一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统和方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统和方法


[0001]本专利技术属于光学空间滤波
的一种空间假彩色显示系统和方法，尤其是涉及了一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统和方法
。

技术介绍

[0002]θ
调制假彩色编码是很经典的光学空间滤波实验之一，是阿贝成像原理的一个应用
。
用白光照射由不同取向的光栅填充而成的无色透明编码片，在其频谱面进行适当的空间滤波处理后，就可以输出彩色的图像
。
由于利用空间滤波技术将原本没有颜色的图像人为选色后彩色化，所呈现的颜色并不是物体本来的颜色，所以
θ
调制编码也称空间假彩色编码
。
假彩色编码技术是广泛应用的一种信息光学技术
。
[0003]传统的
θ
调制假彩色编码技术所采用的编码片大多是传统的银盐干板编码片，其需经过搭建拍摄光路
、
显影
、
定影等程序摄制而成
。
单次摄制只能制作一张编码片，故编码片制备较为复杂
、
花费时间长，且在呈现效果上略显单一
。
另外，在传统的干板编码片制作过程中，不同区域所对应的不同方向的光栅需要分次拍摄完成，多次曝光易产生移位，进而影响最终不同色块图像的拼合效果
。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统和方法
。<br/>本专利技术方法制作编码片过程简单快捷，而能输出效果更加丰富多样的动态假彩色编码
。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一
、
一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统：
[0007]系统包括卤素冷光源
、
光纤传光束
、
光入射模块
、
空间光调制器
、
光反射模块
、
接收屏和遮光板；所述卤素冷光源的输出端和光纤传光束的入光口连接，光纤传光束的出光口
、
光入射模块和空间光调制器的显示屏沿入射光束的传播方向依次间隔设置，入射光束经空间光调制器反射后形成反射光束，空间光调制器
、
光反射模块和接收屏沿反射光束的传播方向依次间隔设置，接收屏接收反射光束并成像；光纤传光束的出光口和接收屏之间设置有遮光板
。
[0008]所述的光入射模块包括同轴间隔设置的小孔光阑和准直透镜，所述空间光调制器主要由空间光调制器显示屏和空间光调制器驱动装置组成，空间光调制器显示屏和空间光调制器驱动装置之间电连接，空间光调制器驱动装置外接计算机，所述光反射模块包括同轴间隔设置的第一傅立叶透镜
、
黑纸滤波器
、
第二傅立叶透镜；
[0009]光纤传光束的出光口
、
小孔光阑
、
准直透镜和空间光调制器显示屏沿着入射光光轴方向依次间隔同轴设置，入射光以一定角度入射至空间光调制器显示屏，空间光调制器显示屏
、
第一傅立叶透镜
、
黑纸滤波器
、
第二傅立叶透镜和接收屏沿着反射光光轴方向依次间隔设置
。
[0010]所述卤素冷光源产生的复合白光由光纤传光束导出，复合白光经过小孔光阑和准直透镜变成平行光束后照射于空间光调制器显示屏，空间光调制器显示屏将入射的平行光束反射至光反射模块，光反射模块中的第一傅立叶透镜
、
黑纸滤波器
、
第二傅立叶透镜对反射光束进行滤波，滤波后的光束入射到接收屏后于接收屏显示假彩色编码图案
。
[0011]所述的遮光板位于入射光光轴和反射光光轴之间，遮光板用于将所述接收屏和光纤传光束的出光口间隔开
。
[0012]所述的接收屏包括白屏
、
毛玻璃屏和相机屏幕中的一种
。
[0013]所述的空间光调制器采用反射型空间光调制器，所述空间光调制器的调制模式采用振幅调制
。
[0014]所述的黑纸滤波器固定安装在滤波器支架上，光纤传光束的出光口通过干板支架固定在光学支架上，小孔光阑
、
准直透镜
、
空间光调制器显示屏
、
空间光调制器驱动装置
、
第一傅立叶透镜
、
滤波器支架
、
第二傅立叶透镜和接收屏均安装在外部的光学支架上
。
[0015]二
、
一种基于空间光调制器的空间动态假彩色编码方法，包括以下步骤：
[0016]步骤
S1
：利用计算机软件，制作
n
个匹配空间光调制器显示屏像素尺寸的填充图案
F1，
F2，
...F
i
...F
n
，其中，下标
i
表示填充图案的序数；具体实施中，制作5种填充图案：填充图案1，2，3，4，5，在填充图案1，2，3中，“黑白”变化的周期为两个像素单位，在填充图案4和5中，“黑白”变化的周期为三个像素单位
