Three-dimensional holographic video display systems using multiple spatial light modulators

Uzamsal ışık modülatörleri, elektro-holografik görüntü sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Silikon üzerine sıvı kristal, sıvı kristal, mikro-aynalı, akusto-optik ve optik olarak adreslenebilir aygıtlar uzamsal ışık modülatörü çeşitlerinden bazılarıdır. Uzamsal ışık modülatörlerinin çoğu sayısal olarak kontrol edilebilir ve pikselli bir yapıya sahiptirler. Dolayısıyla kullanımları kolaydır. Deneylerimizde, ışığın sadece evresini modüle eden uzamsal ışık modülatörleri kullandık. Mevcut uzamsal ışık modülatörlerinin çözünürlüğü ve boyutları tatmin edici kalitede holografik geri çatımların elde edilmesinde yetersiz kalmaktadır. Uzam-bant genişliği çarpımı kalite değerlendirmesinde iyi bir ölçüttür. Gözlemciye yanal ve dönel hareket serbestisi verildiğinde yüksek uzam-bant genişliği çarpımına ihtiyaç duyulmaktadır. Deneylerimizde, tek uzamsal ışık modulatörlü holografik görüntü sistemleri ile, modülatörünün boyundan bile büyük iki-boyutlu görüntüler holografik olarak oluşturuldu. Bu gibi görüntü sistemleri ile hacimli görüntüler de holografik olarak oluşturuldu. Deneylerimizde LED ya da lazer aydınlatması kullanıldı. Tek uzamsal ışık modulatörlü holografik görüntü sistemlerle yapılan deneylerden sonra birden çok uzamsal ışık modulatörlü holografik görüntü sistemleri tasarlandı ve gerçekleştirildi. Gerçek-zamanlı renkli bir holografik görüntü sisteminde kırmızı, yeşil ve mavi kanallar için üç adet uzamsal ışık modulatörü kullanıldı. Video hızlarına ulaşmak için ise grafik işleme ünitesi (GPU) kullanıldı. Bütün çok uzamsal ışık modülatörü kullanılan sistemlerde hizalama işlemleri için hüzme-bölücüler ve mikro-konumlayıcılar kullanıldı. Diğer bir çok modülatörlü tasarımda, dikey ve düşey görüş alanını arttırmak için modulatörler üçe ikilik bir matris oluşturacak şekilde yan yana döşendi. Daha fazla görüş alanı, gözlemciye holografik olarak oluşturulmuş görüntülerin etrafında dolaşma esnekliği tanımaktadır. Bu görüş alanını daha da arttırmak için uzamsal ışık modülatörleri dairesel konumda yerleştirildi. Modülatörleri aralarında boşluk kalmayacak şekilde yerleştirmek için tek ve büyük bir hüzme-bölücü kullanıldı. Gelen ışığı tüm uzamsal ışık modülatörlerine yönlendirebilmek için ise koni şeklinde bir ayna kullanıldı. Düzlemsel olanlara kıyasla dairesel tasarımların görüş alanını belirli bir şekilde arttırdığı görüldü. Bu yapıdaki tasarımlar sonucunda, hayalete benzeyen üç-boyutlu nesnelerin holografik videoları iki gözle birden izlenebilmektedir. Deneysel sonuçlar tatmin edicidir.