[发明专利]SLMs阵列拼接方法、拼接件及其拼接架

说明书

本发明公开了一种SLMs阵列拼接方法，包括：S1：按照预先设定的基准位置安装第一显示芯片组，光线直接照明第一显示芯片组的有效显示面；S2：光线经第一反射单元反射至第二显示芯片组的有效显示面，光线经第二反射单元反射至第三显示芯片组的有效显示面；S3：第二显示芯片组和第三显示芯片组的有效显示面镜像与第一显示芯片组的有效显示面在同一个平面内，第二显示芯片组和第三显示芯片组的有效显示面边缘的镜像与第一显示芯片组的有效显示面的对应边缘无缝连接，各个元件的边缘对入射光未有遮挡。相应地，本发明还公开了一种SLMs阵列拼接件及其拼接架。本发明实现多个空间光调制器阵列的无缝拼接。

技术领域

本发明属于全息3D影像技术领域，尤其涉及一种SLMs(SLM为空间光调制器，SLMs为两片及两片以上SLM)阵列拼接方法、拼接件及其拼接架。

背景技术

全息成像技术(Holographic Imaging)，是利用干涉和衍射原理分别记录和再现物体的三维图像的技术。

传统全息成像技术主要分为两步。其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，即干涉条纹，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。

其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成像过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照明下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给两个像，即原始像(又称初始像)和共轭像。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

传统全息成像技术的拍摄记录过程复杂，全息记录介质成本高。近年来，能够灵活地对光波波前进行编码的计算全息技术得到越来来越多的关注，而空间光调制器能够灵活地对光波波前进行调制，因此将计算全息技术和空间光调制器技术相结合，成为全息三维动态显示一个重要的研发方向。但是全息像成像的质量受目前SLM像素尺寸、像素数和帧频等性能参数的限制。其中之一表现为再现像的可视角度较小或成像尺寸较小，无法达到理想的三维显示效果。

基于SLM的全息三维显示再现像的视角，很多研究提供了许多视角拓展方法。比如多SLM空间拼接方法、单SLM时分复用方法、时分和空间复用相结合的方法。

在《中国光学》杂志的2015年4月份、第8卷第2期上公开了“空间光调制器曲面拼接实现全息三维显示视角拓展”。该文对多空间光调制器不同拼接方式拓展全息三维再现像视角的方法进行了分析，基于多片空间光调制器拼接拓展视角的思想，利用平面反射镜、分光镜和两片透射式空间光调制器设计了曲面拼接系统，进行了全息三维再现像的视角拓展实验研究。用该系统对四棱锥物体的层析菲涅尔衍射全息图进行再现，结果表明，总视角由基于单片空间光调制器的1.7°增大到3.2°，即拓展到约1.9倍，分光镜能够消除两片空间光调制器间的间隙，实现无缝拼接。光源发出的源光经扩束准直后由分光镜BS1分成两束，一束经反射镜M2垂直照射到SLM1上，另一束经反射镜M3垂直照射到SLM2上，通过分光镜BS2的合束作用来消除两片SLM之间的间隙，原则上实现无缝拼接。但是，从该文中可知，两片SLM无缝拼接是通过调整SLM空间位置来实现。那么如何能实现调整SLM空间位置呢？主要是用人眼的观察判定。这种方案虽然谈的是曲面拼接，但是由于采用人眼的观察来判定其空间位置，存在各种不确定性，该方案是无法适用于更多空间光调制器的曲面拼接中。