本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種成像模組及其離焦測(cè)試裝置與方法，此外還提供一種光束選通控制方法。

背景技術(shù)：

視窗全息采用匯聚球面光波照明，在衍射方向上形成觀察視窗，降低了對(duì)顯示器件顯示密度的要求，是一種能夠以較低成本實(shí)現(xiàn)真全息三維顯示的技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

由于視窗全息采用會(huì)聚球面相干光照明，光束的會(huì)聚質(zhì)量會(huì)直接影響全息的成像質(zhì)量，因此，光束會(huì)聚質(zhì)量的測(cè)量對(duì)成像質(zhì)量具有十分重要的影響。目前采用的相干光源只能是相干點(diǎn)光源，且形成能夠照明液晶顯示面板的會(huì)聚光束的形成需要經(jīng)過大口徑光學(xué)系統(tǒng)，在大口徑光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加工和調(diào)試的過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致光束的會(huì)聚質(zhì)量不佳。具體表現(xiàn)為光學(xué)系統(tǒng)不同區(qū)域出射光束的會(huì)聚點(diǎn)相對(duì)理想位置(即無系統(tǒng)誤差時(shí)的會(huì)聚點(diǎn)位置)產(chǎn)生離焦，導(dǎo)致全息成像的畸變。針對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的誤差，可以通過在全息編碼中補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行一定的校正，以達(dá)到改善成像質(zhì)量的目的。由于光學(xué)系統(tǒng)的誤差具有連續(xù)性，各區(qū)域光束的離焦是逐漸變化的過程，而連續(xù)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)的離焦在成本上是難以接受的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種成像模組，其特點(diǎn)是能夠在特定區(qū)域加載白色圖像以選通光束。

本發(fā)明的另一目的是提供一種基于上述成像模組的離焦測(cè)試裝置，通過選通經(jīng)過不同的預(yù)設(shè)區(qū)域的光束，從而可確定所述成像模組的離焦情況。

本發(fā)明的又一目的是提供一種離焦測(cè)試方法，用以確定成像模組的離焦情況。

本發(fā)明的再一目的是提供一種光束選通控制方法，通過在透射式顯示面板上的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，可使得到達(dá)該區(qū)域的光束通過。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種成像模組，包括相鄰設(shè)置的透鏡和透射式顯示面板，以及與所述透射式顯示面板電連接的控制器，所述控制器通過控制所述透射式顯示面板預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像以使光束能夠從該白色圖像區(qū)域通過。

優(yōu)選地，所述透射式顯示面板上除所述預(yù)設(shè)區(qū)域外的區(qū)域加載黑色圖像。

相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種基于上述任意一項(xiàng)技術(shù)方案所述的成像模組的光束選通控制方法，其包括如下步驟：根據(jù)成像要求，所述控制器控制所述透射式顯示面板的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，以使光束能夠從所述白色圖像區(qū)域通過。

本發(fā)明還提供一種成像模組的離焦測(cè)試裝置，其包括相干點(diǎn)光源、測(cè)試相機(jī)及上述任一技術(shù)方案所述的成像模組，所述相干點(diǎn)光源設(shè)于所述透鏡的相對(duì)遠(yuǎn)離所述透射式顯示面板的一側(cè)，所述測(cè)試相機(jī)設(shè)于所述透射式顯示面板的相對(duì)遠(yuǎn)離所述透鏡的一側(cè)，所述測(cè)試相機(jī)用于接收經(jīng)所述透鏡會(huì)聚并經(jīng)所述透射式顯示面板選通的光束。

優(yōu)選地，在所述成像模組的離焦測(cè)試裝置中，所述成像模組采用會(huì)聚球面光波照明。

相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種成像模組的離焦測(cè)試方法，運(yùn)用了上述任一技術(shù)方案所述的成像模組的離焦測(cè)試裝置，包括如下步驟：s1：根據(jù)成像要求，所述控制器控制所述透射式顯示面板的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，以使光束能夠從所述白色圖像區(qū)域通過，所述透射式顯示面板選通的光束在所述測(cè)試相機(jī)所在的一側(cè)會(huì)聚形成光斑；s2:調(diào)調(diào)整所述測(cè)試相機(jī)的位置以獲取直徑最小的光斑，計(jì)算該直徑最小的光斑所在位置與理想位置的偏移量，以得出離焦量并記錄；s3:重復(fù)步驟s1和s2直至所述透射式顯示面板上的所有預(yù)設(shè)區(qū)域分別有光束通過，確定各預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的離焦量。

可選地，當(dāng)所述成像模組的離焦測(cè)試裝置采用軸對(duì)稱式照明模式時(shí)，各預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)椴煌睆降墓矆A環(huán)帶。

