一个自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备，用于创建、生成、显示和共享高清自由空间“弹出”和“沉入”全息图，带有弹出和沉入全息增强现实(AR)，虚拟现实(VR)和混合现实(MR)的制作方法

一个自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备，用于创建、生成、显示和共享高清自由空间“弹出”和“沉入”全息图，带有弹出和沉入全息增强现实(ar)，虚拟现实(vr)和混合现实(mr)
1.背景
技术领域
2.本发明的实施例涉及没有头饰或可穿戴设备的自由空间全息图和全息相机镜头。


背景技术：

3.到目前为止，所有所谓的可用全息图必须从非常有限的特定位置或借助一些反射介质或反射镜(0102)来观看，以便投射光束并获得其反射或获得显示在显示面板(0101)或其他让反射的光线回到观察者的眼睛。目前可用的所谓全息图(0103)是在反射介质内产生的，或者全息图被看作是在如图1和图2所示的反射镜的表面后面。
4.除了科幻小说和电影之外，没有任何与真正生成自由空间全息图的设备相关的现有技术。作为现有技术的全息图使用反射镜或某种反射介质来形成在二维显示屏中显示的图片的反射或投影到具有反射或折射光学特性的某些介质上的图像的反射，因此，这些不是真正的自由空间全息图。此外，目前可用的使用头套和眼镜的增强现实(ar)和虚拟现实(vr)设备在由相机捕获的二维实时图像之上提供等距图像或二维x，y透视图像，该二维实时图像仍然是平面2d图像，尽管它们以3d形式销售。在本文公开的光学单元上没有相关的技术。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种产生破土动工的3维高清自由空间全息图的方法和装置自由空间“弹出”和“下沉”全息图可以从各个方向观看，并且可以进行演练，或者将手通过自由空间“弹出”和“下沉”全息图。此外，本文公开的自由空间“弹出”和“沉入”全息图不使用任何特殊介质，例如烟雾、镜子、反射屏幕或可穿戴设备，例如头饰和特殊眼镜。该设备可用于捕获自由空间“弹出”和“沉入”全息图质量图像和视频的相机可使用具有光致变色或热变色或磁变色或电致变色材料环的组合的镜头。此外，本发明在此公开了“自由空间全息图增强现实(ar)”和“自由空间全息图虚拟现实(vr)”和“自由空间全息图混合现实(mr)”体验。自由空间增强现实体验使得该方法和设备在移动设备/电视屏幕上或在专门设计的墙壁、地板或屋顶上提供诸如科幻电影《星际迷航》中的“空心甲板”的体验。该设备可用于由多个人同时查看“弹出”或“沉入”全息图“弹出”和“沉入”增强现实(ar)，虚拟现实(vr)和混合现实(mr)，具有单个设备。
6.当本文公开的全息图设备在自由空间“弹出”和“沉入”全息图增强现实模式下操作时，插入到由相机实时捕获的图像中的对象、人或任何东西将具有主要为x、y和z的三个维度的感知，其中z坐标将决定真实增强现实体验的“弹出”或“下沉”方面。“弹出”被称为能够观察人工引入的对象或人，就好像它们位于ar设备的屏幕的表面之外一样。类似地，“沉
入”被称为能够观察人工引入的对象或人，就好像它们位于ar设备的屏幕的表面之下或ar设备的屏幕内部。
7.与该设备结合的音频提供多维多向音频效果，给自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备带来自然的感觉。
8.这里提出的本发明详细描述了一种方法和装置，其中可以从任何方向观看全息图，而不需要任何反射镜、反射介质、反射屏幕或可穿戴眼镜或头饰。本文公开的全息图是在自由空间中或换句话说，在空气中产生的，除了移动设备或电视或计算机监视器或智能手表的特殊显示屏或本文公开的照明照片或照明图片之外，没有任何其他光学组件。
9.这是有史以来的第一个发明，它实际上示出了如图3所示在空间中产生的自由空间全息图。
10.本文公开的自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示器可以是使用电力的有源“弹出式”和“沉入式”显示器，或者无源“弹出式”和“沉入式”显示器。不使用电力的地方。
附图说明
11.图1示出了附着在图像显示屏幕顶部的镜子。
12.图2示出了附着在图像显示屏幕顶部的镜子。
13.图3示出了自由空间“弹出”和“进入”显示设备或屏幕上的自由空间“弹出”和“进入”全息图。
14.图4示出了自由空间“弹出”和“沉入”全息图屏幕的结构的重要组成部分。
15.图4a示出了图4的层(4002)的可能的组成，但不限于这些。
16.图5示出了与单个或多个镜子一起使用的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示，以给自由空间“弹出”和“沉入”全息图提供特殊效果。
17.图6示出了在显示屏的表面上形成的液体透镜或透镜阵列，以创建自由空间“弹出”和“沉入”全息图。
18.图7示出了光学图案或光学透镜阵列或材料或结构在显示屏顶部以多个方向图案制成，以便使完整的圆形自由空间“弹出”和“沉入”全息图，其中观察者可以观看正面、背面、通过在自由空间全息图中漫步来观察双方的观点
19.图8示出了可以通过静电致动器或电磁致动器相对于显示屏移动的结构或透镜阵列或致动器或光学&电磁/静电组件阵列。
20.图9a示出了可折叠的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示。
21.图9b示出了在屏幕中间具有铰链的可折叠自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示器。
