[發(fā)明專利]一種復(fù)用體全息透鏡再現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811233862.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109358481A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚招華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京微美云息軟件有限公司
• 主分類號(hào): G03H1/04
• 分類號(hào): G03H1/04;G03H1/08;G03H1/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了復(fù)用體全息透鏡再現(xiàn)方法，涉及全息光場(chǎng)技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：將處于(x,y,z)坐標(biāo)系中的3D物體沿Z軸方向分層，設(shè)物函數(shù)為G(x,y,z)；獲得截平面后，再逐個(gè)計(jì)算每個(gè)截面在全息平面上的復(fù)振幅分布；計(jì)算完所有的截面G_n(x,y)的復(fù)振幅分布P_n(x,y)，對(duì)其進(jìn)行疊加運(yùn)算，就可得到全息平面的總光場(chǎng)P(x,y)；對(duì)P(x,y)進(jìn)行編碼就可獲得三維菲涅爾計(jì)算全息圖，再現(xiàn)時(shí)，將三維菲涅爾計(jì)算全息圖放在光路中，就可觀察到具有深度分布的3D仿真物體。本發(fā)明的立體仿真全息物體再現(xiàn)方法，可獲得的計(jì)算全息圖易通過(guò)光學(xué)方法進(jìn)行再現(xiàn)而獲得較好的3D效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全息光場(chǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是復(fù)用體全息透鏡再現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

計(jì)算全息處理2D圖像技術(shù)已經(jīng)很成熟，應(yīng)用也十分廣泛。然而在實(shí)際生活中的物體大多數(shù)是3D的，3D物體的數(shù)據(jù)量比2D圖形大很多，直接對(duì)3D物體進(jìn)行編碼計(jì)算，計(jì)算量過(guò)于龐大，要解決此問(wèn)題，一是需要提高計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)算速度，二則需要對(duì)編碼方法進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的一種復(fù)用體全息透鏡再現(xiàn)方法，獲得的計(jì)算全息圖易通過(guò)光學(xué)方法進(jìn)行再現(xiàn)而獲得較好的3D效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

復(fù)用體全息透鏡再現(xiàn)方法，包括以下步驟：

步驟1：將處于(x,y,z)坐標(biāo)系中的3D物體沿Z軸方向分層，設(shè)物函數(shù)為 G(x,y,z)，在沿Z方向分層后則可表示成:

式中G_n(x,y)為一系列與(x,y)平面平行的平面，每個(gè)平面之間間距為△z，n 是沿z方向的抽樣平面的個(gè)數(shù)；

步驟2：獲得截平面后，再逐個(gè)計(jì)算每個(gè)截面在全息平面上的復(fù)振幅分布，以第n個(gè)截面G_n(x,y)為例，在全息平面上的復(fù)振幅分布P(x,y)是G_n(x,y)的菲涅爾衍射：

步驟3：計(jì)算完所有的截面G_n(x,y)的復(fù)振幅分布P_n(x,y)，對(duì)其進(jìn)行疊加運(yùn)算，就可得到全息平面的總光場(chǎng)P(x,y)；

步驟4：對(duì)P(x,y)進(jìn)行編碼就可獲得三維菲涅爾計(jì)算全息圖，再現(xiàn)時(shí)，將三維菲涅爾計(jì)算全息圖放在光路中，就可觀察到具有深度分布的3D仿真物體。

本發(fā)明通過(guò)提供的復(fù)用體全息透鏡再現(xiàn)方法，其有益效果在于：對(duì)3D物體的復(fù)雜程度不敏感；對(duì)各層面菲浬耳衍射計(jì)算可引入快速傅立葉變換提高算法的效率；該方法獲得的計(jì)算全息圖易通過(guò)光學(xué)方法進(jìn)行再現(xiàn)而獲得較好的3D效果。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為層析法制作菲涅爾全息圖；

圖2為模擬分層示意圖；

圖3為E在40cm處，S在60cm處的計(jì)算全息圖；

圖4為E在30cm處，S在40cm處再現(xiàn)像圖；

圖5為E在40cm處，S在60cm處再現(xiàn)像圖；

圖6為E在40cm處，S在80cm處再現(xiàn)像圖；

圖7為E在40cm處，S在1m處再現(xiàn)像圖。

具體實(shí)施方式