北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
多屏拼接可以实现不同幅面的集成成像光场三维（3D）显示，但是3D片源生成过程十分复杂。为此，提出一个3D片源渲染平台，该平台可为多屏拼接的集成成像光场3D显示提供片源，使得再现的3D图像正确且无错位。在3D片源渲染过程中，首先计算出微图像阵列的分辨率等参数，利用开放式图形库（OpenGL）渲染出初始微图像阵列；然后，对初始微图像阵列进行拆分、投影变换及重拼接，得到用于拼接集成成像光场3D显示的微图像阵列；将3D片源渲染程序使用应用程序开发框架（Qt）封装为可视化3D片源渲染平台，该平台支持.obj和.fbx等格式的3D模型输入以及16K及以上分辨率的微图像阵列输出。实验结果表明，将3D片源渲染平台生成的微图像阵列用于双8K屏拼接的集成成像光场3D显示器上，可显示正确的3D图像。该3D片源渲染平台可满足多屏拼接的集成成像光场3D显示内容生成需求，有望在展览展示等领域得到应用。
集成成像光场3D显示 3D片源渲染平台 微图像阵列 多屏拼接 激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811019
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）是重要的显示技术，被广泛地应用于电视、电脑显示器、手机显示屏等领域，覆盖了大中小尺寸几乎所有的需求范围。LCD具有市场规模大、性价比高、寿命长等优点，但也存在一些瓶颈问题，突出表现在视角相关问题，例如倾斜视角下的对比度下降、灰阶偏移、色彩偏移等。此外，随着应用场景的具体化，市场上逐渐涌现出一些特殊的视角需求，例如窄视角、指定视角、视角可控等需求。针对以上问题，研究人员进行了大量的优化和改进，目前LCD的视角相关性能已经得到了明显提升。本文综述了部分有代表性的研究工作，首先，介绍了LCD的基本结构、显示原理、以及常见的显示模式；然后，介绍了与视角相关的性能参数，总结了能够改善视角相关问题的技术方法；最后，归纳了几种特殊的视角控制技术并进行了展望。
液晶显示器 视角 对比度 灰阶偏移 色彩偏移 Liquid crystal display Viewing angle Contrast ratio Gamma shift Color difference
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
全息显示技术被认为是最有前景的显示技术之一。然而，目前的空间光调制器（SLM）尺寸很小，不能满足大尺寸全息显示的要求。提出了一种大尺寸全息3D显示系统，该系统由1个激光器、1个扩束器、3个透镜、1个分束器、2个SLM及1个孔径光阑构成。首先使用误差扩散方法生成大尺寸的全息图；然后将大尺寸全息图分割为2幅具有相同分辨率的全息图，并将它们分别加载到2个SLM上；最后在空间上将2个SLM的衍射光场无缝拼接在一起，实现大尺寸全息3D显示。实验结果验证了该系统的有效性。
成像系统 全息显示 空间光调制器 大尺寸 全息3D显示 激光与光电子学进展
2022, 59(20): 2011013
中国激光
2022, 49(19): 1900000
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
计算全息可以记录和再现任意物体的波前信息，无论物体是否真实存在，因此在裸眼3D显示领域具有很大的应用潜力，其中彩色计算全息3D显示技术得到了广泛关注。首先分析了彩色计算全息3D显示技术中的色差种类与原理，接着对彩色计算全息3D显示技术进行了分类概述，总结了现有彩色计算全息3D显示技术的优缺点，并对未来彩色计算全息3D显示技术的发展趋势进行了展望。
全息 3D显示 计算全息 彩色计算全息 中国激光
2022, 49(19): 1909001
红外与激光工程
2020, 49(3): 0303003
提出了一种基于数字图像相关(DIC)的散斑图形偏折术(SPD),将二维DIC用于测量镜面的三维面形。用散斑位移代替条纹形变,使偏折术的测量过程更简单高效,只需拍摄两幅散斑图,面形检测精度可以达到微米量级。介绍了SPD的原理与方法,推导了相关公式,对散斑图进行了设计制作。实验测量了一块有机玻璃板的面形,与相位测量偏折术的结果对比,其测量精度接近1 μm。
测量 光学测试 面形 数字图像相关 偏折术 散斑图形
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
提出了一种偏折术中相机和被测面坐标的获取方法。通过斜率计算和面形重建,对一块圆形的窗玻璃进行了检测,最终检测结果与基于干涉仪及张正友标定法检测得到的结果近似,证明了该方法的可行性和正确性。研究结果表明,所提方法的标定过程简单、灵活,能够完成相机和被测面的全局标定,适用于在线测量的标定。
测量 标定 偏折术 斜率 面形
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
2 School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
Optical axial scanning is essential process to obtain 3D information of biological specimens. To realize optical axial scanning without moving, the tunable lens is a solution. However, the conventional tunable lenses usually induce non-uniform magnification and resolution issues. In this paper, we report a movable electrowetting optofluidic lens. Unlike the conventional tunable lens, our proposed optofluidic lens has two liquid-liquid (L-L) interfaces, which can move in the cell by an external voltage. The object distance and image distance are adjusted by shifting the L-L interface position. Therefore, the proposed lens can realize optical axial scanning with uniform magnification and resolution in microscopy. To prove the concept, we fabricate an optofluidic lens and use it in optical axial scanning. The scanning distance is more than 1 mm with uniform magnification and good imaging quality. Widespread application of such a new adaptive zoom lens is foreseeable.
optofluidic lens liquid lens zoom system Opto-Electronic Advances
2019, 2(2): 180025
