[发明专利]一种基于光场的全息投影方法

权利要求书

1.一种基于光场的全息投影方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)布设投影设备；

(2)通过对微透镜阵列获得的基本图像的像素进行重排列，获得记录原三维场景光场信息的正交投影子图；正交投影子图的获取方法包括以下步骤：

(a)将三维场景置于微透镜阵列前一定距离，CCD传感器位于微透镜的焦点位置上；

(b)CCD传感器记录三维场景在各个视角方向上的基本图像；

(c)将每张基本图像相同位置的像素点集合起来形成一张正交投影图像，该图像即对应三维场景在相应视角方向上的一张正交投影子图；

(d)该获取方法的投影线是互相平行的；

(3)对步骤(2)中获得的子图进行快速傅里叶变换得到相应的子全息图，即全息元；

(4)将步骤(3)计算得到的每张全息元，按照子图的视角顺序拼接起来得到最终的复振幅全息图；

(5)根据步骤(4)得到的全息图，通过计算机将该全息图传输到空间光调制器中，利用空间光调制器将全息图投影到屏幕上，移动屏幕可以得到三维场景不同景深上的投影图像。

2.如权利要求1所述的基于光场的全息投影方法，其特征在于，步骤(1)中，布设投影设备的具体过程为：将空间光调制器、分光棱镜、屏幕依次布设，使得空间光调制器、分光棱镜、屏幕处于同一条直线上，同时，在分光棱镜的同一侧布设单色激光器和偏振片，偏振片位于分光棱镜和单色激光器之间，单色激光器发出的平面波通过偏振片变为偏振光，偏振光通过分光棱镜后可射入到空间光调制器中；空间光调制器和生成的全息图的计算机通过数据线连接。

3.如权利要求1所述的基于光场的全息投影方法，其特征在于，步骤(4)中，保留复振幅全息图的相位部分；产生纯相位子全息图的方式共有两种：对每张子图施加GS算法，或者加载随机相位后做快速傅里叶变换再取相位部分。

4.如权利要求3所述的基于光场的全息投影方法，其特征在于，GS迭代算法包括以下步骤：

(a)对于每一张子图，首先施加傅里叶变换得到全息面上的光场复振幅分布，光场复振幅依照振幅因子乘以相位因子表示；

(b)将全息面上的光场复振幅中的振幅因子用单位强度值1来代替，全息面上的光场复振幅中的相位因子保持不变；

(c)对(b)中得到的全息图施加反傅里叶变换得到成像面上的光场复振幅分布，光场复振幅依照振幅因子乘以相位因子表示；

(d)把成像面上的光场复振幅中的振幅因子用对应子图的灰度值代替，成像面上的光场复振幅中的相位因子保持不变；

(e)再对(d)中得到的成像面施加傅里叶变换得到全息面上的光场复振幅分布，光场复振幅依照振幅因子乘以相位因子表示；

(f)重复步骤(b)至(e)，进行反复迭代，直到全息面上的相邻两次光场复振幅中的相位因子的差值小于0.0001后停止迭代，输出相位因子作为子相位全息图，即纯相位全息元。