可選地，當(dāng)所述成像模組的離焦測(cè)試裝置采用離軸非對(duì)稱照明模式時(shí)，各預(yù)設(shè)區(qū)域皆為矩形區(qū)域。

進(jìn)一步地，當(dāng)經(jīng)過所述矩形區(qū)域的光束會(huì)聚為一個(gè)光點(diǎn)時(shí)，記錄該光點(diǎn)的位置。

進(jìn)一步地，當(dāng)經(jīng)過所述矩形區(qū)域的橫向光束、縱向光束分別會(huì)聚為縱向聚焦線、橫向聚焦線時(shí)，調(diào)整所述測(cè)試相機(jī)的位置以使其在不同位置接收到的縱向聚焦線和橫向聚焦線為最細(xì)，并記錄此時(shí)縱向聚焦線和橫向聚焦線的位置。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的成像模組中，所述控制器通過控制所述透射式顯示面板上的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，可使得經(jīng)所述透鏡會(huì)聚的光束到達(dá)所述透射式顯示面板后，加載了白色圖像的區(qū)域能使光束最大程度地通過，而到達(dá)其他未加載白色圖像的區(qū)域的光束較難通過該透射式顯示面板，因此實(shí)現(xiàn)了該成像模組的局部光束選通功能。同時(shí)，通過加載白色圖像，可保證所有顏色的光束均能通過而不影響其完整性。

所述透射式顯示面板上除預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像外其他區(qū)域加載黑色圖像，黑色圖像可大量反射或吸收任何顏色的光束，因此黑色圖像占據(jù)的區(qū)域可有效防止光束通過，進(jìn)一步保證所述透射式顯示面板對(duì)光束的選通作用。

本發(fā)明的光束選通控制方法中，當(dāng)成像要求不同時(shí)，比如成像的位置不同時(shí)，需要選取不同位置出射的光束，通過所述控制器控制所述透射式顯示面板的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，可使得經(jīng)所述透鏡會(huì)聚的光束達(dá)到所述透射式顯示面板后，加載了白色圖像的區(qū)域能使光束最大程度地通過，而到達(dá)其他未加載白色圖像的區(qū)域的光束則較難通過該透射式顯示面板。

本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置中，在所述成像模組的一側(cè)設(shè)置相干點(diǎn)光源，并在另一側(cè)設(shè)置測(cè)試相機(jī)，所述相干點(diǎn)光源向所述成像模組發(fā)射的光束經(jīng)所述透鏡聚焦并經(jīng)所述透射式顯示面板后在所述測(cè)試相機(jī)所處的一側(cè)會(huì)聚成光斑，通過前后移動(dòng)所述測(cè)試相機(jī)，可接收到該光斑。當(dāng)接收到的光斑半徑為最小時(shí)，確定該光斑與理想聚焦位置的偏移量，進(jìn)而可確定所述成像模組的離焦情況。

在所述成像模組的離焦測(cè)試裝置中，通過采用會(huì)聚球面波照明，可提高成像質(zhì)量。

本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試方法中，通過在所述透射式顯示面板上預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像以選通光束并在另一側(cè)會(huì)聚形成光斑，同時(shí)移動(dòng)所述測(cè)試相機(jī)以接收到光斑即可確定該預(yù)設(shè)區(qū)域的離焦量。重復(fù)上述步驟，可確定所述透射式顯示面板上的所有預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的離焦量，從而可獲得所述成像模組的離焦情況。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的成像模組的一種典型實(shí)施例的示意圖；

圖2為本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置的一種典型實(shí)施例的示意圖；

圖3為本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置采用軸對(duì)稱照明模式時(shí)預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像的示意圖，其中，圖a中白色部分是透鏡上對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)域的透光區(qū)域，圖b中白色部分是透射式顯示面板上的預(yù)設(shè)區(qū)域；

圖5為本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置采用離軸非對(duì)稱照明模式時(shí)預(yù)設(shè)圖像加載白色圖像的示意圖，其中，圖c白色部分是透鏡上對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)區(qū)域的透光區(qū)域，圖d中白色部分是透射式顯示面板上的預(yù)設(shè)區(qū)域；

圖6為本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置采用離軸非對(duì)稱照明模式時(shí)形成橫向聚焦線和縱向聚焦線的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對(duì)于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則將其省略。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的成像模組10包括相鄰設(shè)置的透鏡1和透射式顯示面板2，以及與所述透射式顯示面板2電性連接的控制器(未圖示，下同)。一般而言，根據(jù)成像需求，有時(shí)只需要使到達(dá)所述透射式顯示面板2上的特定區(qū)域的光束能夠通過，而這些區(qū)域通常需要預(yù)先設(shè)定，以滿足成像要求。為描述方便，可將這些特定區(qū)域統(tǒng)稱為預(yù)設(shè)區(qū)域。需要說明的是，所述預(yù)設(shè)區(qū)域并非固定不變的，而是根據(jù)成像需求做適應(yīng)性變動(dòng)。優(yōu)選地，所述控制器通過控制所述透射式面板2上的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像以使光束能夠從該白色圖像區(qū)域通過。

