空间光调制器及用空间光调制器显示计算全息图的方法_2

文档序号:9234635阅读:来源:国知局
所述挡光部的位置信息对应的位置。
【附图说明】
[0039] 图1为现有技术采用液晶空间光调制器实现计算全息图再现的光路图;
[0040] 图2为本发明实施例提供的一种空间光调制器的结构示意图;
[0041] 图3为罗曼III型全息编码的原理示意图;
[0042] 图4为本发明实施例提供的空间光调制器中传感装置的示意图;
[0043] 图5为本发明实施例提供的另一空间光调制器的结构示意图;
[0044] 图6为本发明实施例提供的一种用空间光调制器显示计算全息图的方法流程图。
【具体实施方式】
[0045] 本发明实施例提供了一种空间光调制器及用空间光调制器显示计算全息图的方 法,用W大面积显示动态的计算全息图。
[0046] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述,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 所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0047] 下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的空间光调制器。
[0048] 如图2所示,本发明具体实施例提供了一种空间光调制器,包括若干阵列排列的 微机电器件单元20,每一微机电器件单元20与计算全息图中的一个像元对应,每一微机电 器件单元20包括传感装置201、挡光部202和传动装置203,在具体实施时,本发明具体实 施例中的空间光调制器包括若干阵列设置的连接线(图中未示出),每一行微机电器件单 元20通过一条水平连接线与计算机(图中未示出)连接,每一列微机电器件单元20通过 一条竖直连接线与计算机连接,其中:
[0049] 传感装置201与传动装置203连接,用于接收计算机对该传感装置201所属的微 机电器件单元20对应的像元进行罗曼编码后的位置信息,该位置信息为本帖图像显示时 挡光部202的位置信息;W及
[0化0] 将本帖图像显示时挡光部202的位置信息发送给传动装置203 ;
[0化1] 传动装置203与挡光部202连接,用于在接收到本帖图像显示时挡光部202的位 置信息时,控制挡光部202运动到本帖图像显示时挡光部202的位置信息对应的位置。 [0化2] 优选地,本发明具体实施例的计算机对像元采用的罗曼编码方法为目前最常用的 罗曼III型编码法,罗曼编码的作用是将光学上的相位和振幅信息编码为对应的挡光部的 位置和挡光部的大小,下面简单介绍一下罗曼III型编码法的编码原理。
[0化3] 在采用罗曼III型编码法进行编码前,首先需要进行抽样和计算,得到全息平面 上离散样点的复振幅分布,把每个离散样点作为一个像元30,如图3所示,像元30的宽和高 分别为5u和5 V,其中,Su和5 V为抽样间隔。在罗曼m型计算全息图的每一像元30 中设置一个具有一定形状的孔,在实际设计中优选设计为矩形孔31,W矩形孔31的面积来 调制波面的幅值,W矩形孔31的位置,即矩形孔31中屯、距像元30中屯、的距离来调制波面 的相位,将每个像元30中矩形孔31的宽度设为定值,矩形孔31的高度U随抽样点的振幅 变化,表示矩形孔31的中屯、偏离像元30中屯、的位置,决定相位变化。像元30中除矩形 孔31々b其余部分都不透光或者其余部分透光,根据迂回相位效应,将矩形孔31当做一个 条纹矩形孔的面积调制复振幅的绝对值,即复振幅的光强,矩形孔31的位置调制复振幅的 复角,即复振幅的相位。经由复杂的计算,得到下面的罗曼III型计算全息编码方法的编码 公式:
[0054]
[0055] 其中,Am。表示复振幅的绝对值;d) m。表示复振幅的复角。
[0化6] 优选地,本发明具体实施例中的挡光部202为矩形挡光部,在实际应用过程中,挡 光部202的形状还可W为梯形、六边形W及=角形等,本发明具体实施例并不对挡光部的 具体形状做限定。考虑到工艺难度,本发明具体实施例挡光部202大小均相同,相应的本发 明具体实施例挡光部202的透过率可W决定振幅,挡光部202的位置决定相位。可选的一 种实施方式为挡光部202的大小W及透过率均相同,如此也能正常实现动态全息,并且能 够实现快速响应。
