CN203825375U - 一种大视角计算全息显示演示系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大视角计算全息显示演示系统，包括半导体激光器、扩束镜、准直透镜、数字微镜器件、振镜、同步扫描信号控制器、微型计算机、雾化器、DVI接口、USB接口、第一数据线和第二数据线；所述半导体激光器、扩束镜、准直透镜依次连接，所述数字微镜器件和同步扫描信号控制器分别通过DVI接口和USB接口与所述微型计算机相连，所述雾化器产生的雾气团用作全息再现的立体显示屏；工作时，由微型计算机通过VB程序将事先计算得到的各个视角的子全息图按顺序输入数字微镜器件并由振镜同步扫描进行再现，实现各个视角的子全息图再现像的重合叠加，利用视觉残留效应，获得大视角的全息再现像。
Description
技术领域
本实用新型涉及全息显示技术领域，具体涉及一种大视角计算全息显示演示系统。
背景技术
20世纪60年代计算全息的出现为传统光学全息注入了全新的活力，计算全息只要有计算机、相应的软件及输出设备就可以制作，并且可以制作现实中不存在的场景的全息图，比较灵活。从20世纪80年代起，各种空间光调制器成了新的全息图载体，电子全息显示技术开始兴起，它是全息技术和计算机技术相结合的产物，是当前全息显示技术发展的重要方向。
目前使用较多的空间光调制器有声光调制器（AOM）、液晶空间光调制器（LCD）和数字微镜器件（DMD）。1989年MIT媒体实验室空间成像小组率先研制出了实时三维全息显示系统，该系统采用AOM调制激光束，利用视觉残留效应，使人眼获得立体视觉，但其在实现过程中，需将数字化的全息条纹转换成高频的模拟信号，另外还需18通道合成的高速帧缓冲器，导致其与计算机的接口比较麻烦；2002年，日本宇都宫大学利用反射式LCD初次实现了视频速率的三维立体图像再现；2003年，美国Texas大学西南医学研究中心基于DMD研制了动态全息三维立体显示系统，但其图像质量仍不够高。总的来说，由于受空间光调制器空间带宽积的限制，单个空间光调制器还只能显示小视角的再现像，无法有效地体现立体效果。
发明内容
针对以上问题，本实用新型的目的是提供一种对计算全息场景进行变换，并匹配DMD和振镜同步扫描实现的大视角计算全息显示演示系统。
为实现上述目的，本实用新型采用一种大视角计算全息显示演示系统，包括半导体激光器、扩束镜、准直透镜、数字微镜器件、振镜、同步扫描信号控制器、微型计算机、雾化器、DVI接口、USB接口、第一数据线和第二数据线；所述半导体激光器、扩束镜、准直透镜依次连接，所述半导体激光器的透光端与所述数字微镜器件相对，所述数字微镜器件与所述振镜相对，所述振镜与雾化器相对，所述数字微镜器件和同步扫描信号控制器分别通过DVI接口和USB接口与所述微型计算机相连，所述数字微镜器件和同步扫描信号控制器分别通过DVI视频线和USB数据线与所述微型计算机相连，所述振镜、数字微镜器件分别通过第一数据线和第二数据线与所述同步扫描信号控制器相连。
本实用新型的有益效果是：由微型计算机通过VB程序将事先计算得到的各个视角的子全息图按顺序输入数字微镜器件并由振镜同步扫描进行再现，实现各个视角的子全息图再现像的重合叠加，利用视觉残留效应，获得大视角的全息再现像，本装置可有效提高再现像的立体效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的具体实施例是一种大视角计算全息显示演示系统，包括包括半导体激光器1、扩束镜2、准直透镜3、数字微镜器件7、振镜5、同步扫描信号控制器4、微型计算机6和雾化器8；所述半导体激光器1、扩束镜2、准直透镜3依次连接，所述半导体激光器1的透光端与所述数字微镜器件7相对，所述数字微镜器件7与所述振镜5相对，所述振镜5与雾化器8相对，所述数字微镜器件7和