上述設(shè)計(jì)中，所述控制器通過控制所述透射式顯示面板2上的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，可使得經(jīng)所述透鏡1會(huì)聚的光束達(dá)到所述透射式顯示面板2后，加載了白色圖像的區(qū)域能使光束最大程度地通過，而到達(dá)其他未加載白色圖像的區(qū)域的光束不易通過該透射式顯示面板2，因此實(shí)現(xiàn)了該成像模組10的局部光束選通功能。同時(shí)，通過加載白色圖像，可保證所有顏色的光束均能通過而不影響其完整性。

較佳地，當(dāng)所述預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像時(shí)，所述透射式顯示面板2上的除了所述預(yù)設(shè)區(qū)域外的其他區(qū)域加載黑色圖像。

顯然，黑色圖像可大量反射或吸收任何顏色的光束，因此黑色圖像占據(jù)的區(qū)域可有效防止光束通過，進(jìn)一步保證所述透射式顯示面板2對(duì)光束的選通作用。

當(dāng)然，除了加載黑色圖像外，所述透射式顯示面板2上除所述預(yù)設(shè)區(qū)域外的區(qū)域可加載其他不易透光的圖像，也即顏色較深的圖像。

所述成像模組10可應(yīng)用在較多場(chǎng)景中，例如，將所述成像模組10設(shè)于數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等具有攝像功能的電子設(shè)備中，以達(dá)到選通特定光束的目的，或應(yīng)用于光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，協(xié)助完成相關(guān)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，或構(gòu)成某些實(shí)驗(yàn)室光學(xué)儀器的一部分，等等。

基于上述的成像模組10，本發(fā)明提供一種光束選通方法，其包括如下步驟：根據(jù)成像要求，所述控制器控制所述透射式顯示面板2的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，以使光束能夠從所述白色圖像區(qū)域通過。

同理，運(yùn)用上述方法，當(dāng)成像要求不同時(shí)，比如成像的位置不同時(shí)，需要選取不同位置出射的光束，通過所述控制器控制所述透射式顯示面板的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，可使得經(jīng)所述透鏡1會(huì)聚的光束達(dá)到所述透射式顯示面板2后，加載了白色圖像的區(qū)域能使光束最大程度地通過，而到達(dá)其他未加載白色圖像的區(qū)域的光束不易通過該透射式顯示面板2。圖2示出了本發(fā)明提供的一種成像模組的離焦測(cè)試裝置，所述成像模組的離焦測(cè)試裝置包括相干點(diǎn)光源3、測(cè)試相機(jī)4及所述成像模組10。其中，所述相干點(diǎn)光源3設(shè)于所述透鏡1的相對(duì)遠(yuǎn)離所述透射式顯示面板2的一側(cè)，而所述測(cè)試相機(jī)4則設(shè)于所述透射式顯示面板2的相對(duì)遠(yuǎn)離所述透鏡1的一側(cè)，并且，所述測(cè)試相機(jī)4用于接收經(jīng)所述透鏡1會(huì)聚并經(jīng)所述透射式顯示面板2選通的光束。

經(jīng)所述透鏡1會(huì)聚并經(jīng)所述透射式顯示面板2選通的光束，在經(jīng)過所述透射式顯示面板2后可會(huì)聚形成光斑6，而通過前后移動(dòng)所述測(cè)試相機(jī)4，可接收到該光斑6，當(dāng)所述光斑6的直徑為最小時(shí)，可測(cè)量或計(jì)算光斑6與理想聚焦位置5的偏移量，進(jìn)而可確定所述成像模組10的離焦情況。其中，所述理想聚焦位置5是指當(dāng)所述成像模組10不存在誤差時(shí)，經(jīng)選通的光束所會(huì)聚成的光斑所處的位置，這是一種理想的情況。

進(jìn)一步地，在所述成像模組的離焦測(cè)試裝置中，所述成像模組10采用會(huì)聚球面光波照明，進(jìn)而提高了所述成像模組10的成像質(zhì)量。

請(qǐng)參閱圖3，相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種成像模組的離焦測(cè)試方法，其包括如下步驟：

步驟s1：根據(jù)成像要求，所述控制器控制所述透射式顯示面板的預(yù)設(shè)區(qū)域加載白色圖像，以使光束能夠從所述白色圖像區(qū)域通過，所述透射式顯示面板選通的光束在所述測(cè)試相機(jī)所在的一側(cè)會(huì)聚形成光斑。