[0化7] 优选地,如图4所示,本发明具体实施例中每一微机电器件单元20中的传感装置 201包括接收单元2011和比较单元2012,其中,接收单元2011用于接收计算机对该传感装 置201所属的微机电器件单元20对应的像元进行罗曼编码后的位置信息;比较单元2012 用于将本帖图像显示时挡光部202的位置信息与上一时刻该挡光部202的位置信息进行比 较,若本帖图像显示时挡光部202的位置信息与上一时刻该挡光部202的位置信息不同,将 本帖图像显示时挡光部202的位置信息发送给传动装置203 ;否则不发送本帖图像显示时 挡光部202的位置信息给传动装置203。具体地,当本帖图像显示不是第一帖图像显示时, 将本帖图像显示时挡光部202的位置信息与上一帖图像显示时该挡光部202的位置信息进 行比较。
[005引具体实施时,本发明具体实施例中的挡光部202需要分别沿水平方向和竖直方向 运动,在每一微机电器件单元20中设置传动装置203时,可W设置一个传动装置203,该传 动装置203需要能够控制挡光部202分别沿水平方向和竖直方向运动。当然,也可W分别 在水平方向上设置一传动装置203,在竖直方向上设置一传动装置203,水平方向上设置的 传动装置203控制挡光部202沿水平方向运动,竖直方向上设置的传动装置203控制挡光 部202沿竖直方向运动。本发明具体实施例当设置两个传动装置时,对传动装置的结构特 性要求较低,生产成本较低,但该种设置会降低微机电器件单元20的开口率。优选地,本发 明具体实施例中的传动装置203为一拉动较链,该拉动较链的作用类似一弹黃,在实际应 用中可W通过压电元件进行驱动,本发明具体实施例中拉动较链的具体工作原理与现有技 术相同,该里不再寶述。
[0化9] 优选地,本发明具体实施例中至少一拉动较链控制所述挡光部在水平方向上运 动;至少一拉动较链控制所述挡光部在竖直方向上运动。
[0060] 具体地,如图5所示,本发明具体实施例在水平方向上,每一微机电器件单元20中 的挡光部202的左侧和右侧分别连接一拉动较链501,此时挡光部202能够在拉动较链501 的控制下沿水平方向分别向左和向右运动。
[0061] 本发明具体实施例在竖直方向上,每一微机电器件单元20中的挡光部202的上侧 和下侧分别连接一拉动较链501,此时挡光部202能够在拉动较链501的控制下沿竖直方向 分别向上和向下运动。
[0062] 本发明具体实施例若干阵列排列的微机电器件单元构成微机电系统 (Micro-Electro-Mechanical System,MEM巧。MEMS是集传感器、微执行器、微机械结构、信 号处理、控制电路和通信等于一体的微型器件或系统,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内 部结构一般在微米甚至纳米量级。MEMS器件具有体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率 高、响应时间短等优点。本发明具体实施例基于MEMS器件的空间光调制器响应速度高于液 晶空间光调制器的响应速度,能够快速响应,大面积显示动态计算全息图。
[0063] 如图6所示,本发明具体实施例还提供了一种通过上述空间光调制器显示计算全 息图的方法,所述方法包括:
[0064] S601、每一传感装置接收计算机对该传感装置所属的微机电器件单元对应的像元 进行罗曼编码后的位置信息,所述位置信息为本帖图像显示时该传感装置所属的微机电器 件单元中的挡光部的位置信息;
[0065] S602、所述传感装置将本帖图像显示时所述挡光部的位置信息发送给传动装置;
[0066] S603、所述传动装置接收到本帖图像显示时所述挡光部的位置信息时,控制所述 挡光部运动到本帖图像显示时所述挡光部的位置信息对应的位置。
[0067] 优选地,本发明具体实施例传感装置将本帖图像显示时所述挡光部的位置信息发 送给传动装置之前,所述方法还包括:
[0068] 所述传感装置将本帖图像显示时所述挡光部的位置信息与上一时刻该挡光部的 位置信息进行比较,并根据比较结果确定是否将本帖图像显示时所述挡光部的位置信息发 送给所述传动装置。
[0069] 具体地,本发明具体实施例将本帖图像显示时所述挡光部的位置信息与上一时刻 该挡光部的位置信息进行比较,包括:本发明具体实施例中的比较单元2012将本帖图像显 示时挡光部202的中屯、位置在水平方向的坐标值与上一时刻挡光部202的中屯、位置在水平 方向上的坐标值进行比较;W及将本帖图像显示时挡光部202的中屯、位置在竖直方向的坐 标值与上一时刻挡光部202的中屯、位置在竖直方向上的坐标值进行比较。如;本发明具体 实施例挡光部202的中屯、位置在水平
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