22.图10示出了在屏幕中间具有铰链的可折叠自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示器。
23.图11示出了在医疗保健设备中使用的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示面板。图12示出了在诸如mri和cat扫描机的医疗保健设备中使用的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示面板。
24.图13示出了使用在自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示装置上观看的内窥镜胶囊捕获的图像。
25.图14示出了自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示屏幕，其用于在飞机机舱内或汽车机舱内或房屋内或航天器内或车辆内创建不同的多个环境。
26.图14示出了自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示屏幕，其用于在飞机机舱内或汽车机舱内或房屋内或航天器内或车辆内创建不同的多个环境。
27.图15示出了由柔性屏幕或刚性屏幕制成的自由空间“弹出”和“沉入”全息显示屏。灵活的自由空间“弹出”和“沉入”全息图屏幕用作飞机机舱或任何其他机舱或建筑物的内壁或隔板上的贴纸或墙纸。
28.图16示出了自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示面板，该显示面板用于在健身房、体育场内创建围绕健身器的不同多个环境，从而创建虚拟3d环境。
29.图17示出了用于具有电话和无线宽带功能的智能手表的自由空间全息图显示面板。
30.图18示出了在用于视频会议的移动设备中使用的自由空间全息图显示屏幕，使得在自由空间全息图屏幕顶部的自由空间全息图中可以看到个人的图像。
31.图19示出了在电视中使用的自由空间全息图显示屏幕，允许观众观看任何平凡的电视节目，如体育或新闻，以“弹出”和“沉入”的全息形式呼吸。
32.图20示出了在诸如x射线图像的医疗设备中使用的自由空间全息图显示屏，计算机轴向断层扫描(cat)扫描图像，磁共振成像(mri)扫描图像，超声扫描图像，内窥镜获取的图像，内窥镜胶囊获取的图像。
33.图21a示出了在教育工具，如ar(增强现实)/vr(虚拟现实)/mr(混合现实)培训工具或专业人员和学生的设备。
34.图21b示出了在教育工具，如ar(增强现实)/vr(虚拟现实)/mr(混合现实)培训工具或专业人员和学生的设备。
35.图22示出了在网络研讨会、基于网络的虚拟会议、具有用于市场营销的自由空间“弹出”和“进入”全息图的虚拟旅游中使用的自由空间“弹出”和“进入”全息图显示屏/设备、远程学习、电子学习，教育研讨会，培训研讨会，商务会议，医疗与合作会议，远程医学。
36.图23a示出了自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示设备，其配备有在时尚业中使用的自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示屏幕，其中各种服装的全息图像可以显示为全息图。
37.图23b示出了在自由空间全息图设备上形成的衣服的真人大小的自由空间全息图，该设备水平或平坦地放置在地板上并生成全息图以垂直。为了虚拟地穿上衣服，一个人可以走进全息图，并检查全息图中的衣服在另一个人身上的样子。
38.图23c示出了观众可以走进电影中的对象，例如自由空间“弹出”和“下沉”全息图，使用自由空间“弹出”和“下沉”全息图创建第一个穿行电影体验。
39.图24a示出了具有可视自由空间“弹出”和“进入”全息图显示的多媒体设备或图像和视频显示设备或组件，其具有自由空间“弹出”和“进入”全息图弹出和进入的组合自由空间“弹出”和“下沉”全息图效果对增强现实，虚拟现实和混合。
40.图24b示出了新的虚拟对象被插入到由ar、vr、mr设备的相机捕获的实时图像中，其中新对象和实时图像都显示在弹出和输入全息图中
41.图25示出了用于查看街景地图的自由空间“弹出”和“沉入”全息图ar设备。
42.图26示出了自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备，该设备用于由多人同时观看“弹出”或“沉入”3d增强现实(ar)或虚拟现实(vr)或混合(mr)现实，用一个设备。
43.图27示出了用于手势识别的手势。
44.图28示出了光致变色或热致变色或磁致变色或电致变色材料的并列环被涂漆或制造在透镜上。
45.图28a示出了光致变色或热致变色或磁致变色或电致变色材料的并置环的俯视图。图29a示出了在会聚透镜上涂漆或制造的光致变色或热致变色或磁致变色或电致变色材料的并置环的截面图。
46.图29b示出了在发散透镜上涂漆或制造的光致变色或热致变色或磁致变色或电致变色材料的并置环的截面图。
47.图30示出了在透镜上涂漆或制造的光致变色材料的并置环，其选择性地转向为不透明的，使得朝向外边缘的环首先变得不透明，并且朝向更朝向透镜中间的环延伸，当光强度逐渐增加，从而使光圈逐渐变小，模仿人眼的瞳孔。
48.图30a示出了双区板。
49.图30b示出了正弦区板
50.图31示出了能够捕获“弹出”和“沉入”全息图的图像和视频的相机的示意图。
51.图32示出了用于生成空间音频效果的幅度和频率测量。
52.图33示出了光的弯曲以生成自由空间全息图。
53.图33a示出了通过使用并结合了脑波检测和命令技术或脑电图来操纵的自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备。
