[發明專利]使用相位光調制器和空間光調制器對光進行調制的裝置、系統和方法

有效

• 申請號: 202011191653.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112752082B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 邁克爾·帕金斯;大衛·基爾斯
• 申請（專利權）人: 美國科視數字系統有限公司
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 王暉;吳莎

1.一種裝置，包括：

空間光調制器SLM；

相位光調制器PLM，所述SLM和PLM布置成使得從所述PLM反射的光照射所述SLM；以及

控制器，所述控制器能夠訪問圖像數據，所述圖像數據限定用于投影的圖像，所述控制器配置成：

使用下述來確定待在所述PLM的位于所述PLM和SLM之間的圖像平面處形成的表示所述圖像的目標-目的波：所述圖像數據；和在所述圖像平面處所述目標-目的波的空間變化相位的空間值的隨機播種；

基于下述來確定待在所述PLM處形成的目標-源波：在所述PLM和所述圖像平面之間的自由空間傳遞函數；和所述目標-目的波；

根據所述目標-源波確定用于控制所述PLM以形成所述圖像的相位圖；以及

使用所述相位圖控制所述PLM。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述控制器還配置成：

確定真實-源波，所述真實-源波表示由所述PLM在被使用所述相位圖控制時形成的實際源波，所述真實-源波使用所述相位圖來確定；

確定由于所述真實-源波傳播通過空間到達所述圖像平面而在所述圖像平面處形成的真實-目的波，所述真實-目的波基于：在所述PLM與所述圖像平面之間的所述自由空間傳遞函數；和所述真實-源波；

確定所述真實-目的波的空間變化表示；

基于下述來確定用于控制所述SLM的SLM數據：所述圖像數據；所述真實-目的波的空間變化表示；以及在所述圖像平面與所述SLM之間的表示像素擴展的像素擴展函數；以及

使用所述SLM數據控制所述SLM。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述SLM數據還基于表示以下中一個或更多個的翹曲函數：空間圖像變換；梯形失真；圖像旋轉；和放大。

4.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述控制器還配置成通過以下方式重復所述真實-目的波的確定達至少一次：

以下述方式再次確定所述目標-目的波：使用所述圖像數據；以及利用根據先前確定的所述真實-目的波所確定的所述空間變化相位的空間值，而不是隨機播種；以及

使用再次確定的所述目標-目的波，來再次確定所述目標-源波。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述控制器還配置成迭代地重復確定所述真實-目的波，直到以下中的一個或更多個：發生預定次數的迭代；和誤差函數小于閾值。

6.根據權利要求1所述的裝置，還包括用于照射所述PLM的光源。

7.根據權利要求1所述的裝置，在所述圖像平面與所述SLM之間還包括中繼光學器件，所述中繼光學器件至少部分地貢獻于所述圖像平面與所述SLM之間的像素擴展函數，所述像素擴展函數用于確定用于控制所述SLM的SLM數據。

8.根據權利要求1所述的裝置，在所述圖像平面與所述SLM之間還包括中繼光學器件，其中，所述圖像平面與所述PLM之間的距離被選擇成使得所述PLM的中心衍射級和至少一個另外的衍射級均位于以下中的一個或更多個內：所述中繼光學器件的視場；和由所述PLM在所述中繼光學器件處形成的所述圖像的有效部分內。

9.根據權利要求1所述的裝置，在所述圖像平面與所述SLM之間還包括中繼光學器件，

其中，所述自由空間傳遞函數基于所述PLM與所述圖像平面之間的距離，

其中，所述圖像平面與所述PLM之間的距離被選擇成使得所述PLM的中心衍射級和至少一個另外的衍射級均位于以下中的一個或更多個內：所述中繼光學器件的視場；和由所述PLM在所述中繼光學器件處形成的所述圖像的有效部分內，以及

其中，所述控制器還配置成調整所述自由空間傳遞函數以計及所述至少一個另外的衍射級。