基于空間光調(diào)制器的合成全息顯示技術(shù)研究

采用光學(xué)引擎系統(tǒng)的主要出發(fā)點(diǎn)是利用其能將彩色圖像通過(guò)RGB三個(gè)通道，將三基色圖像分別顯示于三個(gè)LCD，用于合成全息顯示時(shí)，則需要對(duì)全息圖作一定的處理，處理方法如圖5所示，將左右視圖的全息圖分別作為RGB圖像的R和B分量，G分量可以任意，進(jìn)而把RGB三個(gè)分量用Matlab圖像處理的方法處理合成一幅1024×768的RGB彩色圖像，這樣當(dāng)一幅RGB圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)視頻接口輸出時(shí)，就同時(shí)輸出了一對(duì)體視全息圖到再現(xiàn)光路系統(tǒng)中，通過(guò)實(shí)時(shí)光電再現(xiàn)，使人眼觀察到立體像。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

在實(shí)驗(yàn)中，三維物體由軟件3D Max 5．0制作，為一小桌子，其下空間有一球，三維物體繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過(guò)6。取得一幅數(shù)字圖像。根據(jù)菲涅耳全息的基本原理用Matlab語(yǔ)言編寫了計(jì)算全息程序，對(duì)所得到的數(shù)字圖像序列，計(jì)算得到相應(yīng)的全息圖陣列，其中物光和參考光波長(zhǎng)選用514．8nm，物面與全息面距離為300mm。對(duì)所得的全息圖陣列每相鄰兩幅全息圖按圖5所示用Matlab圖像處理方法得到RGB圖像陣列。用Visual Basic6．0編寫了控制程序，控制RGB圖像液晶空間光調(diào)制器輸出，再現(xiàn)光波長(zhǎng)為510nm，L。焦距300mm，同時(shí)控制程序可以控制計(jì)算機(jī)以一定頻率輸出RGB格式的全息圖序列，且輸出頻率可調(diào)，輸出最大頻率為60Hz。利用人眼視覺(jué)殘留效應(yīng)，可以觀察到連續(xù)動(dòng)感的再現(xiàn)立體像。實(shí)驗(yàn)中同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，由于激光功率、液晶空間光調(diào)制器開口率和透過(guò)率以及全息圖本身的衍射效率的影響，再現(xiàn)圖像的亮度受到了一定的限制。其次，由于液晶空間光調(diào)制器像元尺寸的限制，再現(xiàn)像的大小有限。

5 結(jié)論

結(jié)合計(jì)算全息技術(shù)和液晶空間光調(diào)制器，系統(tǒng)研究了合成全息圖的計(jì)算機(jī)生成和實(shí)時(shí)光電再現(xiàn)技術(shù)，利用經(jīng)過(guò)改造的液晶背投影光學(xué)引擎系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。相比于傳統(tǒng)合成全息顯示技術(shù)，該方法中從體視圖的獲取、全息圖的計(jì)算到實(shí)時(shí)光電再現(xiàn)都是由計(jì)算機(jī)控制完成，提高了全息制作和顯示的可靠性和實(shí)時(shí)性，對(duì)促進(jìn)合成全息顯示技術(shù)的發(fā)展和實(shí)用化提供了一個(gè)有效的途徑。