54.图34示出了用于创建多个并排(sbs)多视图自由空间的多个摄像机或多个图像传感器“弹出”和“下沉”全息图用于捕获前视图、后视图、侧视图，顶视图和底视图以及这些被馈送到自由空间“弹出”和“沉入”全息图以生成360度自由空间“弹出”和“沉入”全息图的视图。
具体实施方式
55.在下面的描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的各种说明性实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，为了不不必要地模糊所描述的实施例的相关方面，没有描述公知的工艺操作。
56.在一个实施例中，在柔性或刚性显示器的顶部看到或创建自由空间“弹出”和“沉入”全息图(0403)，但不限于以下内容:液晶显示器(lcd)或各种类型的发光二极管显示器(led)或各种类型的有机发光二极管显示器，例如oled，amoled但不限于这些，薄膜晶体管(tft)，阴极射线管(crt)，电子纸显示器，数字纸张显示器或任何类型的像素化显示器、像素化图像和照片、像素化视频、照明照片或照明图片或类似的显示面板(0401)，其上构建有多层结构(0402)，但不限于这些显示面板类型。本发明详细描述了一种方法和装置，其中自由空间“弹出”和“沉入”全息图可以从所有方向观看并且可以遍历，或者将手穿过自由空间“弹出”和“沉入”全息图(0403)。此外，本文公开的自由空间“弹出”和“沉入”全息图不使用任何特殊介质，例如烟雾、镜子、反射屏幕或可穿戴设备，例如头饰和特殊眼镜。在显示面板
(0401)上放置一些特定的特征和结构(0402)，以便以这样的方式引导光，以获得自由空间“弹出”和“进入”全息图上的自由空间“弹出”和“进入”全息图显示面板(0300)。
57.在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图面板(0300)，其能够显示自由空间“弹出”和“沉入”全息图、“弹出”或“沉入”3d增强现实(ar)，虚拟现实(vr)和混合(mr)现实包含具有不同光学特性和特征的材料的一个或多个不同堆叠(0402)，在基于液晶显示器(lcd)或任何类型的基于发光二极管(led)或基于光或阴极射线管(crt)的显示器或基于电子纸或基于数字纸的显示器或基于像素的图像和照片或基于像素的基于视频或照明图片或基于照明照片的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示(0300)，具有特殊性能的特殊材料的特殊功能构建在显示器的顶部。构建在显示器(0401)上的典型多层(0402)结构在自由空间中生成全息图(0403)。所述多层结构可以包含以下的一种或组合:光学聚焦层&结构、光学透镜阵列、光学折射层&结构、光学衍射层、光导层和结构、光学间隔层、发散光学层、会聚光学层、透镜光学层、光学全内反射结构层、光学全内反射层、粘合层、光耦合层、光粘合耦合层、用于全息图微调的电磁或静电致动器、用于全息图微调的液压或气动致动器、用于眼睛跟踪的单个或多个相机，具有像素阵列的显示器，用于显示照明的背光，带量子点的背光照明，滤色器和滤光片阵列。
58.在一个实施例中，自由空间全息图显示器能够显示自由空间“弹出”和“沉入”全息图、“弹出”或“沉入”3d增强现实(ar)，虚拟现实(vr)和混合(mr)现实包含一个或多个具有不同光学特性和特征的不同材料层，在基于液晶显示器(lcd)或任何类型的基于发光二极管(led)或基于光或基于阴极射线管(crt)的显示器或基于照明图像或基于照明照片的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示器(0300)具有具有特殊性能和功能的特殊材料构建在显示器顶部。构建在显示器上的典型多层结构(0402)在自由空间(0403)中生成全息图。多层结构(0402)包含以下中的一个或多个:透镜和反射镜的组合阵列、棱镜阵列、透镜阵列、反射镜阵列、透镜阵列、凸透镜阵列、凹透镜阵列、发散透镜阵列，会聚透镜阵列，多面结构阵列，多面透镜阵列，多面反射镜阵列，发散光学阵列，会聚光学阵列，透镜光学阵列，致动器阵列，电磁滤光片阵列，滤色片阵列，偏振器阵列，光学滤波器阵列、反射镜阵列、亲水区域阵列、光学全内部反射结构阵列、疏水区域阵列、亲水(6001)和疏水(6002)区域的组合阵列、各种形状和种类的液体透镜阵列、电磁电感器阵列。上述每一个的尺寸可以在几纳米到几毫米或几厘米之间变化。
59.在一个实施例中，自由空间全息图显示器(0300)可以与单个或多个反射镜(5001)一起使用，以便与自由空间全息图(5002)一起观看多个全息图。镜子与自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示屏(0300)成各种角度放置，但仍在镜子前面形成自由空间“弹出”和“沉入”全息图(5002)，以便观察者可以通过自由空间全息图触摸
60.在一个实施例中，液体透镜(6003)或透镜阵列形成在显示屏(6000)的表面上，以便产生自由空间全息图(6004)。通过在显示器的表面上图案化亲水性(6005)和疏水性(6006)区域并将液体施加到该图案化表面上，从而在亲水性区域上产生透镜，来产生液体透镜。当液体涂抹在具有图案化的亲水和疏水区域的表面上时，液体透镜在亲水区域上自成型。
61.在一个实施例中，光学图案或光学透镜或材料或结构的阵列以多个定向图案形成在显示屏(7000)的顶部上，以便使完整的圆形自由空间“弹出”和“沉入”全息图，其中观察
者可以观看前方，返回，通过在自由空间全息图中漫步，可以看到两个方面的视图。例如，显示屏(7000)可以被划分为四个三角形区域，并且每个区域中使用的材料和结构图案(7001)被专门设计用于该特定区域。
