本实用新型涉及全息投影技术领域，具体的说，是一种全息成像系统。
背景技术：
全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。
全息投影系统是一种利用全息图原理的数字信息记录系统，该系统的特征是将信息信号在记录介质中记录为折射率的变化。其中，记录介质为铌酸锂单晶体等光折射材料。
舞台灯光设备、景观照明设备应用于文艺表演及需要灯光效果展示的场合之中，能够产生绚丽的视觉效果。现有的舞台灯具分为图案灯、激光灯、扫描灯等数种类型，图案灯通过色轮与图案轮的结合可以投影出数十种图案及颜色。激光灯通过振镜扫描的原理投影预先编程的图案。然而上述灯具本身存在一定的局限，例如图案灯只能投影固定图案，激光灯由于振镜频率有限，因而最终效果频闪严重且分辨率很低无法和普通投影仪相比。而现有普通投影仪无论是采用液晶 (LCD)、数字光处理 (DLP) 还是硅基液晶 (LCoS) 技术都是基于将不需要的光屏蔽的原理，若要应用于舞台投影及灯光效果展示的场合，则其所需光源亮度将非常高，致使成本过高而无法实现。
全息投影技术与现有投影技术在原理上截然不同，其利用干涉衍射原理将光引导至所需的地方，而非遮挡光，因而在投影特殊图案时亮度可以达到普通投影的数十倍甚至上千倍。将全息投影技术应用于舞台投影领域，可以用投影技术来实现照明，从而展现出比现有灯具更为震撼的视觉效果，且所需光源的亮度远低于普通投影，其成本也较为低廉。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种全息成像系统，利用投影技术来实现照明以降低光源亮度的要求，同时优化光学系统及控制器的内部结构，利用傅里叶变换提高成像质量，大大减少信号失真的情况。
本实用新型通过下述技术方案实现：一种全息成像系统，包括光学系统和与光学系统中各个控制端连接的控制器，所述光学系统包括激光器、扩束准直器、分光棱镜、遮光器、空间光调制器、记录介质、第一反光镜、第二反光镜、成像透镜、显示端，激光器发出的激光经扩束准直器放大后入射到分光棱镜并由分光棱镜分为信号光、参考光，所述信号光射入空间光调制器同时所述参考光经第一反光镜、第二反光镜折射后一起射入记录介质，并与由控制器输入的全息图像共同形成调制后的调制图像，调制图像由成像透镜射入显示端进行原图像的显示。
所述全息成像系统还包括外部光源、光源整形器，外部光源经光源整形器整形后输入空间光调制器与此处的信号光、参考光、全息图像共同形成调制后的调制图像；所述全息成像系统还包括设置在空间光调制器与记录介质之间的第一傅里叶变换透镜，此时成像透镜为第二傅里叶变换透镜，原图像经傅里叶变换后形成。
所述控制器包括与激光器连接的激光驱动器、与外部光源及光源整形器连接的外部光源调节器、与空间光调制器连接的编码器、与记录介质连接的记录介质驱动器、与显示端连接的解码器以及与激光驱动器、外部光源调节器、编码器、记录介质驱动器、解码器连接的主控中心。
为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述空间光调制器包括液晶显示板和多个光调制单元，所述光调制单元按以下方式排列：在一平面中的任意方向上，存在与光调制单元的排列相对应的周期性结构的至少两个周期，即多个光调制单元被排列成使得在与光调制单元的排列相对应的傅里叶面中存在傅里叶频率的至少两个峰值分量。
为了更好的实现本实用新型，进一步地，多个光调制单元排列在一圆形形状的光调制区中以调制落入该光调制区上的光束，且光调制单元的大小沿着所述光调制区径向由中心朝外缘的方向增大。
为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述液晶显示板为硅基液晶板，所述硅基液晶板包括由底向上依次设置的下基板、遮光层、铝质的像素电极层、内含液晶分子的取向层、上基板；其中，下基板为具有CMOS集成电路的硅基底板，上基板为ITO导电玻璃。
为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述显示端包括与解码器连接的光电探测器和三层平行间隔设置的投影幕。
为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制器还通过数据接口外接输入/输出人机交互信息的人机交互模块，所述数据接口包括HDMI接口、DMX512接口、并行接口和/或USB接口。
为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述主控中心采用酷睿、奔腾、赛扬的CPU系列。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型利用投影技术来实现照明以降低光源亮度的要求，同时优化光学系统及控制器的内部结构，利用傅里叶变换提高成像质量，大大减少信号失真的情况。
（2）本实用新型设计合理。
附图说明
图1为本实用新型中摄像头组件的一种结构示意图。
图2为空间光调制器中一种光调制单元结构的示意图。
图3为图2中光调制单元部分放大示意图。
图4为空间光调制器中一种光调制单元结构的示意图。
图5为空间光调制器中一种光调制单元结构的示意图。
图6为实施例3中硅基液晶板的结构示意图。
其中，1、激光器；2、扩束准直器；3、分光棱镜；4、外部光源；5、光源整形器；6、空间光调制器；7、记录介质；8、第一反光镜；9、第二反光镜；10、第一傅里叶变换透镜；11、第二傅里叶变换透镜；12、显示端；6A、光调制区；
001、下基板；002、遮光层；003、像素电极层；004、取向层；005、上基板。
具体实施方式
实施例1：