同步扫描信号控制器4分别通过DVI视频线13和USB数据线12与微型计算机6相连，并由基于VB编写的程序进行控制，振镜5、数字微镜器件7分别通过第一数据线10和第二数据线11与同步扫描信号控制器4相连，同步扫描信号控制器4用于实现数字微镜器件7与振镜5的同步动作，并控制振镜5扫描偏转到计算机制全息的设计角度，使各个视角的子全息图再现像在雾化器8产生的雾气团9上重合叠加；工作时，半导体激光器1用作光源，其发出的光经扩束镜2扩束并经准直透镜3准直形成平行光照射在数字微镜器件7上，由微型计算机6通过VB程序将事先计算得到的各个视角的子全息图按顺序输入数字微镜器件7并由同步扫描信号控制器4控制振镜5进行同步扫描，实现各个视角的子全息图再现像U0、U1、U2在雾化器8产生的雾气团9上的重合叠加，利用视觉残留效应，获得大视角的全息再现像。
所述的各个视角的子全息图通过以下方式计算得到：
图1为计算机制各个视角子全息图的数学模型示意图，其中物体或经合成后的再现像在O处，以其为原点建立xyz坐标系，以振镜的中心为原点，以其镜面的法线方向为z′轴建立x′y′z′坐标系，其旋转中心为y′轴，以U0、U1、U2三个视角为例，其三维数据可由物体对应振镜三个偏转状态的镜像得到，设物体某一点在xyz坐标系中的坐标为(x i ,y i ,z i )，振镜镜面与DMD的夹角为，则该物点在x′y′z′坐标系中的坐标可由旋转、平移变换关系得到：
（1）
经振镜镜像后该物点在x′y′z′坐标系中的坐标为：
（2）
再次利用坐标旋转、平移变换关系可得经振镜镜像后各个视角的“物体”物点在xyz坐标系中的坐标为：
（3）
物体各个视角的三维数据均可通过上述方式由原物点坐标变换得到，则全息记录面上的复振幅分布可表示为：
（4）
由于DMD有很高的刷新频率，为防止各个视角的再现像在观察时相互干扰，式（4）中每个视角的“物体”各自独立计算一幅全息图，再现时按顺序切换，并与振镜偏转保持同步，另外保证各个视角的全息图每刷新一遍的时间在视觉残留时间内，那么从观察效果来说就相当于再现像本身有着较大的视角，这样就可以实现大视角再现的目标。
所述的同步扫描信号控制器用于实现数字微镜器件与振镜的同步动作，并控制振镜扫描偏转到计算机制全息的设计角度，使各个视角的子全息图再现像重合叠加。
本实用新型的有益效果是：由微型计算机通过VB程序将事先计算得到的各个视角的子全息图按顺序输入数字微镜器件并由振镜同步扫描进行再现，实现各个视角的子全息图再现像的重合叠加，利用视觉残留效应，获得大视角的全息再现像成像图像治疗高，本装置可有效的提高立体效果的大视角计算全息显示演示系统。
Claims (1)
1. 一种大视角计算全息显示演示系统，其特征在于：包括半导体激光器、扩束镜、准直透镜、数字微镜器件、振镜、同步扫描信号控制器、微型计算机、雾化器、DVI接口、USB接口、第一数据线和第二数据线；所述半导体激光器、扩束镜、准直透镜依次连接，所述半导体激光器的透光端与所述数字微镜器件相对，所述数字微镜器件与所述振镜相对，所述振镜与雾化器相对，所述数字微镜器件和同步扫描信号控制器分别通过DVI接口和USB接口与所述微型计算机相连，所述数字微镜器件和同步扫描信号控制器分别通过DVI视频线和USB数据线与所述微型计算机相连，所述振镜、数字微镜器件分别通过第一数据线和第二数据线与所述同步扫描信号控制器相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN103116260A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-05-22 | 浙江师范大学 | 一种增大计算全息再现视角的方法 |
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