。
[0017]对于可填充图案1和2，考虑“黑栅效应”后叠加频谱面所对应的公式分别为：
[0018][0019][0020]其中，
S
i
(
ξ
,
η
)
表示第
i
个填充图案考虑“黑栅效应”后叠加频谱面所对应的频谱，
i
表示填充图案的序数
(i
＝1，
2)
，
A
为归一化常数，
m,n,n',m'
＝
0,
±
1,
±
2,
…
，
Δ
x
＝
Δ
y
为空间光调制器的像素边长，考虑“黑栅效应”后的有效边长为
αΔ
x
＝
βΔ
y
，
α
,
β
为相应的有效填充因子，
sinc
为辛格
(sinc)
函数，
δ
表示狄拉克
δ
函数，
ξ
和
η
分别表示
x
，
y
方向上的空间频率
。
[0021]与未加载任何图像时的二维光栅衍射频谱点相比，新增的频谱点的位置分别为：
[0022][0023][0024]对于填充图案3，4，5，其所对应的新增的频谱点可根据卷积定理确定
。
[0025]步骤
S2
：按照图1所述空间动态假彩色显示系统布置光路；将填充图案1，2，3，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：包括卤素冷光源
(1)、
光纤传光束
(2)、
光入射模块
、
空间光调制器
、
光反射模块
、
接收屏
(12)
和遮光板
(13)
；所述卤素冷光源
(1)
的输出端和光纤传光束
(2)
的入光口连接，光纤传光束
(2)
的出光口
、
光入射模块和空间光调制器的显示屏沿入射光束的传播方向依次间隔设置，入射光束经空间光调制器反射后形成反射光束，空间光调制器
、
光反射模块和接收屏
(12)
沿反射光束的传播方向依次间隔设置，接收屏
(12)
接收反射光束并成像；光纤传光束
(2)
的出光口和接收屏
(12)
之间设置有遮光板
(13)。2.
根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：所述的光入射模块包括同轴间隔设置的小孔光阑
(4)
和准直透镜
(5)
，所述空间光调制器主要由空间光调制器显示屏
(6)
和空间光调制器驱动装置
(7)
组成，空间光调制器显示屏
(6)
和空间光调制器驱动装置
(7)
之间电连接，空间光调制器驱动装置
(7)
外接计算机，所述光反射模块包括同轴间隔设置的第一傅立叶透镜
(8)、
黑纸滤波器
(10)、
第二傅立叶透镜
(11)
；光纤传光束
(2)
的出光口
、
小孔光阑
(4)、
准直透镜
(5)
和空间光调制器显示屏
(6)
沿着入射光光轴方向依次间隔设置，入射光以一定角度入射至空间光调制器显示屏
(6)
，空间光调制器显示屏
(6)、
第一傅立叶透镜
(8)、
黑纸滤波器
(10)、
第二傅立叶透镜
(11)
和接收屏
(12)
沿着反射光光轴方向依次间隔设置
。3.
根据权利要求2所述的一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：所述卤素冷光源
(1)
产生的复合白光由光纤传光束
(2)
导出，复合白光经过小孔光阑
(4)
和准直透镜
(5)
变成平行光束后照射于空间光调制器显示屏
(6)
，空间光调制器显示屏
(6)
将入射的平行光束反射至光反射模块，光反射模块中的第一傅立叶透镜
(8)、
黑纸滤波器
(10)、
第二傅立叶透镜
(11)
对反射光束进行滤波，滤波后的光束入射到接收屏
(12)
后于接收屏
(12)
显示假彩色编码图案
。4.
根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：所述的遮光板
(13)
位于入射光光轴和反射光光轴之间，遮光板
(13)
用于将所述接收屏
(12)
和光纤传光束
(2)
的出光口间隔开
。5.
根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：所述的接收屏
(12)
包括白屏
、
毛玻璃屏和相机屏幕中的一种
。6.
根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：所述的空间光调制器采用反射型空间光调制器，所述空间光调制器的调制模式采用振幅调制
。7.
根据权利要求1所述的一种基于空间光调制器的空间动态假彩色显示系统，其特征在于：所述的黑纸滤波器
(10)

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红丽，缪佳奇，陈星，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：