[发明专利]多光束时分复用全息三维显示系统及其显示方法

权利要求书

1.一种多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，包括：

—4f系统，由第一、第二透镜组成；

—空间光调制器，输入计算全息编码，并通过上述第一透镜的转换，在空间光调制器对应频谱面上显示输入计算全息编码的频谱分布；

 —偏振选通单元，对各入射光对应的调制信息光进行偏振选通，使相邻入射光对应调制信息具有正交的偏振方向；

—偏振孔径光阑，由相邻正交的偏振片组成通光孔径，其位于上述空间光调制器经第一透镜所确定的频谱面上；

一控制单元，用于控制空间光调制器入射光的入射次序和时间；

空间光调制器输入计算全息编码，对相邻入射光，通过偏振选通单元获取偏振正交的调制信息光，由第一透镜转换后投射在频谱面，经偏振孔径光阑滤波后，光信息经过第二透镜的再次转换，在有效调制面复现空间光调制器的输入信息。

2.根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，空间光调制器的像素填充因子为0.45~0.65。

3.根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，该第一透镜和第二透镜采用多个透镜或透镜组。

4.根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，该控制单元为快门或光源电流脉冲控制器。

5.根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，该偏振选通单元为液晶偏振开关，置于空间光调制器后。

6.根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，当空间光调制器采用镜面反射式空间光调制器时，该偏振选通单元为偏振片组，并控制空间光调制器多束入射光为相邻偏振正交的线偏光。

7.根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，当空间光调制器采用多空间光调制器时，该偏振选通单元为偏振分光棱镜，或为偏振片和半透半反镜的组合，各空间光调制器关于对应偏振分光棱镜镜面或半透半反镜镜面的像重合于同一空间位置，调制信息在频谱面上的各零阶谱项相邻偏振正交排列。

8.根据权利要求1至7任一项所述的多光束时分复用全息三维显示系统，其特征在于，第一、第二透镜均为傅里叶变换透镜。

9.一种根据权利要求1所述的多光束时分复用全息三维显示系统的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、建立xyz轴坐标，其中，4f系统、偏振孔径光阑及空间光调制器均平行xy面设置；多束平行光在xz平面内不同角度入射空间光调制器；

b、对同一个需要显示的三维图像，计算不同入射光束入射时对应的二维计算全息编码，作为该光束入射时空间光调制器的输入信息；

c、空间光调制器调制信息经偏振选通单元、第一透镜转换后投射于频谱面，调节光束在xz平面内的入射角，使谱面上的零阶谱项在x方向上依次排列；

d、偏振孔径光阑的光阑孔径和各零阶谱重合，偏振孔径光阑的每个偏振片的偏振方向和相同位置零阶谱信息光的偏振方向一致，滤去奇数项高阶谱信息；

e、滤波后光信息经过第二透镜的再次转换，在有效调制面上复现空间光调制器的输入信息；

f、利用控制单元控制多束入射光循环入射空间光调制器，调制器同步加载对应二维计算全息编码，调制信息经偏振选通,在频谱面上实现相邻零阶谱的偏振正交分布，获取稳定三维图像的显示。