为补偿３Ｄ场景（４）全息再现中的不均匀亮度感知，用计算装置以全息点数据图样对空间光调制器元件进行编码。用多束光照亮ＳＬＭ表面，并且聚焦元件阵列（２１、２３）将光束直接投射在观察者的眼睛位置。阵列的几何和光学性质将产生受到不同影响的ＳＬＭ表面发光区域。计算装置确定描述结合在观察者眼睛瞳孔中预期的空间过滤的这些影响的范围的参数。利用这些参数，观察者能在观察过程中通过计算装置的估计得知，哪一个再现区域因为这些受到不同影响的发光区域而出现错误，并且修正全息点数据图样，使再现以修正的一致亮度呈现。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，借助于 电子全息影像设备进行全景再现，该电子一全息设备使用空间光调制器再 现全息三维场景。空间光调制器装置包含多种全息调制器元件，其中视频 全息图以全息点图样的形式进行编码，并且借助于照明装置和聚焦装置被 照亮。根据本专利技术，多个照明单元照亮全息设备的光调制器装置。在一个 简单的例子中，聚焦装置为一种具有多个透镜元件的透镜阵列，或者具有 多个圆柱状表面的微透镜的微透镜阵列。本专利技术主要涉及一种借助于全息 影像装置，以实时或者接近实时再现的动态三维场景。本专利技术进一步涉及 排除全息再现场景时出现亮度错误的一种装置。2.
技术介绍
本专利技术所述全息设备借助于空间光调制器装置，调制足够相干的光。 调制器元件以全息点数据图样进行编码，而调制器表面是用光波前端进行 照亮，能够产生干扰，由此在光源调制器表面的前、中、后，都会因干扰 而出现物体光点的空间图样，上述物体光点图样再现场景的光学外貌。所 有物体光点的全部光以光波前端的形式传播，使一位或者一位以上的观察 者可看到此光点图样呈现三维场景的形式。相对于立体镜呈现，全息再现 实现物体的替代物，这也是公知的与立体镜相关的问题，例如头痛、眼睛 疲劳不会出现的原因，因为在观看实际场景和全息再现的场景时总体上并 没有差别。全息影备可以是全息影像显示器，可以让一位或多位观察者清楚地看 见再现，或者是投影设备，能利用光学装置来放大再现。例如，在平面显示器中以及在传统视频和TV投影仪中使用的空间光调制器中所使用的对 角线长度仅有几厘米的图表板，适合于做光源调制。目前己知的全息设备 使用的是穿透或者反射的光调制器。3.已有技术已知的三维场景全息再现的设备包含光学聚焦装置，例如透镜，其能 够将足够相干的光(也就是能产生干扰的光)形成波，之后撞击在穿透式 的空间光调制器上。因此被照亮的光调制器利用全息影像进行编码并调解 波，从而以干扰的方式为再现形成带有全息信息的波前。光源调制器则在 本身的图像焦点平面产生类似全息影像的傅立叶变换的空间频谱。该类全 息设备可从例如国际专利公布号为WO2004/044659的专利申请中得知。在聚焦的光的光学傅立叶变换过程中，对在光调制器上编码的场景进 行再现，并且会在指定给观察者眼睛的位置前方产生一个和多个虚拟的观 察者视窗。每一个视窗的大小都符合傅立叶变换的空间频谱的周期。虚拟 的观察者视窗位于用于全息影像的衍射级中。只有透过观察者视窗才能在 再现的空间中看到场景。聚焦装置覆盖整个光调制器区域。光调制器能够 进行编码，使再现空间在光调制器后持续下去。因此，观察者可以在一个 比观察者视窗大得多的再现空间中观看再现的场景。因为对于大型的全息影像再现，光调制器需要有较大的调制区域，所 以也需要足够大的透镜。需要花费不少的成本和精力来制造这种大面积和 单一光学轴的透镜。在公布号为WO2006/119920的国际专利中，申请人提出以点或线光源 的阵列方式，以及多种透镜的阵列方式，例如微透镜阵列，来照亮空间光 调制器，而不是使用连接大型焦距透镜的单一光线来源。相比上述全息设 备，这大大降低了透镜的厚度和重量，特别是相当程度降低了大型光调制 区域的成本，只有借助于视频全息影像，才能在该区域看到大型三维场景的再现。每一个透镜阵列的透镜元件可以远比光源调制区域小，例如透镜 元件孔径约为10毫米。该类透镜阵列比单一大型的透镜更易制作。图l所示为WO2006/119920所公开的一个设备例图，并且说明了其工 作原理。具有三个相干线光源LS1-LS3的发光单元，以及透镜阵列2的透镜 元件21-23，照亮由多个调制器元件组成的穿透式光调制器SLM。照明单 元由一个光源LS1、 LS2或LS3以及透镜阵列2的最接近透镜元件21、 22或 23组成。 一个照明单元的光可以产生干扰，但是不同照明单元的光不能相 互产生干扰。所有的透镜元件21-23将相应的光源投射在焦平面EP上，即 到光源调制器SLM的一个被限定的距离。