。 棱鏡角計(jì)算是在棱鏡陣列基板上設(shè)置的計(jì)算電路中執(zhí)行的。
SLM的基板還用作棱鏡陣列的基板。 施加相位校正以補(bǔ)償棱鏡陣列所引起的相位不連續(xù)。 相位校正是由SLM來(lái)執(zhí)行的。 在投影型裝置中生成全息圖像，其中投影包括將SLM成像到棱鏡陣列上，同時(shí)在
VOW的前方發(fā)生所期望的3D場(chǎng)景的重建。
當(dāng)將SLM成像到棱鏡陣列上時(shí)，提供對(duì)棱鏡陣列的相位補(bǔ)償。 對(duì)棱鏡陣列的相位補(bǔ)償是由設(shè)置在靠近棱鏡陣列的附加SLM提供的。
0975] SLM是透光的，棱鏡陣列是反光的。
SLM是反光的，棱鏡陣列是透光的。 使用全息顯示裝置的方法。
權(quán)利要求
一種全息顯示裝置，包括空間光調(diào)制器(SLM)，還包括位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)，以使得觀察者的眼睛位置被追蹤，朝向觀察者的眼睛位置的可變射束的偏轉(zhuǎn)通過(guò)使用能夠控制光束偏轉(zhuǎn)的微棱鏡陣列來(lái)執(zhí)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息顯示裝置，其特征在于，位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)追蹤觀察 者的眼睛位置，朝向觀察者的眼睛位置的可變射束的偏轉(zhuǎn)通過(guò)使用能夠控制光束偏轉(zhuǎn)的微 棱鏡陣列來(lái)執(zhí)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全息顯示裝置，其特征在于，可變射束的偏轉(zhuǎn)是連續(xù)變化的。
4. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，可變射束的偏轉(zhuǎn)使用電 濕潤(rùn)技術(shù)來(lái)執(zhí)行。
5. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，可變射束的偏轉(zhuǎn)使用可 變電壓差來(lái)執(zhí)行，該可變電壓差施加到位于每個(gè)電濕潤(rùn)單元陣列的不同側(cè)面的不同電極 上。
6. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，棱鏡是微液體棱鏡。
7. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，二維偏轉(zhuǎn)通過(guò)使用兩個(gè) 串聯(lián)的微棱鏡陣列獲得。
8. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，虛擬觀察者窗口 (VOW) 設(shè)置在觀察者的眼睛處。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的全息顯示裝置，其特征在于，設(shè)置在棱鏡陣列前面或后面的 聚焦裝置有助于將光線會(huì)聚到虛擬觀察者窗口 (V0W)。
10. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，可以通過(guò)對(duì)空間光調(diào)制 器的編碼的動(dòng)態(tài)校正降低透鏡像差的光學(xué)效應(yīng)。
11. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，棱鏡不都具有相同的偏 轉(zhuǎn)角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的全息顯示裝置，其特征在于，棱鏡不都具有相同的偏轉(zhuǎn)角， 以使射出棱鏡陣列的光線在虛擬觀察者窗口 (VOW)處稍微會(huì)聚。
13. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，棱鏡角計(jì)算在SLM基板 上的計(jì)算電路中執(zhí)行。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，棱鏡角計(jì) 算在設(shè)置在棱鏡陣列的基板上的計(jì)算電路中執(zhí)行。
15. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，SLM的基板還用作棱鏡 陣列的基板。
16. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，施加相位校正以補(bǔ)償棱 鏡陣列所引起的相位不連續(xù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的全息顯示裝置，其特征在于，相位校正由SLM的操作來(lái)執(zhí)行。
18. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，全息圖像在投影型裝置 中生成，其中，投影包括將SLM成像到棱鏡陣列上，同時(shí)在V0W的前面發(fā)生所期望的3D場(chǎng)景 的重建。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，當(dāng)將 SLM成像到棱鏡陣列上時(shí)，為棱鏡陣列提供相位補(bǔ)償。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，通過(guò)設(shè) 置在靠近棱鏡陣列的附加SLM為棱鏡陣列提供相位補(bǔ)償。
21. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，SLM是透光的，棱鏡陣 列是反光的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，SLM是反 光的，棱鏡陣列是透光的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，其特征在于，SLM是透 光的，棱鏡陣列是透光的。
24. —種生成三維場(chǎng)景的全息重建的方法，該三維場(chǎng)景由多個(gè)離散的點(diǎn)組成，該方法使 用上述任一權(quán)利要求所述的全息顯示裝置，該顯示裝置包括照明空間光調(diào)制器的光源和光 學(xué)系統(tǒng)；所述方法包含步驟在空間光調(diào)制器上編碼全息圖。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種全息顯示裝置，它包括空間光調(diào)制器，還包括位置探測(cè)和追蹤系統(tǒng)，以使得觀察者的眼睛位置被追蹤，朝向觀察者的眼睛位置的可變射束的偏轉(zhuǎn)通過(guò)使用能夠控制光束偏轉(zhuǎn)的微棱鏡陣列來(lái)執(zhí)行。
文檔編號(hào)G03H1/22GK101743519SQ200880024344
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者亞歷山大·史威特納, 伯·克羅爾, 羅伯特·梅斯巴奇 申請(qǐng)人:視瑞爾技術(shù)公司