62.在一个实施例中，结构阵列(8001)或透镜阵列或致动器阵列或光学&电磁/静电组件中的一个或多个可以相对于显示屏(8003)移动，以便优化自由空间“弹出”和“进入”的性能和质量全息显示面板(8000)，借助于静电致动器(8002)或电磁致动器。
63.在一个实施例中，可折叠自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示器(9001)可用作可折叠书籍、可折叠平板电脑、可折叠显示器、可折叠电视、可折叠电话。当显示器折叠时，它看起来像是一个封闭的书，当它打开时，它可以是一个自由空间“弹出”和“下沉”全息图(9002)生成书或一个自由空间“弹出”和“下沉”全息图生成平板电脑或自由空间“弹出”和“沉入”全息图生成监视器或自由空间“弹出”和“沉入”全息图生成电视或自由空间“弹出”和“沉入”全息图生成电话。在这里，当折叠的显示器打开时，自由空间“弹出”和“沉入”全息图将弹出。所有这些都可以显示沉入或弹出自由空间“弹出”和“沉入”全息图(9003)和自由空间“弹出”和“沉入”全息图增强现实(ar)或虚拟现实(vr)或混合(mr)现实。
64.在一个实施例中，两个或更多个自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示屏幕(1001)(1002)可以用铰链连接在一起以创建可折叠的自由空间全息图显示(1000)。这种可折叠全息图显示器可用作全息图书、可折叠平板电脑、可折叠显示器、可折叠电视、可折叠手机、其中，当显示器被折叠时，它看起来像是一个封闭的书，当它被打开时，它可以是全息图生成书或全息图生成平板或全息图生成监视器或全息图生成电视或全息图生成电话。这里，当折叠显示器打开时，自由空间“弹出”和“沉入”全息图(1003)将弹出。
65.在一个实施例中，本文公开的自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示面板(1101)用于移动电话、电视、计算机监视器和在诸如x射线机(1102)的医疗保健设备中使用的显示器。计算机轴向断层扫描(cat)扫描机(1201)，磁共振成像(mri)扫描仪机器(1201)、超声波扫描仪机器、内窥镜胶囊(1301)以在自由空间“弹出”和“沉入”全息图中查看扫描图像(1103)、(1203)、(1302)。例如，当对怀孕的母亲进行胎儿扫描以检查胎儿的健康状况时，胎儿被视为自由空间“弹出”和“下沉”全息图，其中胎儿可以在自由空间“弹出”和“下沉”全息图显示面板上方看到扫描仪设备和医生可以对胎儿进行精确评估。此外，通过使用配备有自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示面板的电话或平板电脑或合适的设备，胎儿的父母可以通过使用胎儿的自由空间“弹出”和“下沉”全息图来对胎儿进行“虚拟拥抱”。内窥镜胶囊在人体内用于捕获视频或静止图像，并在自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示设备上显示捕获的多媒体内容。
66.在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示面板连接到设备或组件，在所述设备或组件中，专门处理的视频信号或静止图像被生成并被传送到全息图显示器的输入端。设备或组件可以具有wi-fi、蓝牙、2g、3g、4g、5g或其他通信手段、gps能力以及其他多种数字和模拟功能和操作。
67.在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示屏(1402)用于在飞机机舱(1401)内或在汽车机舱内或在房屋内或在航天器内或在车辆内创建不同的多个环境。在展台的内部或外部，使用自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图(1403)展示数千或数百万种产品，展示珍贵和奢侈品，但不限于这些。例如，飞机乘客可以将他自己的优选环境内容保存
或记录到数字或模拟存储器中，例如存储卡、硬盘、拇指驱动器等。例如，但不限于以下，自由空间弹出并沉入全息图用于模拟和创建诸如在丛林(1403)(1503)，海滨，在自由空间“弹出”和“下沉”全息图或观众/乘客希望拥有的任何东西中观看电影。自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备可以加载使用cad软件创建的3d模型，这些模型可以用于生成自由空间“弹出”和“沉入”全息图。可以在观众可以看到的所有区域和方向上创建环境。自由空间“弹出”和“沉入”全息显示屏(1402)可以用柔性屏幕或刚性屏幕制成。灵活的自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图屏幕(1501)用作飞机机舱的内壁或隔板上的贴纸或墙纸，或在任何其他车辆机舱或建筑物中。
68.在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示面板(1602)用于在体育馆、体育场内创建不同的多个环境(1601)。围绕锻炼机(1603)创建虚拟“弹出”和“沉入”环境，例如“弹出”和“沉入”全息图丛林，其中锻炼机浸入自由空间“弹出”和“沉入”全息图，但不限于这些。例如，但不限于以下内容，自由空间弹出并沉入全息图用于模拟和创建诸如在丛林，海滨或任何观众希望拥有的环境。可以在观众可以看到的所有区域和方向上创建环境。
69.在一个实施例中，自由空间“pop-out”&“sink-in”全息图显示设备的用户可以通过使用全息图设备中提供的软件进行绘图，然后将必要的变换和变换应用于图纸，然后在自由空间“弹出”和“浸入”全息图显示设备上显示图纸的自由空间“弹出”和“浸入”全息图。
