旋转角度装配误差对成像质量影响的定量分析

定量分析了集成成像系统中显示面板与重构微透镜阵列之间的旋转角度装配误差对重构图像质量的影响．首先,根据集成成像的原理,利用几何光学和光线追迹理论,考虑光轴平移和像素信息错位,建立了旋转角度装配误差理论模型;然后,基于上述理论模型对旋转角度装配误差导致的集成成像系统质量降质进行仿真;最后,引入峰值信噪比,定量分析了旋转角度装配误差对重构图像质量的影响程度,并给出不同微透镜尺寸、显示面板与微透镜阵列的距离等参数下满足观察者观测容忍度对应的旋转角度误差极限．     

一种快速计算机集成成像

为了提高计算机集成成像技术的记录速度,提出了一种快速计算机集成成像技术。该技术基于无深度反转的一次记录原理,在一次记录过程中,忽略距离微透镜阵列近的物点,而记录距离微透镜阵列远的物点,从而获得无深度反转的微图像阵列。实验中采用Direct3D软件对3Dsmax软件创建的场景进行无深度反转的一次记录,快速地生成微图像阵列,并用光学再现的方式对其进行再现。实验结果证明,该方法的记录时间达到了0.56 s,实现了快速记录,并且真实地、无深度反转地重建出了立体图像。     

微图像阵列参数不匹配对集成成像3D显示的影响

集成成像具有裸眼观看、无立体观看视疲劳、全真再现等优点,是目前主流的一种裸眼3D显示技术。在集成成像3D显示器研制过程中,由于微图像阵列尺寸不等于显示器像素的整数倍,将产生微图像阵列尺寸的缩放,同时由于集成成像3D显示器装配误差或微透镜阵列制作工艺精度不够等问题,将使得微图像阵列相对于微透镜阵列产生一定程度的平移。针对微图像阵列尺寸缩放和平移对集成成像重建的3D图像在图像深度和3D观看视角方面的影响问题,本文基于几何光学原理,采用集成成像图像重建技术和视角分析方法,分别分析微图像阵列尺寸缩放和平移时重建3D图像的深度以及3D观看视角的变化情况。通过计算机模拟仿真实验和实际的光学再现实验对理论分析进行了验证。仿真实验结果表明,3D图像深度随着微图像阵列尺寸的放大而增大,反之则减小;光学再现实验结果表明,3D观看视角随着微图像阵列尺寸的放大而增大,反之则减小,微图像阵列平移对3D观看视角产生了一定的平移,而对3D观看视角大小的影响甚微。根据仿真实验和光学再现实验结果,得出结论,微图像阵列缩放将引起3D图像深度畸变和3D观看视角的改变,而微图像阵列平移对集成成像3D显示的影响较小。该研究结果将为集成成像3D显示器的研制和优化起到实际的指导作用。     

虚拟弯曲透镜阵列的集成成像特性

虚拟弯曲透镜阵列已成为提高三维集成成像质量的有效手段.针对典型虚拟弯曲透镜阵列的集成成像系统,依据集成成像记录与重构原理,利用ABCD矩阵光学理论,推导了三维物体与三维集成图像的映射位置关系模型,实现了虚拟弯曲透镜阵列集成图像的计算生成与重构;引入成像取样率模型,定量分析了记录过程单元图像取样率与不同深度重构集成图像质量的关系.最后,利用相关度图像度量因子比较了虚拟弯曲透镜阵列和传统平面透镜阵列的集成图像质量,证明了虚拟弯曲透镜阵列在提高三维集成成像质量方面的优越性.     

集成成像技术的像质评价分析

为了研究集成成像非共轭面的成像质量,根据光线追迹原理分析透镜阵列的成像过程,指出三维成像原理并给出不同离焦量下的轴截面成像分辨率;从波动光学角度分析包含离焦波像差的透镜阵列光学传递(OTF),得到集成成像系统的非共轭面调制传递函数(MTF)并指出与单透镜共轭面成像的联系.根据非共轭面分辨率给出符合视觉要求的显示深度计算方法.采用投影仪与菲涅尔透镜搭建显示面积为100×750 mm2的集成成像显示系统,实验结果表明,集成成像轴截面成像分辨率在离焦量增大的情况下迅速下降,非共轭面像质是制约集成成像显示效果的重要因素之一.     

采用二元光学技术设计PS互连网络器件

介绍了一种利用二元光学技术设计制作二元 PS(Perfect Shuffle)互连网络器件的方法,这种器件可以很简单地实现二维光学 PS 网络,而且具有重量轻,微型化,性能稳定,互连效率高等特点.分析了二元 PS 器件的串音问题,互连效率以及菲涅耳透镜的相对孔径与波长,光刻极限之间的关系.     

Rotman多波束网络的分析

研究了用于多波束形成网络的微带Ｒｏｔｍａｎ透镜．介绍了基于几何光学法的设计公式,并给出了透镜的相位特性,将透镜的波束口和阵列口等效为二维天线,利用天线理论得到了其幅度特性．并以具有３２个波束口和（或）３２个阵列口的Ｒｏｔｍａｎ透镜为例,分析了偏轴焦距、正轴与偏轴焦距比、波束口数、天线阵单元数、焦角、扫描角及频率等设计参数对透镜性能的影响,为多元Ｒｏｔｍａｎ透镜的设计提供了参考依据．     