每个透镜元件因此而实现出傅立 叶变换。傅立叶变换会重合并且在观察者左右眼前面分别投射出虚拟的观 察者视窗OWL/OWk。阵列的每个照明单元通过一束光线照亮光调制器SLM表面的独立区 域R1， R2， R3，此时所有照明单元将以共同光波前的形式一起照亮整个 光源调制器区域。借助于光源点P1， P2和P3，共同全息序列在光波前调制 全息再现动态三维场景之后，将所有照明单元的共同波段前编码在光源调 制器SLM上。如同上述的设备，三维场景的全息再现4位于光调制器SLM 和虚拟观察者视窗OWL/OWR之间。为了确保平稳的运作，多条来自照明 单元的光束必须照亮光源调制器SLM而不能出现有间隙和重叠的情形。否 则，就会有未被适当照明的空间区域，因此造成再现过程中出现黑点。该解决方法的特别之处在于调制器元件以特别的方法进行编码。与传 统的全息影像编码相反，每个欲再现场景的物体光点的全息影像信息，不 会分布在光调制器SLM所有的调制器元件上。根据上述提到的专利申请， 申请人:建议依照虚拟观察者视窗OWL/OWR的大小和位置，每个物体光点 的信息只能编码到光调制器SLM表面的特定区域A1， A2， A3上。需要注 意，照亮的区域R1， R2， R3不对应于编码区域A1， A2， A3。不过，实际上会发现，在全息再现过程中，建立在多重照明单元上的 光波前，如上所述，会引起受干扰的光学感知。具体说，即使当照明单元 的阵列均匀地照亮光源调制器SLM时，观察者也将感受到再现光波前的不均匀亮度。针对该问题进行了广泛地调査直到发现所感受到干扰的原因。 最终该问题的原因被确定为透镜阵列的邻近透镜元件的边缘和观察者瞳 孔之间的交互作用。每个透镜元件之间的连接点，即结合处或者界限，将 形成一个边缘，这将导致衍射，从而干扰光波前朝向焦平面的直线传播。 当空间频率分布在位于焦平面的观察者瞳孔中进行过滤时，并不是所有的 空间频谱都会持续进入观察者的视网膜中。这使得观察者察觉到与透镜阵 列的图样对应的不均匀亮度分布的再现场景，从而大大降低了再现的品 质。透镜阵列的透镜元件边缘的衍射引起相当大的困扰，因为这些边缘位 于再现的场景中。如果由于空间频率的过滤而能在再现场景中的透镜边缘 看见亮度不均匀，则观察者会认为这将形成异常地困扰。透镜元件像差同 样会造成不均匀的亮度感知。名称为"计算机产生的全息影像的图像像差控制，，的公布号为WO0075733 Al专利申请文件公开了一种形成由计算机产生的全息影像数 据的方法，其用于对全息显示器的空间光调制器进行编码，借此补偿显示 器中光学组件的像差效果。该方法确定了全息显示器中光学组件的像差， 并且对光调制器限定了计算机产生的全息影像校正因子数据，由此补偿确 定的像差效果。全息点数据图样为光调制器而生成，从而该全息显示器产 生一种高质量的全息再现。对于限定计算机产生的全息影像，显示器的光学组件的像差效果借助 于穿过光学组件的光线的光学距离来确定，并且储存在所谓的查找表中。 上述文件中，图像误差例如扭曲变形等，都理解为像差。
技术实现思路
本专利技术的实施是基于空间光调制器设备的调制元件的协助进行全息 再现，其中能对本身产生干扰的多重光束照亮光调制器装置。执行光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全息再现由物体光点组成的三维场景中不均匀亮度感知补偿的方法，其中计算装置以全息点数据图样对空间光调制器的调制器元件进行编码，能产生对自身干扰的多个光束照亮光源调制器装置表面，聚焦元件阵列引导在指定给至少一个观察者眼睛的位置附近重合的光束，其中在聚焦元件的边缘区域有光的传播误差，从而导致在调制器装置表面出现受到不同影响的照明区域，其特征在于，所述计算装置用于： 限定位于受影响的照明区域中的全息点数据图样中的这种调制器元件； 针对限定的调制器元件，确定描述这些结合观察者瞳孔中所预期的过滤的影响范围的参数； 基于这些参数估计观察者在观看再现时会感知到哪些由这些受影响的照明区域所引起的再现三维场景的局部误差；以及 修正全息点数据图样中的对应值，使再现的物体光点以正确的亮度呈现。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫哈斯勒，
申请(专利权)人：视瑞尔技术公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]
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