[發明專利]基于多層空間光調制器的高分辨全息三維顯示裝置和方法

有效

• 申請號: 201210279616.8
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102809918A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 劉旭;夏新星;曹子盛;李海峰;鄭臻榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G03H1/22
• 分類號: G03H1/22;G02B27/22;H04N13/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，包括：

相干光源，提供相干光；

擴束準直系統，將相干光源出射的相干光進行擴束、準直、濾波得到亮度均勻的寬平行光束，并作為參考光照射到空間光調制器組上；

計算機，根據已知數據計算每個空間光調制器上需要加載的全息調制編碼圖像，并將每個空間光調制器上需要加載的全息調制編碼圖像打包傳輸給圖像傳輸模塊；

圖像傳輸模塊，分別與每一個空間光調制器相連，接收計算機傳輸的全息調制編碼圖像壓縮包后，將其解壓并且分配給相應的空間光調制器；

空間光調制器組，由平行排布的N個空間光調制器的組成，根據分配其上的全息調制編碼圖像依次對照射在其上的參考光進行全息編碼調制，直至第N個空間光調制器對其上的參考光進行全息編碼調制完成，輸出目標全息三維光場；所述的全息編碼調制為振幅調制、相位調制、以及振幅和相位調制中的一種，所述的N為大于1的自然數。

2.根據權利要求1所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，所述的空間光調制器為透射式空間光調制器。

3.根據權利要求1所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，所述的N為2-20。

4.根據權利要求1所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，所述的N個空間光調制器相互之間等間距排布。

5.根據權利要求1所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，所述的擴束準直系統包括：

光軸和焦點相互重合的擴束鏡和準直透鏡；

設于擴束鏡和準直透鏡之間且中心軸與所述光軸相互平行或重合的針孔濾波器；

所述的擴束鏡和準直透鏡之間的距離為兩者焦距之和，且擴束鏡和準直透鏡的焦點位于所述針孔濾波器的針孔內。

6.根據權利要求1所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，所述的圖像傳輸模塊為基于現場可編程門陣列為核心的控制模塊或基于數字信號處理器為核心的控制模塊。

7.根據權利要求6所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示裝置，其特征在于，所述的圖像傳輸模塊內還設有同步更新模塊，動態顯示過程中用于控制多個空間光調制器間的全息調制編碼圖像同步刷新。

8.一種基于多層空間光調制器的全息三維顯示方法，其特征在于，包括：

(1)對入射相干光進行擴束、準直、濾波得到亮度均勻的寬平行光束，同時將該寬平行光束作為參考光照射到空間光調制器組上，所述空間光調制器組包括平行設置的N個空間光調制器；

(2)在步驟(1)進行的同時，根據物體的空間三維光場的振幅和相位分布、相干光的波長以及每個空間光調制器的間隔、尺寸和分辨率計算出每個空間光調制器上需要加載的全息調制編碼圖像，并將得到的多個全息調制編碼圖像進行分配并傳輸到相應的空間光調制器上；

(3)N個空間光調制器根據分配其上的全息調制編碼圖像依次對照射在其上的參考光進行全息編碼調制，直至第N個空間光調制器對經過之前(N-1)個空間光調制器調制后的光場進行全息編碼調制完成，輸出目標全息三維光場；

上述過程中，所述的全息編碼調制為振幅調制、相位調制、以及振幅和相位調制中的一種，所述的N為大于1的自然數。

9.根據權利要求8所述的基于多層空間光調制器的全息三維顯示方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，同時對多個空間光調制器上的全息調制編碼圖像進行同步刷新。