[发明专利]液晶空间光调制器正交组合全息显示方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶空间光调制器正交组合全息显示方法及装置，属于全息显示技术领域。

背景技术

以空间光调制器（SLM）为全息图承载介质的全息3D 显示技术是近年来显示领域关注的热点。该技术继承了传统全息记录介质（如银盐干板、光折变材料等）能够再现真实3D 影像的优点，而且与传统的全息显示技术相比，通过空间光调制器承载方式对数字全息或计算全息获得的数字化全息图进行光电再现，可实现动态全息显示。因此，在3D动态显示领域具有广阔的应用前景。

在基于空间光调制器的3D显示中，再现像的可视角度有限是制约3D动态显示的重要因素。由于超大规模集成电路技术发展水平等因素的限制，目前像素化的空间光调制器的像素间距还难以达到可见光波长量级，这是导致基于单片空间光调制器的全息显示系统的可视角度不大的主要因素。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种液晶空间光调制器正交组合全息显示方法及装置，以实现全息光电再现三维实像的视角扩展。

为达到上述目的，本发明的构思是：采用多片位相调制型的液晶空间光调制器进行空分复用的方式可使真彩色全息显示系统的刷新速率和空间分辨率得到一定程度的提高，构建基于液晶空间光调制器正交组合方式再现真彩色的3D实像；通过真彩色透明荧光介质实现全息3D实像的空间立体承载，扩展可视角度并增强空间立体感。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种液晶空间光调制器正交组合全息显示方法，具体步骤如下：

1）根据真彩色3D物体的色彩信息和位相信息，分别计算水平观察方向相隔90°视角下的位相型全息图；

2）采用基于快速并行计算环境的位相型查表法，P-LUT，实现随机位相型全息图序列的快速计算；

3）对两组再现装置中液晶空间光调制器加载全息图的过程进行同步控制和再现；

4）通过真彩色透明荧光介质对所再现的3D 实像进行空间立体承载，以提高真彩色3D 实像的空间立体感和观看视角。

所述步骤1）中的位相型全息图通过如下方法获得：先将真彩色3D目标分解为RGB三基色分量，各分量均包含色彩和位相信息，每个分量的全息图序列依据上述步骤2）基于快速并行计算环境的“P-LUT”方法进行快速计算；将RGB分量的全息图序列分别进行再现，并进行色彩融合后获得彩色的再现像。

所述步骤2）中的随机位相型全息图序列通过如下所述的位相型查表法获得：

a.根据“瑞利-索末菲衍射公式”，在计算机中存储具有归一化振幅的处于主光轴上不同深度位置物点，简称“主点”，衍射至全息面的复振幅的位相分布；

b.对于给定深度位置任意非轴上的点，查找计算机中相应深度位置上主点的位相分布；

c.进行2D平移后获得非轴上点在全息面的位相分布；

d.结合该点的振幅信息以获得该物点在全息面的复振幅；

e.对获得的全息面复振幅进行位相编码获得位相型全息图；

f.将3D目标各点的振幅信息附加上不同的动态随机位相因子，计算多幅具有不同位相分布模式的位相型全息图序列，即随机位相型全息图序列。

所述步骤3）中的同步控制器所控制的是六个空间光调制器上位相型全息图的同步加载和显示，即：在同一时间将两个正交视角下的三基色分量位相型全息图分别传输到对应的六个空间光调制器，其中红色成像光束所对应的两个空间光调制器加载红色分量位相型全息图，绿色成像光束所对应的两个空间光调制器加载绿色分量位相型全息图，蓝色成像光束所对应的两个空间光调制器加载蓝色分量位相型全息图。