基于单片空间光调制器的大视角彩色全息3D显示技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61905008
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    林述锋
  • 依托单位：
    北京工业大学
  • 学科分类：
    F0501.光学信息获取、显示与处理
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Holography is considered to be the ultimate solution for 3D display, because it can provide realistic 3D perception and solve the dizziness and fatigue symptoms caused by the traditional 3D display technology. Recently, the dynamic holographic display usually relies on computer to generate hologram and spatial light modulator to modulate the light source for reconstruction. While, the narrow viewing angle and the complex full-color display system are still far away from human satisfaction due to the immature technology. Thus, this project proposes a research topic for full-color holographic 3D display with wide viewing angle based on single spatial light modulator (SLM). By using time-multiplexing scheme, a multi-SLMs array structure can be achieved using lightweight volume holographic optical element, which can increase the resolution of the SLM for wide viewing-angle display on single SLM. By taking full use of the color dispersion property of diffraction grating acted by hologram, the full-color holographic 3D display system can be reduced in size by using single SLM. Combining with the viewing-angle increasing scheme, a full-color holographic 3D display system with wide viewing-angle based on single SLM can be realized, which can provide new ideas for holographic application.
全息技术因其可以提供逼真的3D显示效果，能够解决传统3D显示中出现的眩晕和视疲劳问题，被认为是3D显示的理想解决方案。现阶段动态全息显示技术通常需要借助计算机来生成全息图和借助空间光调制器来对输入光调制进而重建出3D场景，然而现阶段全息3D显示技术的可视角度小以及实现彩色显示的系统复杂，难以满足实际需求。为此，根据前期研究基础，本项目通过研究时分复用机制，建立多空间光调制器阵列复用模型，采用轻量化的体全息光学器件虚拟增加空间光调制器的分辨率，实现基于单片空间光调制器的大视角显示；通过充分利用全息图作为衍射光栅的色散效应，阐明全息图色模糊现象与彩色显示之间的关系，在单片空间光调制器上实现彩色3D显示，结合增大全息显示可视角度的研究，缩减3D显示系统的体积，最终在单片空间光调制器上实现大视角的彩色全息3D显示，为解决现阶段全息显示技术存在的问题提供参考。

结项摘要

全息三维显示技术因其可以重建出完整的光波前信息，被认为是3D显示的理想技术。然而当前的全息三维显示技术存在视场小以及实现彩色显示系统复杂等问题，难以满足实际需求。本项目针对上述问题，开展了基于单片空间光调制器的大师叫彩色全息3D显示技术的研究，主要研究成果为：1. 建立了多波长输入光下全息图色模糊模型，利用单片空间光调制器提出了基于色散补偿的彩色全息3D显示系统，缩小了彩色全息显示系统体积；2. 探究了体全息光学元件制备工艺，提出了一种高精度的体全息光学元件转印制备方法，提升了体全息光学元件制备成功率；3. 揭示了可视角度与全息图空间带宽积之间的理论关系，充分利用频分复用技术提出了基于单片空间光调制器的双目彩色全息3D显示系统，将基于单片空间光调制器全息显示单目视角扩展至双目。项目组截至目前公开发表学术论文6篇，申请发明专利3项，培养研究生5名。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（3）
Implementation of a full-color holographic system using RGB-D Salient Object Detection and Divided point cloud gridding
使用 RGB-D 显着目标检测和分割点云网格实现全彩全息系统
  • DOI：
    10.1364/oe.477666
  • 发表时间：
    2023
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Yu Zhao;Jingwen Bu;wei liu;Jiahui Ji;qin hui yang;ShuFeng Lin
  • 通讯作者：
    ShuFeng Lin
Simply structured full-color holographic three-dimensional display using angular-compensating holographic optical element
采用角度补偿全息光学元件的结构简单的全彩全息三维显示
  • DOI：
    10.1016/j.optlaseng.2020.106404
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Optics and Lasers in Engineering
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Shu-Feng Lin;Philippe Gentet;Di Wang;Seung-Hyun Lee;Eun-Soo Kim;Qiong-Hua Wang
  • 通讯作者：
    Qiong-Hua Wang
Binocular full-color holographic three-dimensional near eye display using a single SLM
使用单个SLM的双目全彩全息三维近眼显示
  • DOI：
    10.1364/oe.480062
  • 发表时间：
    2023
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    ShuFeng Lin;Shi-Hang Zhang;Jie Zhao;Lu Rong;Yunxin Wang;Dayong Wang
  • 通讯作者：
    Dayong Wang
氧化石墨烯液晶的光电特性与显示应用
  • DOI：
    10.3390/en15093178
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    液晶与显示
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林述锋;沈田子
  • 通讯作者：
    沈田子

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其他文献

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林述锋的其他基金

面向双目VR/AR的大视场轻量化彩色全息真3D显示技术研究
  • 批准号：
    62275006
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    59 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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