70.在一个实施例中，自由空间全息显示面板用于具有电话和无线宽带功能的智能手表(1701)。当使用该全息智能手表接收电话呼叫或通信时，可以看到另一个呼叫者的自由空间全息图(1702)。例如，可以将其视为另一个呼叫者正站在或坐在具有电话设施(1701)的智能全息手表上。
71.在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图(1802)可以通过4路硬件开关(1803)或4路软开关(1804)来打开或关闭，由此显示器在2d模式之间切换。沉入模式，弹出模式和自由空间“弹出”和“沉入”3d全息模式。当全息图显示器在2d模式下操作时，以这样的方式保持显示器的清晰度，即可以非常清晰地看到显示器上显示的非常精细的文本或特征，并且比iphone 11pro max显示器或目前可用的任何其他移动显示器清晰得多。当全息图显示在2d或“弹出”和“进入”模式下操作时，以这样的方式保持显示清晰度，使得可以非常清楚地看到显示在显示器上的非常精细的文本。在3d模式下，自由空间“弹出”和“沉入”全息图模式和2d模式下，它可以全色和高清(hd)或超高清(uhd)或4k或8k或任何其他更高或更低的分辨率运行，而不限于这些分辨率。
72.在一个实施例中，自由空间全息图显示屏(1801)用于在视频会议中使用的移动设备中，使得在自由空间全息图(1802)中看到个人的图像，在自由空间全息图屏幕的顶部和自由空间“pop-out”和“sink-in”全息图用于虚拟人事助理，如苹果公司的“siri”语音助理，谷歌公司的谷歌助理，亚马逊公司的alexa语音助理等，但不限于这些，其中，它显示自由空间中的人(1802)在移动设备或全息图设备之上或之上的“弹出”和“沉入”全息图，与设备的用户交互地交谈，以使与虚拟人事助理的体验更真实。
73.在一个实施例中，自由空间全息图显示屏(1801)被用作gps导航设备，使得用户能够清楚地可视化他们将要前往的环境，并且用于诸如游戏、观看视频和体育的娱乐，在苹果设备中使用语音助手(如“siri”)时，弹出自由空间“弹出”和“沉入”全息图人形(1802)，仅
举几例。
74.在一个实施例中，在电视(1901)中使用自由空间全息图显示屏幕，允许观看者观看任何平凡的电视节目，例如体育或新闻，以“弹出”和“沉入”全息形式呼吸。电视可以垂直或水平放置，并且可以旋转以使其处于横向位置或纵向位置，从而使多个观看者(1903)能够从多个方向和多个模式观看自由空间“弹出”和“沉入”全息图(1902)。
75.在一个实施例中，自由空间全息图显示屏(2001)用于诸如x射线图像的医疗设备中，计算机轴向断层扫描(cat)扫描图像，磁共振成像(mri)扫描图像，超声扫描图像，内窥镜采集的图像，内窥镜胶囊采集的图像，仅举几个例子，但不限于这些。这允许以全息形式(2002)看到这些图像，因此便于由多个人员从全息图周围360
°
观察和分析。
76.在一个实施例中，自由空间全息显示屏(2101)用于教育工具，例如用于专业人员和学生的ar(增强现实)/vr(虚拟现实)/mr(混合现实)培训工具或设备(2102)。这通过将设备悬停在特定文本或图像(2103)上方的“弹出”和“沉入”全息图显示，以激活设备上的ar/vr功能(2102)，从而使机器如何工作的特定视觉效果(2105)，可以以全息形式看到科学实验的进行方式或教科书中文本所描述的内容的视觉表示，以增强学习能力。这种使用可能在教育行业尤其重要，例如，医务人员将能够以“弹出”和“沉入”全息形式查看人体的整个系统，只需将自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图设备悬停，相机就可以打开他们的教科书或笔记，从而使他们可以更轻松地可视化在医疗程序(例如手术)中需要做的事情。类似地，用于自由空间全息图ar/vr/mr设备(2012)的自由空间“弹出”和“进入”全息图显示器可以是使用电力时的有源自由空间“弹出”和“进入”全息图显示器或无源自由空间不使用电力的“弹出”和“沉入”全息图显示。在本发明中，配备有自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图显示面板(2101)的自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图ar/vr/mr设备(2102)可以用于培训手册(2106)中，以用于观看,例如，可以查看“弹出”和“沉入”全息空间中的飞机发动机(2103)，并且可以在自由空间“弹出”和“沉入”全息空间(2105)中可视化其部件。当ar，vr，mr设备的相机用于扫描书籍时，并且当相机聚焦于特定的图表/照片/视频时，ar，vr或mr将自动在自由空间“弹出”上播放相关内容和“下沉”全息图。
77.在一个实施例中，在网络研讨会、基于web的虚拟会议(2200)、具有用于营销的自由空间“弹出”和“下沉”全息图的虚拟旅游中使用自由空间“弹出”和“下沉”全息图显示屏幕/设备(2201)。远程学习，电子学习，教育研讨会，培训研讨会，商务会议(2200)，医疗与合作会议，远程医学和更多的用途和应用，其中可以在自由空间“弹出”和“沉入”全息图(2202)中看到人和物体，就像活着的人或物体坐在或站在显示屏(2201)上一样，由此创建虚拟3d环境(2200)，其使虚拟会议的参与者感到对进行或参与虚拟会议的人(2203)非常自然。
