一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统。本发明专利技术主要是解决现有彩色全息显示系统存在的结构复杂、操作困难和再现像的质量差的技术问题。本发明专利技术采用的技术方案是：一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，包括红绿蓝三色准直光源、第一偏振分光棱镜、空间光调制器、第二偏振分光棱镜、会聚透镜、控制装置和接收屏，其中：所述第一偏振分光棱镜设在红绿蓝三色准直光源的出射光路上，所述空间光调制器设在第一偏振分光棱镜后面，所述第二偏振分光棱镜设在空间光调制器的出射光路上，所述会聚透镜设在第二偏振分光棱镜后面，所述接收屏设在会聚透镜的透射光路上，控制装置的控制信号端与红绿蓝三色准直光源和空间光调制器的控制信号端连接。

A color holographic display system based on the principle of light attenuation

The invention relates to a color holographic display system based on the principle of light attenuation. The present invention is mainly to solve the technical problems of complex structure, difficult operation and poor quality of the reproduction image of the existing color holographic display system. The technical proposal of the invention is: a color holographic display system based on the principle of light attenuation, including RGB collimated light source, a first polarization beam splitter, spatial light modulator, second polarization beam splitter, a converging lens, the control device and the receiving screen, wherein the first polarization beam splitter in RGB a collimated light source emitting light on the spatial light modulator in the first polarization splitting prism behind the second polarization beam splitter in spatial light modulator, the emergent light path, the converging lens in second polarization beam splitter behind the receiving screen in the transmission light path of a converging lens. The control signal light modulator control signal end of the control device and the RGB color space is connected and collimated light source.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统
本专利技术涉及一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，它属于全息显示

技术介绍
全息显示作为三维显示的一种，不仅可以恢复出真实物体的再现像，还可以恢复出虚拟物体的再现像，因此被认为是三维显示的终极目标。为了实现较好的观看效果，真彩色全息显示的研究则更加重要。全息的彩色显示需要同时再现由不同颜色光波记录的图像，并且产生的再现图像必须精确完美地叠加才能得到理想的彩色像。然而对于不同颜色的光，其波长是不同的，再现像的效果也是不一样的。全息彩色显示的方法通常是使用红、绿、蓝三种颜色的光分别去照射加载了红、绿、蓝三种颜色全息图的空间光调制器(SLM)，三种颜色的再现像再融合成彩色的再现像。然而，许多光学元件都存在色差及衰减问题，并且对不同光波的波长，它们的作用是不同的，尤其是在这些光学元件作为衍射功能元件使用的时候。