CN107991856A - 一种多平面6d全息光场成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多平面6D全息光场成像方法，涉及全息光场技术领域，包括以下步骤：步骤1：在全息面和成像面上施加振幅约束条件，让相位项进行不断的迭代最终收敛到最优值的一个过程；步骤2：步骤1得到的全息图进行重建工作，全息图的重建同样要采用分数傅里叶变换所对应的光学结构来实现。本发明的一种多平面6D全息光场成像方法，可以将物体成像在透镜后的多个平面上。通过将不同景深的图像分时的成像在不同的深度位置上，利用人眼的视觉暂留效应，使得人眼看到的是不同平面上图像的总和。
Description
技术领域
本发明涉及全息光场技术领域，尤其是一种多平面6D全息光场成像方法。
背景技术
人类通过立体视觉获得空间的深度感和层次感，主要是依靠焦点调节、单眼移动视差、双目会聚、双目视差四个方面的生理暗示获得立体视觉。六维成像技术必须至少依据其中一种生理暗示机理产生深度信息来实现显示。目前，已经产业化的6D显示技术多采用双目视差的方法提供深度信息。它们将图景成像在单一距离的平面(显示屏幕)上，而不顾及情景的深度关系，这会造成调焦与会聚的冲突：为了看到一个清晰的立体的像，观察者必须要将眼睛会聚到一个距离，但又需要将双眼调焦到另一个距离。由于人眼是一个耦合的系统，同时调焦和会聚是很难做到的。而调焦与会聚的冲突会造成深度感知失真和视觉疲劳。
发明内容
本发明提出的一种多平面6D全息光场成像方法，将物体成像在透镜后的多个平面上。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种多平面6D全息光场成像方法，包括以下步骤：
步骤1：在全息面和成像面上施加振幅约束条件，让相位项进行不断的迭代最终收敛到最优值的一个过程；
步骤11：在全息面，光场的复振幅取常数值，相位是随机相位，经过分数傅里叶变换操作传播到成像面，在成像面上，保留相位项，用目标图像的强度来代替光场的振幅；
步骤12：进行逆分数傅里叶变换操作使光场传播回到全息面，在全息面，继续保留相位项，把振幅项去掉，用单位强度替换所有像素的振幅项；
步骤13：再继续进行分数傅里叶变换传播到成像面，如此进行循环操作，通过一定次数的迭代之后，在全息面上光场的相位值收敛到最优值；
步骤2：步骤1得到的全息图进行重建工作，全息图的重建同样要采用分数傅里叶变换所对应的光学结构来实现；
步骤21：进行离散傅里叶变换，得到的全息再现像就可以成像在透镜后任意距离的平面上；
步骤22：选择成像距离z，得到阶数；
步骤23：采用分数傅里叶变换迭代算法计算相位全息图；
步骤24：最后把全息图加载到空间光调制器上，利用分数傅里叶变换光学系统把图像重建在屏幕上。
作为优选，所述步骤24中的分数傅里叶变换光学系统包括激光器、偏光片、电子束分离器、动态空间光调制器、透镜和屏幕。
本发明通过提供的多视角真人全息投影方法，其有益效果在于：可以将物体成像在透镜后的多个平面上。通过将不同景深的图像分时的成像在不同的深度位置上，利用人眼的视觉暂留效应，使得人眼看到的是不同平面上图像的总和。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为分数傅里叶变换的算法流程图；
图2分数傅里叶变换光学系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
多视角投影法是利用人的双眼的视差效应,左右眼分别看同一物体两个不同视角的投影像后,在大脑中形成3D立体像。
一种多平面6D全息光场成像方法，包括以下步骤：
步骤1：在全息面和成像面上施加振幅约束条件，让相位项进行不断的迭代最终收敛到最优值的一个过程,如图1所示；
步骤11：在全息面，光场的复振幅取常数值，相位是随机相位，经过分数傅里叶变换操作传播到成像面，在成像面上，保留相位项，用目标图像的强度来代替光场的振幅；
步骤12：进行逆分数傅里叶变换操作使光场传播回到全息面，在全息面，继续保留相位项，把振幅项去掉，用单位强度替换所有像素的振幅项；
步骤13：再继续进行分数傅里叶变换传播到成像面，如此进行循环操作，通过一定次数的迭代之后，在全息面上光场的相位值收敛到最优值；
步骤2：步骤1得到的全息图进行重建工作，全息图的重建同样要采用分数傅里叶变换所对应的光学结构来实现；
步骤21：进行离散傅里叶变换，得到的全息再现像就可以成像在透镜后任意距离的平面上；
步骤22：选择成像距离z，得到阶数；
步骤23：采用分数傅里叶变换迭代算法计算相位全息图；
步骤24：最后把全息图加载到空间光调制器上，利用分数傅里叶变换光学系统把图像重建在屏幕上。
本实施例中的分数傅里叶变换光学系统，如图2所示，包括激光器1、偏光片2、电子束分离器3、动态空间光调制器4、透镜5和屏幕6。
本方法是一种基于分数傅里叶变换的迭代算法，它是一种改进的GS算法，利用这种算法生成的计算全息图，可以把图像投影到透镜之后的任意平面上。据此，将含有不同深度信息的全息图成像在透镜后的不同平面上，应用于6D全息系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种多平面6D全息光场成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在全息面和成像面上施加振幅约束条件，让相位项进行不断的迭代最终收敛到最优值的一个过程；
步骤11：在全息面，光场的复振幅取常数值，相位是随机相位，经过分数傅里叶变换操作传播到成像面，在成像面上，保留相位项，用目标图像的强度来代替光场的振幅；
步骤12：进行逆分数傅里叶变换操作使光场传播回到全息面，在全息面，继续保留相位项，把振幅项去掉，用单位强度替换所有像素的振幅项；
步骤13：再继续进行分数傅里叶变换传播到成像面，如此进行循环操作，通过一定次数的迭代之后，在全息面上光场的相位值收敛到最优值；
步骤2：步骤1得到的全息图进行重建工作，全息图的重建同样要采用分数傅里叶变换所对应的光学结构来实现；
步骤21：进行离散傅里叶变换，得到的全息再现像就可以成像在透镜后任意距离的平面上；
步骤22：选择成像距离z，得到阶数；
步骤23：采用分数傅里叶变换迭代算法计算相位全息图；
步骤24：最后把全息图加载到空间光调制器上，利用分数傅里叶变换光学系统把图像重建在屏幕上。
2.一种多平面6D全息光场成像方法，其特征在于，所述步骤24中的分数傅里叶变换光学系统包括激光器、偏光片、电子束分离器、动态空间光调制器、透镜和屏幕。
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108965853A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-07 | 张家港康得新光电材料有限公司 | 一种集成成像三维显示方法、装置、设备及存储介质 |
| CN112486003A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-12 | 四川大学 | 基于自适应权重反馈gs算法的相位全息图生成方法 |
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| CN112486003A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-12 | 四川大学 | 基于自适应权重反馈gs算法的相位全息图生成方法 |
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