78.在一个实施例中，配备有自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示屏幕(2301)的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示设备用于时尚界。从帽子和鞋子到t恤和连衣裙的各种服装(2302)物品的全息图像可以显示出来，以显示服装物品的确切尺寸，从而允许买方(2303)准确地可视化他们穿着衣服时的外观，从而提供虚拟的“合身”体验。当涉及到网上购物时，这是特别有利的，因为很难想象一个人在某件衣服中的样子。借助自由空间全息图显示设备，将解决此问题。在这里，可以用相机捕获人的照片，并且可以将人的照片转换为自由空间全息图，并且还可以将需要检查的衣服以全息图形式(2302)叠加在人的照片上
(2303)，以便查看好坏特殊的衣服会在人身上看起来。生活尺寸的衣服自由空间全息图(2304)可以形成在自由空间全息图设备(2301)上，该设备水平或平放置在地板上，并生成全息图以垂直。为了虚拟地穿上衣服，一个人(2305)可以走进全息图，并检查全息图中的衣服在另一个人身上的样子。服装设计师可以使用自由空间全息图(2304)来设计服装，以便可以在缝制服装之前进行虚拟试穿特殊的服装，同样，设计工程师可以使用自由空间“弹出”和“下沉”全息图设备与cad(计算机辅助设计)工具来生成和查看实时大小的自由空间“弹出”和“下沉”全息图(2304)来检查他们的汽车设计，发动机，建筑物，机器，设备，消费品，工业品，列出一些但不限于这些。
79.在一个实施例中，通过具有大尺寸的自由空间全息图设备(2301)，可以在自由空间“弹出”和“下沉”全息图(2306)中观看电影，该设备配备有自由空间“弹出”和“下沉”全息图屏幕水平放置在地板上并生成全息图(2306)中的电影是垂直的。例如，通过自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备屏幕创建全息图房屋(2306)，然后，观众(2307)可以走进全息图房屋，创建第一穿行电影体验。
80.在一个实施例中，自由空间“弹出”和“下沉”全息图增强现实(ar)设备或自由空间“弹出”和“下沉”全息图虚拟现实(vr)设备或自由空间“弹出”和“下沉”全息图混合现实(mr)设备是通过在ar设备或ar硬件顶部附加一个自由空间“弹出”和“进入”全息图启用屏幕来实现的，vr设备或vr硬件，mr设备或mr硬件或包括ar设备上的任何其他3d启用3d屏幕。自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图启用屏幕或3d启用屏幕不仅限于lcd，基于发光二极管或液晶显示器(lcd)或各种类型的发光二极管显示器(led)或各种类型的有机发光二极管显示器，例如oled，amoled但不限于这些，薄膜晶体管(tft)，阴极射线管(crt)，电子纸显示器，数字纸张显示器或照明照片或照明图片或类似的显示面板具有构建在其上或附接到其上的多层结构，但不限于这些显示面板类型或仅在现有屏幕顶部的附件。人工引入到由自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图ar的摄像机捕获的图像或实时视频中的多媒体内容，vr或mr设备以这样的方式被处理，使得人工引入的内容被视为好像是从“弹出”和“进入”显示屏幕出来的，或者将被接收到显示屏幕内部的内容。自由空间“弹出”和“沉入”全息图ar是由2d，3d和全息图光学硬件和多媒体内容的组合创建的。3d观看可以通过使用特殊的眼镜或甚至不使用特殊的眼镜或眼镜来完成。
81.在一个实施例中，反射板、反射表面或反射镜(5001)以与自由空间“弹出”和“沉入”显示面板成角度放置。从而增强或倍增显示在自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示面板(5002)之上的自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示面板(0300)。
82.在一个实施例中，多媒体设备(2401)或图像和视频显示设备或具有视觉显示器的组件，其具有以下中的一个或多个的组合，使得自由空间“弹出”和“下沉”全息图(2402)弹出和下沉自由空间“弹出
”‑
out”和“sink-in”全息图对增强现实的影响，虚拟现实和混合设备可能具有以下内容:
[0083]-具有人眼般的镜头(2802)的相机，用于捕获具有“弹出”和“沉入”全息图功能的图像
[0084]-一种相机镜头，其通过根据作为人眼瞳孔的光强度改变人眼的镜头光圈来模拟人眼(3001)，并聚焦和捕获本文公开的“弹出”和“沉入”图像。
[0085]-拥有操作多媒体设备的软件
[0086]-拥有生成弹出和下沉3d效果的软件
[0087]-当3d ar，vr，mr设备的用户观看时，具有能够产生弹出和下沉3d效果的视觉显示。
[0088]-具有新的虚拟对象(2403)，并能够将新对象(2403)人为地插入ar，vr的摄像机捕获的实时图像(2404)中，mr设备，其中新对象(2403)和实时图像(2404)都以弹出式和沉入式3d显示，其中，弹出式是指被视为在屏幕之外的对象，而沉入式是指在显示器表面之下或之后的对象屏。
[0089]-具有新的虚拟视频，以将新的视频插入到成像设备的摄像机捕获的实时图像中，其中新的视频和实时图像都显示在弹出和下沉的自由空间“弹出”和“下沉”全息图。
[0090]-通过在视觉显示屏顶部构建或放置特殊的光学设备和组件阵列，将常规视觉显示屏转换为弹出式和沉入式自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图，从而使眼镜能够自由观看自由空间“弹出”和“下沉”全息图。
[0091]-通过在常规视觉显示屏上构建或放置特殊的光学屏幕，将常规视觉显示屏转换为弹出式和沉入式自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图，从而使眼镜可以自由观看自由空间”弹出“和”下沉“全息图。