为了得到理想的彩色像，三种颜色的再现光强度需要完美匹配，若使用从滤波器或固体衰减器去匹配三种光强，系统将变得更加复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有彩色全息显示系统存在的结构复杂、操作困难和再现像的质量差的技术问题，提供一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，包括红绿蓝三色准直光源、第一偏振分光棱镜、空间光调制器、第二偏振分光棱镜、会聚透镜、控制装置和接收屏，其中：所述第一偏振分光棱镜设在红绿蓝三色准直光源的出射光路上，所述空间光调制器设在第一偏振分光棱镜后面，所述第二偏振分光棱镜设在空间光调制器的出射光路上，所述会聚透镜设在第二偏振分光棱镜后面，所述接收屏设在会聚透镜的透射光路上，控制装置的控制信号端与红绿蓝三色准直光源和空间光调制器的控制信号端连接，保证照射到空间光调制器上的红绿蓝三色准直光源颜色与全息图的颜色一致；在T1时刻，在空间光调制器上加载物体的红色全息图Hr(x)，红色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到红色再现像；在T2时刻，在空间光调制器上加载物体的绿色全息图Hg(y)，绿色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到绿色再现像，调节Hg(y)的衰减度，使绿色再现像的强度与红色再现像的强度保持一致；在T3时刻，在空间光调制器上加载物体的蓝色全息图Hb(z)，蓝色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到蓝色再现像，调节Hb(z)的衰减度，使蓝色再现像的强度与红色再现像强度保持一致；当T1、T2、T3的切换时间足够快时，根据人眼的视觉暂留效应，便在接收屏上看到理想的彩色再现像。进一步地，所述红色全息图Hr(x)的制作方法为：首先记录下红色准直光源波长并记为λ1，测出空间光调制器对波长为λ1光波的相位调制范围，并记录下空间光调制器相位调制为0和π时的灰度图H(x)，其灰度值分别记为a和b；然后用迭代傅里叶算法计算出物体的红色相位全息图并记为Hr，将灰度图与该红色相位全息图叠加，生成最终的红色全息图Hr(x)，通过调节x的值可以调节红色再现像的强度。进一步地，所述绿色全息图Hg(y)的制作方法为：首先记录下绿色准直光源波长并记为λ2，测出空间光调制器对波长为λ2光波的相位调制范围，并记录下空间光调制器相位调制为0和π时的灰度图H(y)，其灰度值分别记为c和d；然后用迭代傅里叶算法计算出物体的绿色相位全息图并记为Hg，将灰度图与该绿色相位全息图叠加，就生成最终的绿色全息图Hg(y)，通过调节y的值可以调节绿色再现像的强度。进一步地，所述蓝色全息图Hb(z)的制作方法为：首先记录下蓝色准直光源波长并记为λ3，测出空间光调制器对波长为λ3光波的相位调制范围，并记录下空间光调制器相位调制为0和π时的灰度图H(z)，其灰度值分别记为e和f；然后用迭代傅里叶算法计算出物体的蓝色相位全息图并记为Hb，将灰度图与该蓝色相位全息图叠加，就生成最终的蓝色全息图Hb(z)，通过调节z的值可以调节蓝色再现像的强度。进一步地，所述空间光调制器的调制类型为纯相位型调制，灰度值满足a≤x≤b，c≤y≤d，e≤z≤f。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过SLM控制光的衰减度调制灰度图的灰度值，从而调节红绿蓝三色颜色，保证照射到空间光调制器上的红绿蓝三色准直光源颜色与全息图的颜色一致，解决了现有彩色全息显示系统存在的结构复杂、操作困难和再现像的质量差的技术问题。与
技术介绍
相比，本专利技术具有结构简单、操作方便和再现像的质量好的优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是红色全息图的示意图；图3是灰度值为75的灰度图示意图。图中：1-红绿蓝三色准直光源、2-第一偏振分光棱镜、3-空间光调制器、4-第二偏振分光棱镜、5-会聚透镜、6-接收屏、7-控制装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，本实施例中的一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，包括红绿蓝三色准直光源1、第一偏振分光棱镜2、空间光调制器(SLM)3、第二偏振分光棱镜4、会聚透镜5、控制装置7和接收屏6，其中：所述第一偏振分光棱镜2设在红绿蓝三色准直光源1的出射光路上，所述空间光调制器3设在第一偏振分光棱镜2后面，所述第二偏振分光棱镜4设在空间光调制器3的出射光路上，所述会聚透镜5设在第二偏振分光棱镜4后面，所述接收屏6设在会聚透镜5的透射光路上，控制装置7的控制信号端与红绿蓝三色准直光源1和空间光调制器3的控制信号端连接，保证照射到空间光调制器3上的红绿蓝三色准直光源颜色与全息图的颜色一致；在T1时刻，在空间光调制器3上加载物体的红色全息图Hr(x