基于高折射率填充层和正交偏振片阵列的集成成像3D显示器

本文提出了一种大视角无串扰的集成成像3D显示器。它在传统集成成像3D显示器的基础上添加了两组相邻图像元位置呈正交排列的偏振片阵列,以消除相邻元图像之间的串扰;在显示屏和微透镜阵列之间有高折射率填充层以增加观看视角。在该3D显示器中,紧贴于显示屏的正交偏振片阵列被用于产生线偏振光,而紧贴微透镜阵列的正交偏振片阵列用于阻挡来自相邻图像元的串扰光线,从而消除了3D图像的串扰。高折射率填充层用于使光线发生有效的偏折,从而使该3D显示器的视角增大。仿真实验验证了理论的正确性。     

基于光栅的一维集成成像立体显示

详细描述了基于光栅的一维集成成像立体显示的工作原理和相关参数计算,研制了基于视差光栅和柱透镜光栅的一维集成成像显示原型样机。结果表明,基于视差光栅的一维集成成像显示具有较小的器件尺寸和较低的成本,而基于柱透镜光栅的一维集成成像显示具有较明亮的立体图像。     

基于玻璃模版的PDMS微透镜阵列制作

提高量子效率是解决OLED器件寿命问题的关键所在。利用微透镜提高器件的外量子效率可以取得明显的效果。本文介绍了高分子聚合物材料Poly（dimethylsiloxan）的特性,并以玻璃作为模板制作PDMS微透镜阵列。     

折射型微透镜列阵制作的一种新途径

介绍了一种制作折射型微透镜列阵的新方法,其主要思想参考了灰阶掩模法。所用掩模板用激光直写制作,通过一次曝光即可在光刻胶上形成折射型微透镜的轮廓,并给出了微透镜轮廓的测试图样。     

微透镜阵列的光刻胶热熔制作技术

介绍了利用光刻胶热熔法制作微透镜阵列这种简单、实用的技术。阐明了其原理、工艺流程、关键技术并给出了实验结果。结果表明,光刻胶热熔技术是一种简单、实用的微透镜阵列制作技术。本文的研究结果可为微透镜阵列的进一步研制及产业化提供参考。     

重构Zernike多项式在微透镜测量中的应用

为了正确的评价微光学透镜的质量,在哈特曼波前传感器测量原理的基础上,提出了基于Gram-Schmidt正交化方法,搭建了哈特曼传感器测量微透镜实验装置,进行了微透镜的实际测量,对获得参考透镜和被测透镜的波面数据进行了处理分析.实验结果表明：利用对Zernike多项式重构波前信息,得到了被测微透镜的波前及像差参数.     

柱面微透镜阵列用于提高OLED图像质量的研究

微透镜阵列用于OLED是改善其输出效率和图像质量的一种有效技术途径。本文将薄膜柱面微透镜阵列用于全彩色OLED平板显示器,研究视角与亮度和色坐标的关系,重点分析了微透镜阵列相对于子像素在不同排列形式下对图像质量指数的影响。研究结果表明,柱面微透镜阵列在提高OLED输出效率的同时,可以明显改善显示器图像的质量,并且,垂直排列时图像质量指数达到了0.8637,优于平行排列时的情况。     

微透镜阵列薄膜定向增强OLED耦合效率的研究

利用微透镜阵列(MLA)薄膜定向增强有机发光器件(OLED)耦合效率,采用光线追迹方法模拟了不同长短轴比的椭圆形MLA对OLED光的定向增强作用。采用数字微反射镜器件(DMD)并行光刻和热回流相结合的方法制作了MLA模版,经过电铸、压印得到MLA薄膜。理论模拟和实验结果表明,利用MLA可以定向提高OLED的出光效率,圆形MLA可提高垂直OLED基底表面方向的亮度42%;椭圆形MLA可实现OLED在长短轴方向上30°的半强度角度差,总的提取效率可提高30%以上。     

光纤端部微型透镜的研究

在光刻热熔法的基础上 ,研究使用掺有重铬酸盐的明胶在光纤端部制备微型透镜的工艺 .分析了重铬酸铵明胶体系的辐射交联和光敏机理 ,阐述了配制、曝光、显影和热熔成形的实验方法 ,同时研究曝光机理和显影机理以确定最佳浓度和质量比、曝光时间、显影时间等工艺参数 .提出了凸透镜表面的形成问题 ,对熔融态的重铬酸铵明胶的浸润特性和临界角作了讨论 ,并以此作为热熔温度及时间的理论基础 .结果说明 ,实验制备的微型透镜具有很好的面形 ,透光性能良好 ,适合安装在光纤端部以进一步增强聚光性能     

光纤型半导体激光器线阵工艺研究

采用计算机控制技术、激光器调制技术、光纤耦合技术、微透镜聚焦技术,研究了半导体激光器的线阵.利用线阵组合原理展示了半导体激光器线阵技术的原理和实现过程,扩展了线阵技术在快速成型、显示技术等方面的应用领域.     

微球体与微椭球体光散射特性的研究

采用M ie散射理论研究了微球体光散射的性质并用E ikonal近似方法把微椭球体用与其等效的微球体来近似,进而应用M ie散射理论对微椭球体光散射进行数值模拟,并对计算结果进行了分析。结果表明微球体与微椭球体光散射具有相似的性质,且微椭球体散射光振幅分布与其位置有关。分析结果可为实际应用中微球体与微椭球体透镜的设计、应用及微透镜阵列光学性能的进一步分析提供依据。     

组合透镜对半导体激光器光束整形分析及应用

针对二极管激光器发出的光束在快慢轴方向发散角不同和现有的半导体激光器光束的整形方法的成本较高,提出了利用几何光学的方法,采用双曲面透镜-微透镜-椭圆柱面-平面-平面-圆柱面透镜组合,最终将光束变成宽度很窄的平行光,进入光纤.该方案具有设备简单,可控参数较多等优点.