[0092]-通过在常规视觉显示屏上构建或放置特殊的滤光片，将视觉显示屏转换为弹出和下沉的自由空间“弹出”和“下沉”全息图功能的视觉显示，从而使眼镜免费全息图观看。
[0093]-通过在常规视觉显示屏顶部使用偏振材料并使用眼镜查看弹出和下沉自由空间“弹出”和“下沉”显示，将常规显示转换为“弹出”和“下沉”显示”视觉显示屏上的全息图图像。
[0094]-将相机捕获的图像转换为弹出和沉入自由空间“弹出”和“沉入”全息图图像，当这些图像在自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示中移位时，就像人类在三维空间中看到现实世界的物体一样，它可以被视为三维图像中的弹出和下沉。叠加在相机捕获的图像上的对象的图像也转换为3d友好的弹出和沉入“弹出”和“沉入”功能的全息图图像。
[0095]-通过与“弹出”和“下沉”增强现实设备一起使用的特殊软件算法将正常图像转换为“弹出”和“下沉”功能的图像。
[0096]-根据用户选择的设置，可以调整放置对象的深度，以便可以将对象视为从视觉显示屏中弹出或沉入屏幕。
[0097]-通过将相机指向照片或物体，ar，vr，mr设备将开始在增强现实(ar)设备的屏幕上播放弹出式或沉入式自由空间“弹出”和“沉入式”全息图视频，如图5所示。21(a)、21(b)。
[0098]-具有将相机指向照片或物体的能力，ar或vr设备将开始在虚拟现实(vr)设备的屏幕上播放弹出式或沉入式自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图视频，如图2和图3所示。21(a)、21(b)。
[0099]-具有自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备的功能，可以用作称为gps设备的地理定位系统设备，它可以在弹出和下沉自由空间“弹出”和“下沉”全息图(2502)中显示地图。
[0100]
在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图ar装置(2501)用于观看街景(2502)、地图、世界地图、卫星成像、鸟景、全息透视。
[0101]
在一个实施例中，自由空间“弹出”和“进入”全息图(2601)设备用于由多人(2603)同时查看“弹出”或“进入”3d增强现实(ar)或虚拟现实(vr)或混合(mr)现实(2602)),具有
单个设备(2601)。自由空间“弹出”和“沉入”全息图(2602)与自由空间“弹出”和“沉入”全息图增强现实(ar)一起使用，自由空间“弹出”和“沉入”全息图虚拟现实(vr)和自由空间“弹出”和“沉入”全息图混合现实(mr)功能，如图27所示，该功能与手势识别相结合，其中，观察者可以做出某个手势，或者例如，将他的手指指向某个方向，以将存在于ar、vr或mr设备中的对象旋转到某个方向。手势不限于手指的指向，而是可以与可以附接到手臂的设备一起使用，使得手臂运动可以被检测并传输到自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备，该设备用于自由空间“弹出-输出“&”下沉“全息图操作，但不限于这些方法。
[0102]
在一个实施例中，光致变色或热致变色或磁致变色或电致变色材料的并置环(2801)和(2802)被涂漆或制造在透镜(2802)上，如图28所示。作为示例的图28的会聚透镜的截面图在图29(a)、图29(b)中示出，但不限于这些类型的透镜，并且透镜的俯视图如图30所示，但不限于该图案或设计。光致变色材料的不透明度随光强的变化而变化，热致变色材料的不透明度随温度的变化而变化，磁致变色材料的不透明度随磁场的变化而变化，电致变色材料的不透明度随电场的变化而变化。当光致变色材料用于环并且当光强度低于预定值时，所有环都是透明的，并且透镜的孔径(3001)处于最大值。当光强度增加时，涂漆的光致变色环(2801)(2802)变得不透明。环可以选择性地转向为不透明的，使得当光强度逐渐增加时，朝向外边缘的环首先变得不透明，并且朝向更朝向透镜中间的环延伸，从而使光圈逐渐变小，如图30所示，模仿人眼的瞳孔。类似地，根据用于环的材料，热致变色环、磁致变色环或电致变色环可以分别通过施加热量、磁场和电场选择性地制成不透明。光致变色环可以通过来自视场及其周围环境的光而被制成不透明，并入射到环上，从而形成自给自足的智能孔径(3001)。对于基于热致变色或磁致变色或电致变色的孔径环，必须通过分别使用外部或内部刺激物(例如热，磁场，电场)来控制，并利用反馈技术来确定要施加的刺激物的量。通过使用这些可变光圈/可变焦距镜头的组合，制作了非常高质量的相机，可以捕获具有非常高图像质量的图像和图像细节，可以轻松捕获具有3d全息图功能的图像和视频，其中视野中的所有对象都聚焦。为了激活基于热致变色或磁致变色或电致变色的孔环，可能需要向环(2801)的激活器(2802)提供电力，例如热致变色环将需要电加热器元件来激活环。为了在透镜表面提供电，使用了诸如氧化铟锡的光学透明电极，但不限于氧化铟锡。图28，图29(a)，图29(b)，图30分别示出了会聚透镜表面上的并置孔径环，会聚透镜的横截面和发散透镜的横截面。图28所示的透镜的俯视图如图28(a)所示。一些区域环的设计如图30所示。
[0103]
在一个实施例中，上述光致变色或热致变色或磁致变色或电致变色并置环被用作可变聚焦区板透镜或可变聚焦菲涅耳区透镜，用于通过适当的刺激物(例如光、热、磁场或电场。这些环可以是同心环，也可以是无心环。这些环也可以以这样的方式操作:通过选择性地向环施加适当的刺激剂，可以使几个相邻的环透明，而下几个环可以以重复的方式使其不透明，如图30a和图30b所示。根据用于环的材料，为了使其与在其上涂漆，印刷或制造环的透镜一起用作复合透镜。图30a和图30b中的这些可以通过施加刺激剂选择性地制成透明或不透明的环用于制造双区板，其中每个透明和不透明环的表面积(3001)(3002)相等，其中这些环在不透明和透明之间交替。类似地，通过使每个不透明和透明的环(3003)(3004)的宽度相等而制成正弦区板。由上述复合透镜的集合形成的一系列透镜或透镜系统用于形成变焦透镜或适当间隔的上述区域板的堆叠或与规则透镜组合的适当间隔的上述