)，红色准直光源经过第一偏振分光棱镜2后照射空间光调制器3，经过第二偏振分光棱镜4和会聚透镜5的作用，在接收屏6上看到红色再现像；在T2时刻，在空间光调制器3上加载物体的绿色全息图Hg(y)，绿色准直光源经过第一偏振分光棱镜2后照射空间光调制器3，经过第二偏振分光棱镜4和会聚透镜5的作用，在接收屏6上看到绿色再现像，调节Hg(y)的衰减度，使绿色再现像的强度与红色再现像的强度保持一致；在T3时刻，在空间光调制器3上加载物体的蓝色全息图Hb(z)，蓝色准直光源经过第一偏振分光棱镜2后照射空间光调制器3，经过第二偏振分光棱镜4和会聚透镜5的作用，在接收屏上看到蓝色再现像，调节Hb(z)的衰减度，使蓝色再现像的强度与红色再现像强度保持一致；当T1、T2、T3的切换时间足够快时，根据人眼的视觉暂留效应，便在接收屏上看到理想的彩色再现像。所述红色全息图Hr(x)的制作方法为：首先记录下红色准直光源波长并记为λ1，测出空间光调制器3对波长为λ1光波的相位调制范围，并记录下空间光调制器3相位调制为0和π时的灰度图H(x)，其灰度值分别记为a和b，根据光的偏振特性可知，当灰度图H(x)的灰度值x从a到b变化时，光强从最亮变成最暗，从而实现对光的衰减作用；然后用迭代傅里叶算法计算出物体的红色相位全息图并记为Hr，将灰度图与该红色相位全息图叠加，生成最终的红色全息图Hr(x)，通过调节x的值可以调节红色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，包括红绿蓝三色准直光源、第一偏振分光棱镜、空间光调制器、第二偏振分光棱镜、会聚透镜、控制装置和接收屏，其特征在于：所述第一偏振分光棱镜设在红绿蓝三色准直光源的出射光路上，所述空间光调制器设在第一偏振分光棱镜后面，所述第二偏振分光棱镜设在空间光调制器的出射光路上，所述会聚透镜设在第二偏振分光棱镜后面，所述接收屏设在会聚透镜的透射光路上，控制装置的控制信号端与红绿蓝三色准直光源和空间光调制器的控制信号端连接，保证照射到空间光调制器上的红绿蓝三色准直光源颜色与全息图的颜色一致；在T1时刻，在空间光调制器上加载物体的红色全息图Hr(x)，红色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到红色再现像；在T2时刻，在空间光调制器上加载物体的绿色全息图Hg(y)，绿色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到绿色再现像，调节Hg(y)的衰减度，使绿色再现像的强度与红色再现像的强度保持一致；在T3时刻，在空间光调制器上加载物体的蓝色全息图Hb(z)，蓝色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到蓝色再现像，调节Hb(z)的衰减度，使蓝色再现像的强度与红色再现像强度保持一致；当T1、T2、T3的切换时间足够快时，根据人眼的视觉暂留效应，便在接收屏上看到理想的彩色再现像。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，包括红绿蓝三色准直光源、第一偏振分光棱镜、空间光调制器、第二偏振分光棱镜、会聚透镜、控制装置和接收屏，其特征在于：所述第一偏振分光棱镜设在红绿蓝三色准直光源的出射光路上，所述空间光调制器设在第一偏振分光棱镜后面，所述第二偏振分光棱镜设在空间光调制器的出射光路上，所述会聚透镜设在第二偏振分光棱镜后面，所述接收屏设在会聚透镜的透射光路上，控制装置的控制信号端与红绿蓝三色准直光源和空间光调制器的控制信号端连接，保证照射到空间光调制器上的红绿蓝三色准直光源颜色与全息图的颜色一致；在T1时刻，在空间光调制器上加载物体的红色全息图Hr(x)，红色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到红色再现像；在T2时刻，在空间光调制器上加载物体的绿色全息图Hg(y)，绿色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到绿色再现像，调节Hg(y)的衰减度，使绿色再现像的强度与红色再现像的强度保持一致；在T3时刻，在空间光调制器上加载物体的蓝色全息图Hb(z)，蓝色准直光源经过第一偏振分光棱镜后照射空间光调制器，经过第二偏振分光棱镜和会聚透镜的作用，在接收屏上看到蓝色再现像，调节Hb(z)的衰减度，使蓝色再现像的强度与红色再现像强度保持一致；当T1、T2、T3的切换时间足够快时，根据人眼的视觉暂留效应，便在接收屏上看到理想的彩色再现像。2.根据权利要求1所述的一种基于光衰减原理的彩色全息显示系统，其特征在于，所述红色全息图Hr(x)的制作方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迪，刘超，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14