基于空间光调制器的合成全息显示技术研究

采用光学引擎系统的主要出发点是利用其能将彩色图像通过RGB三个通道，将三基色图像分别显示于三个LCD，用于合成全息显示时，则需要对全息图作一定的处理，处理方法如图5所示，将左右视图的全息图分别作为RGB图像的R和B分量，G分量可以任意，进而把RGB三个分量用Matlab图像处理的方法处理合成一幅1024×768的RGB彩色图像，这样当一幅RGB图像通过计算机视频接口输出时，就同时输出了一对体视全息图到再现光路系统中，通过实时光电再现，使人眼观察到立体像。

4 实验结果及分析

在实验中，三维物体由软件3D Max 5．0制作，为一小桌子，其下空间有一球，三维物体绕z轴转动，每转过6。取得一幅数字图像。根据菲涅耳全息的基本原理用Matlab语言编写了计算全息程序，对所得到的数字图像序列，计算得到相应的全息图阵列，其中物光和参考光波长选用514．8nm，物面与全息面距离为300mm。对所得的全息图阵列每相邻两幅全息图按图5所示用Matlab图像处理方法得到RGB图像阵列。用Visual Basic6．0编写了控制程序，控制RGB图像液晶空间光调制器输出，再现光波长为510nm，L。焦距300mm，同时控制程序可以控制计算机以一定频率输出RGB格式的全息图序列，且输出频率可调，输出最大频率为60Hz。利用人眼视觉残留效应，可以观察到连续动感的再现立体像。实验中同时也发现，由于激光功率、液晶空间光调制器开口率和透过率以及全息图本身的衍射效率的影响，再现图像的亮度受到了一定的限制。其次，由于液晶空间光调制器像元尺寸的限制，再现像的大小有限。

5 结论

结合计算全息技术和液晶空间光调制器，系统研究了合成全息图的计算机生成和实时光电再现技术，利用经过改造的液晶背投影光学引擎系统，设计了相应的实验系统，得到了实验结果。相比于传统合成全息显示技术，该方法中从体视图的获取、全息图的计算到实时光电再现都是由计算机控制完成，提高了全息制作和显示的可靠性和实时性，对促进合成全息显示技术的发展和实用化提供了一个有效的途径。