一种全息成像系统，包括光学系统和与光学系统中各个控制端连接的控制器。
如图1所示，所述光学系统包括激光器1、扩束准直器2、分光棱镜3、遮光器、空间光调制器6、记录介质7、第一反光镜8、第二反光镜9、第一傅里叶变换透镜10、作为第二傅里叶变换透镜11的成像透镜、显示端12，还包括外部光源4、光源整形器5。
其中，第一傅里叶变换透镜10、第二傅里叶变换透镜11均布置在距离记录介质7一倍焦距的位置。
激光器1发出的激光经扩束准直器2放大后入射到分光棱镜3并由分光棱镜3分为信号光、参考光：一是所述信号光、经光源整形器5处理的外部光源4、控制器输入的全息图像共同经空间光调制器6调制、第一傅里叶变换透镜10进行傅里叶变换输入记录介质7；二是所述参考光经第一反光镜8、第二反光镜9折射后射入记录介质7；最终在记录介质7上形成调制图像，再经过第二傅里叶变换透镜11输入到显示端12进行原图像的显示；此时图像保真效果远高于现有的其他全息成像系统。
具体是指，如图1所示，光路如下：
A、从激光器1发出的激光先经扩束准直器2放大并入射至分光棱镜3；
B、分光棱镜3将其分为信号光和参考光；
B1、信号光射入空间光调制器6；
B2、参考光通过第一反光镜8、第二反光镜9引至记录介质7；
B3、外部光源4经光源整形器5射入空间光调制器6；
C、空间光调制器6同时接收信号光、外部光源4、编码器转换的全息图像的记录数据，在空间光调制器6形成能在一平面上形成亮暗点图案的电信号，此时信号光与外部光源4汇聚后共同被调制的包括数据信号分量，再经过第一傅里叶变换透镜10经傅里叶变换而被聚光到记录介质7中；
D、参考光与经过调制和傅里叶变换的信号光的光路在记录介质7中相交，形成光干涉图案，由控制器按设定角度和平移距离改变第二反光镜9的位姿以形成参考光入射角不同的多个光干涉图案，全部光干涉图案记录为折射率的变化，同时形成记录数据，进行记录操作；
E、需要进行再现操作时，仍然由控制器按设定角度和平移距离改变第二反光镜9的位姿，使得此时折射率的变化与记录操作中折射率的变化相同，用于再现所记录的光干涉图案的再现光出现在参考光照射的记录介质7的对侧，将再现光引入第二傅里叶变换透镜11中进行傅里叶逆变换，再现点图案信号；
F、再现点图案信号由一倍焦距位置处的显示端12接收并经解码器进行原图像再现。
其中，所述显示端12包括与解码器连接的光电探测器和三层平行间隔设置的投影幕。电荷耦合器CCD作为光电探测器将接收到的点图案信号恢复为电数字信号并发送至解码器。
所述控制器包括与激光器1连接的激光驱动器、与外部光源4及光源整形器5连接的外部光源4调节器、与空间光调制器6连接的编码器、与记录介质7连接的记录介质7驱动器、与显示端12连接的解码器以及主控中心，主控中心分别与激光驱动器、外部光源4调节器、编码器、记录介质7驱动器、解码器连接。
所述控制器设置的数据接口包括HDMI接口、DMX512接口、并行接口和/或USB接口。
所述主控中心采用酷睿、奔腾、赛扬的CPU系列。CPU为市售产品，也已经被广泛应用于全息成像系统中，本实用新型的改进点并不在于此，本实施例中仅需要利用CPU进行各个控制端的数据分析及处理，用户可以根据个人需要进行不同性能、不同价位的选择，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，进一步优化，如图2-图5所示，所述空间光调制器6包括液晶显示板和多个光调制单元，所述光调制单元按以下方式排列：在一平面中的任意方向上，存在与光调制单元的排列相对应的周期性结构的至少两个周期，即多个光调制单元被排列成使得在与光调制单元的排列相对应的傅里叶面中存在傅里叶频率的至少两个峰值分量。
多个光调制单元排列在一圆形形状的光调制区6A中以调制落入该光调制区6A上的光束，且光调制单元的大小沿着所述光调制区6A径向由中心朝外缘的方向增大。
此时，空间光调制器6具有圆形光调制区6A以调制落入该光调制区6A上的光束。光调制区6A由经过圆心的径向划分线按角度θ划分，光调制区6A还被半径分别为R1、R2、……、Rn的同心圆划分线划分。每个划分区域对应于一个光调制单元，也称作像素。此时，空间光调制器6中包括光调制单元(像素)Ak,1、Ak,2、……、Ak,n(k=1,2,……,m)共n×m个像素。
根据专利号ZL03818875.9、发明名称为空间光调制器6的中国授权发明专利记载内容，此结构的空间光调制器6我具有高灵敏度，能有效减少非线性失真。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在实施例1或2的基础上进行优化，所述液晶显示板为硅基液晶板，所述硅基液晶板包括由底向上依次设置的下基板001、遮光层002、铝质的像素电极层003、内含液晶分子的取向层004、上基板005；其中，下基板001为具有CMOS集成电路的硅基底板，上基板005为ITO导电玻璃。
如图6所示，本实施例中硅基液晶板采用发射式液晶显示技术，是以单晶硅片为衬底的CMOS集成技术和以透明导电平板为基底制作液晶盒的封装技术相结合的产物。底层为硅基底板，具有CMOS集成电路，并给铝质像素电极层003提供驱动电压。导向沟槽之间为液晶层。最上层为ITO(氧化铟锡)导电玻璃，和铝质像素电极层003一起驱动液晶分子，从而实现对入射光振幅和相位的调制。将微电路部分集成在像素反射镜下面，使像素填充率得到显著提高，可达90%以上。像素尺寸通常在微米量级，像素密度可达1000-PPi。因此，本实施例中硅基液晶板具有尺寸小、分辨率高、像素填充率高、衍射效率高从及光能利用率高等优点。
本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。