[发明专利]一种采用异型掩模板的全息体视图打印系统

说明书

技术领域

本发明属于全息打印与三维显示技术领域，具体涉及一种采用异型掩模板的全息体视图打印系统。

背景技术

三维立体显示技术是人类理想的显示技术，是人们不断追求的目标。随着科技与信息技术的飞速发展，战场指挥、医学影像处理、空中导航以及立体电视等领域都对三维显示技术提出了迫切的需求。全息显示技术能够完整的记录和重建三维物体的波前，提供人眼所需的全部深度信息，是目前最有应用前景的三维显示技术(如S.Tay et.al.，An updatable holographic three-dimensional display，Nature451，695-698(2008)；P. A.Blanche et al.，Holographic three-dimensional telepresence using large-area photorefractive polymer，Nature468，80-83(2010)；D.E.Smalley et.al.，Anisotropic leaky-mode modulator for holographic video displays，Nature498，313-318(2013)；B.Sun et al.，3D computational imaging with single-pixel detectors，Science340，844-847(2013)；)。但是，三维全息显示技术在实际应用中受到极大的数据量、较慢的计算速度以及对显示设备较高的空间带宽积的要求等诸多问题的挑战。

全息体视图技术较好的解决了全息显示技术存在的问题，它利用三维物体一系列的二维视角图像生成全息图，重建出满足人眼视觉要求的三维图像，避免了过高分辨率的浪费以及计算速度慢等问题，是全息三维显示重要的发展方向之一。目前，学者们提出了较多的全息体视图的打印输出系统(如T.Utsugi et.al.，Reduction ofthe recorded speckle noise in holographic 3D printer，Optics Express21，662-674(2013)；W. C.Su et.al.，Stereogram implemented with a holographic image splitter，Optics Express19，9942-9949(2011)；)。在这些系统的全息体视图曝光过程中，矩形光阑因为其简单易于实现而被广泛采用。

从光学传递函数的角度分析，全息体视图系统可以看作是衍射受限系统。因此，出射光瞳对全息体视图系统的成像质量有着非常重要的影响。矩形光阑由于其垂直下降的边缘(常称为硬边光阑)，其傅里叶频谱具有严重的旁瓣，该特征会在图像重建的过程中产生较大的频谱泄露，造成全息体视图系统再现图像质量的下降。因此，在全息体视图的打印过程中，设计合理的异型掩模板作为曝光光阑，进而提高全息体视图系统的成像质量，具有十分重要的意义。

基于以上原因，本发明提供了一种采用异型掩模板的全息体视图打印系统，实现三维目标物全息体视图的快速打印输出，并有效地提高全息体视图的再现质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高质量再现特性的全息体视图快速打印输出系统。关键技术在于利用CCD摄像机拍摄目标物的多角度二维图像，通过采样方法快速得到可供打印输出的变换视差图像；同时，在全息记录材料上覆盖透过率变化的异型掩模板，通过加载变换视差图像的空间光调制器对激光光束进行调制，与参考光透过异型掩模板在全息材料上发生干涉，实现了目标物全息体视图的记录。

本发明的特征在于，一种采用异型掩模板的全息体视图打印系统，至少含有激光光源，分光镜，扩束准直系统，空间光调制器，计算机，全反射镜，聚焦透镜，全息图记录材料，异型掩模板，目标物，CCD摄像机。其中，由CCD摄像机及计算机构成目标物的变换视差图像获取系统。