[发明专利]基于多层空间光调制器的高分辨全息三维显示装置和方法

权利要求书

1.一种基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，包括：

相干光源，提供相干光；

扩束准直系统，将相干光源出射的相干光进行扩束、准直、滤波得到亮度均匀的宽平行光束，并作为参考光照射到空间光调制器组上；

计算机，根据已知数据计算每个空间光调制器上需要加载的全息调制编码图像，并将每个空间光调制器上需要加载的全息调制编码图像打包传输给图像传输模块；

图像传输模块，分别与每一个空间光调制器相连，接收计算机传输的全息调制编码图像压缩包后，将其解压并且分配给相应的空间光调制器；

空间光调制器组，由平行排布的N个空间光调制器的组成，根据分配其上的全息调制编码图像依次对照射在其上的参考光进行全息编码调制，直至第N个空间光调制器对其上的参考光进行全息编码调制完成，输出目标全息三维光场；所述的全息编码调制为振幅调制、相位调制、以及振幅和相位调制中的一种，所述的N为大于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，所述的空间光调制器为透射式空间光调制器。

3.根据权利要求1所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，所述的N为2-20。

4.根据权利要求1所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，所述的N个空间光调制器相互之间等间距排布。

5.根据权利要求1所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，所述的扩束准直系统包括：

光轴和焦点相互重合的扩束镜和准直透镜；

设于扩束镜和准直透镜之间且中心轴与所述光轴相互平行或重合的针孔滤波器；

所述的扩束镜和准直透镜之间的距离为两者焦距之和，且扩束镜和准直透镜的焦点位于所述针孔滤波器的针孔内。

6.根据权利要求1所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，所述的图像传输模块为基于现场可编程门阵列为核心的控制模块或基于数字信号处理器为核心的控制模块。

7.根据权利要求6所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示装置，其特征在于，所述的图像传输模块内还设有同步更新模块，动态显示过程中用于控制多个空间光调制器间的全息调制编码图像同步刷新。

8.一种基于多层空间光调制器的全息三维显示方法，其特征在于，包括：

(1)对入射相干光进行扩束、准直、滤波得到亮度均匀的宽平行光束，同时将该宽平行光束作为参考光照射到空间光调制器组上，所述空间光调制器组包括平行设置的N个空间光调制器；

(2)在步骤(1)进行的同时，根据物体的空间三维光场的振幅和相位分布、相干光的波长以及每个空间光调制器的间隔、尺寸和分辨率计算出每个空间光调制器上需要加载的全息调制编码图像，并将得到的多个全息调制编码图像进行分配并传输到相应的空间光调制器上；

(3)N个空间光调制器根据分配其上的全息调制编码图像依次对照射在其上的参考光进行全息编码调制，直至第N个空间光调制器对经过之前(N-1)个空间光调制器调制后的光场进行全息编码调制完成，输出目标全息三维光场；

上述过程中，所述的全息编码调制为振幅调制、相位调制、以及振幅和相位调制中的一种，所述的N为大于1的自然数。

9.根据权利要求8所述的基于多层空间光调制器的全息三维显示方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，同时对多个空间光调制器上的全息调制编码图像进行同步刷新。