区域板的堆叠用于形成聚焦和变焦透镜。通过使用上述这些智能可变光圈/可变焦距/可变变焦镜头的组合，制作了非常高质量的相机(3100)，其可以捕获具有非常高图像质量的图像和可以容易地捕获具有3d全息功能的图像和视频的图像细节。在它的视野中的所有物体都在焦点上，这些摄像机可以用于移动设备、临床诊断设备、工程应用、空间应用，如卫星和航天器、网络摄像头、监控和安全摄像机、身体摄像机、可穿戴摄像机、汽车摄像机，汽车仪表板摄像机，内窥镜和内窥镜胶囊摄像机以及需要摄像机或图像或视频采集的设备或应用。
[0104]
在一个实施例中，上述光学透镜与其它光学透镜结合用于制造具有全息变焦的自由空间“弹出”和“沉入”全息相机(3100)，其具有附接到相机(3100)上的多个臂(3101)(3102)，仅使用一个图像传感器(3103)，多个组合光学模块(3104)(3105)(3106)(3107)(3108)(3109)(3110)(3111)(3112)(3113)，通过使用光学系统同时捕获来自多个视点的多个图像，其中光学系统使用多个棱镜(3105)(3110)或反射镜(3105)(3110)来分别获得光的全内反射或光的反射，以便转向，通过透镜、光圈和区域板的组合将来自多个方向的光引导和传输到单个图像传感器(3103)上。仅使用一个图像传感器为相机提供了以下额外的好处，以克服图像传感器同步和定时、色彩平衡和匹配、帧同步、曝光校正等问题，列出一些但不限于这些问题。本相机可以并排或上下或并排上下的图像或视频。
[0105]
在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备由视频和静止图像处理技术和算法组成，该技术和算法结合了使用诸如平移、变换、正弦变换、余弦变换等方法和过程中的一种或多种的图像和视频处理。tan变换、逆cos tan变换、旋转变换、傅立叶变换、双分裂变换，但不限于这些。
[0106]
在一个实施例中，可以增强模拟真实生活听觉效果的自由空间“弹出”和“沉入”全息图体验的空间音频被合并到自由空间“弹出”和“沉入”全息图中。此音频提供多维多向音频效果。通过控制音频参数(例如但不限于振幅、频率、高音等)来获得效果。这里，例如，为了模拟车辆通过空间音频从左侧移动到右侧，车辆的声音的振幅在左侧耳机或扬声器上逐渐增加，而对于右侧耳机或扬声器，声音的振幅以低得多的量或速率增加，如图32(a)所示，直到当车辆位于观察者的前方或显示屏的中间时两个振幅都相等为止，但不限于此。随后，当车辆继续行驶到屏幕的右侧或经过观察者时，左侧扬声器或耳机处的振幅逐渐减小，而右侧扬声器或耳机的振幅逐渐减小到零，如图32(b)所示。但不限于此。类似地，调整频率以结合众所周知的多普勒效应，从而增强音频再生的自然感。当车辆朝向观察者或屏幕中心移动时，频率逐渐增加，直到车辆到达屏幕的前面或中间，并且当车辆远离观察者或屏幕中心移动时，频率逐渐降低，如图32(c)所示，但不限于此。
[0107]
在一个实施例中，借助于由放置在周围区域上或表面之下或表面上或上方的磁场发生器阵列产生的磁场选择性地弯曲光(3301)。磁场发生器不限于电磁场发生器。光束路径(3303)在自由空间中的弯曲使得能够创建自由空间“弹出”和“沉入”全息图(3302)。
[0108]
在一个实施例中，通过使用并结合脑波检测和命令技术或脑电图和音频识别来操纵自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备(3304)。与自由空间“弹出”和“沉入”全息图的特定操作相关的脑电波是使用电极或耳机(3306)检测的，所述耳机附接到活体人/动物的头部或其他相关身体部分，然后分析检测到的脑电波，并转换后，通过无线传输方法将相关命令传输到自由空间“弹出”和“输入”全息图设备，然后，在自由空间“弹出”和“沉入”全息图设
备接收到命令时，完成全息图(3305)的相关预期改变。脑电波检测和命令技术对该设备很有用，因为例如，在手术期间，外科医生将能够操作/操纵/转动/旋转x射线，通过使用外科医生的脑波检测，cat扫描或mri扫描(3305)或访问自由空间“弹出”和“沉入”全息图设备(3304)上的任何其他信息，而无需他们使用手或声音。此外，自由空间“弹出式”和“沉入式”全息图装置可以借助耳机(3306)通过附接到人的头部的电极经由脑电波检测和命令技术向外科医生发送信息。类似地，来自不同身体部位的信号可用于操纵“弹出”和“沉入”全息图装置，但不限于这些信号。类似地，“弹出式”和“沉入式”全息图设备可以通过无线支持的脑电波耳机直接向用户的大脑发送信号，以刺激大脑并与之通信。
[0109]
在一个实施例中，多个相机或多个图像传感器(3405)用于创建多个并排(sbs)多视图自由空间“弹出”和“沉入”全息图用于捕获前视图、后视图、侧视图、顶视图和底视图以及这些视图被馈送到例如但不限于显示面板的预定多个特定区域(3401)(3402)(3403)(3404)，以生成360度自由空间“弹出”和“下沉”全息图。
[0110]
在一个实施例中，自由空间“弹出”和“沉入”全息图显示设备用于同时在自由空间“弹出”和“沉入”全息图中投影两个或更多个不同的电影或图片，两个或更多个观看者可以观看。每个观众可以在给定的时间观看一部电影，而不会受到其他自由空间“弹出”和“下沉”全息图电影或照片的任何干扰。