[发明专利]一种基于纯相位技术的互动虚拟实景全息投影系统

权利要求书

1.一种基于纯相位技术的互动虚拟实景全息投影系统，包括半封闭墙体，用于摆放实景模型；显示器，所述显示器置于半封闭墙体顶部，将图像投放到全息成像膜上；全息成像膜，所述全息成像膜与显示器成 45 度角；红外摄像头，所述红外摄像头为至少两个，位于半封闭墙体外侧；红外光源，用于为红外摄像头提供红外光照明；实景模型，所述实景模型位于半封闭墙体底部；电脑主机，与红外摄像头连接，接受红外摄像头捕捉的画面，分析选择匹配的视频，并将视频传送给显示器；通过布设投影设备：将相位空间光调制器、分光棱镜、透镜和倾斜屏幕依次布设，使得相位空间光调制器、分光棱镜、透镜和屏幕处于同一条直线上；同时，在分光棱镜的同一侧布设单色激光器和偏振片，偏振片位于分光棱镜和单色激光器之间，单色激光器发出的平面波通过偏振片变为偏振光，偏振光通过分光棱镜后可射入到相位空间光调制器中；相位空间光调制器和生成相位全息图的计算机通过数据线连接；相位空间光调制器所处的位置形成全息面 x，屏幕所处的位置形成倾斜平面 x。

2.根据权利要求1所述的全息投影系统，其特征在于：所述半封闭墙体内侧还设有灯光设备。

3.根据权利要求1所述的全息投影系统，其特征在于：所述灯光设备连接有灯光控制器，所述灯光控制器与电脑主机连接。

4.根据权利要求1所述的全息投影系统，其特征在于：所述摄影采集装置包括 M*N 个彩色二维图像摄取单元 Cmn，用于对所要三维显示的物体 O 在其任意空间谱面 S 上进行 M*N 个空间谱抽样摄取，每个抽样点 Smn 对应于物体 O 的一个体像素 Hmn，各图像摄取单元 Cmn 所采集到的信息相当于该体像素 Hmn 所对应的空间谱视图 Imn，以获取物体 O 的 M*N 个阵列抽样空间谱图像信息。

5.根据权利要求1所述的全息投影系统，其特征在于：所述根据坐标旋转关系，建立参考平面 xr和倾斜平面 x 之间的光场分布关系：

F(u',v') ＝ FT[f(x',y')]

G(u,v) ＝ F(α-1(u,v),β-1(u,v)) ＝ F(u',v') 式 (1)

g(x,y) ＝ FT-1[G(u,v)]

式 (1) 中，f(x',y') 为倾斜平面 x 的光场复振幅函数，x',y' 为 f(x',y') 的自变量，表示倾斜平面上各个点的坐标，F(u',v') 为倾斜平面 x 的角谱函数，u'，v' 为相应的角谱空间的坐标，G(u,v) 为参考平面 xr的角谱函数，u，v 为相应的角谱空间的坐标，(α-1(u,v),β-1(u,v)) 表示从倾斜平面 x 到参考平面 xr的坐标变换，g(x,y) 为参考平面 x r的光场复振幅函数，x，y 为参考平面上各个点的坐标；FT 为傅里叶变换，FT-1为逆傅里叶变换。