步驟s2:調(diào)整所述測(cè)試相機(jī)的位置以獲取直徑最小的光斑，計(jì)算該直徑最小的光斑所在位置與理想位置的偏移量，以得出離焦量并記錄。

上述步驟s1和s2具體可參考前文有關(guān)所述成像模組的離焦測(cè)試裝置的描述，在此不再贅述。

步驟s3:重復(fù)步驟s1和s2直至所述透射式顯示面板上的所有預(yù)設(shè)區(qū)域分別有光束通過，確定各預(yù)設(shè)區(qū)域?qū)?yīng)的離焦量。

由于需要確定所述成像模組10整體的離焦情況，因此需要確定所述成像模組10各部分的離焦量，即各預(yù)設(shè)區(qū)域的離焦量，也即，所述透射式顯示面板10上的每個(gè)區(qū)域都可作為預(yù)設(shè)區(qū)域。可理解為，每一次測(cè)試只允許其中某個(gè)區(qū)域作為預(yù)設(shè)區(qū)域而加載白色圖像。待所述透射式顯示面板2上的所有預(yù)設(shè)區(qū)域的離焦量都確定后，可從整體收上確定所述成像模組10的離焦情況。

請(qǐng)結(jié)合圖4，當(dāng)所述成像模組的離焦測(cè)試裝置采用軸對(duì)稱照明模式時(shí)，各預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)椴煌睆降墓矆A環(huán)帶。為便于理解，圖b示出了所述透射式顯示面板2上的環(huán)帶預(yù)設(shè)區(qū)域201，所述環(huán)帶預(yù)設(shè)區(qū)域201加載白色圖像而其他區(qū)域202加載黑色圖像，故光束只能從所述環(huán)帶預(yù)設(shè)區(qū)域201通過。圖a則示出了所述透鏡1上對(duì)應(yīng)所述環(huán)帶預(yù)設(shè)區(qū)域的區(qū)域101，說明通過所述透鏡1的光束中，只有通過區(qū)域101的光束能夠從所述環(huán)帶預(yù)設(shè)區(qū)域201通過，而通過透鏡1上的其他區(qū)域102上的光束則不能通過所述透射式顯示面板2。如前所述，當(dāng)所述環(huán)帶預(yù)設(shè)區(qū)域201發(fā)生變化時(shí)，所述透鏡1上的區(qū)域也相應(yīng)改變。

由于采用軸對(duì)稱照明模式，其對(duì)應(yīng)的成像具有對(duì)稱性，且通過所述透射式顯示面板2的光束都會(huì)會(huì)聚成光斑，通過將預(yù)設(shè)區(qū)域設(shè)為不同直徑的共圓環(huán)帶，可依次測(cè)量各環(huán)帶的離焦量，從而確定所述成像模組10的離焦情況。

請(qǐng)結(jié)合圖5，當(dāng)所述成像模組的離焦測(cè)試裝置采用離軸非對(duì)稱照明模式時(shí)，各預(yù)設(shè)區(qū)域皆設(shè)置為矩形區(qū)域。為便于理解，圖d示出了所述透射式顯示面板2上的矩形區(qū)域203，所述矩形區(qū)域203加載白色圖像而其他區(qū)域204加載黑色圖像，故光束只能從所述矩形區(qū)域203通過。圖c則示出了所述透鏡1上對(duì)應(yīng)所述矩形區(qū)域的區(qū)域103，說明通過所述透鏡1的光束中，只有通過區(qū)域103的光束能夠從所述矩形區(qū)域203通過，而通過透鏡1上的其他區(qū)域104上的光束則不能通過所述透射式顯示面板2。如前所述，當(dāng)所述矩形區(qū)域203發(fā)生變化時(shí)，所述透鏡1上的區(qū)域也相應(yīng)改變。

當(dāng)預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)榫匦螀^(qū)域時(shí)，其成像存在兩種情況。一種情況是，通過所述矩形區(qū)域203的光束匯聚成一個(gè)光點(diǎn)，此情況與采用軸對(duì)稱照明模式類似，故不贅述。

請(qǐng)結(jié)合圖6，另一種情況是，經(jīng)過所述矩形區(qū)域的橫向光束會(huì)聚成縱向聚焦線21，而經(jīng)過所述矩形區(qū)域203的縱向光束會(huì)聚成橫向聚焦線。此時(shí)調(diào)整所述測(cè)試相機(jī)4的位置以使其在不同位置接收到的縱向聚焦線和橫向聚焦線為最細(xì)，并記錄此時(shí)縱向聚焦線和橫向聚焦線為最細(xì)的位置，從而可確定離焦情況。

將本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置或方法應(yīng)用于全息成像中時(shí)，由于全息成像裝置中的光學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、加工和裝調(diào)的過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致光束的會(huì)聚質(zhì)量不佳。具體表現(xiàn)為光學(xué)系統(tǒng)不同區(qū)域出射光束的會(huì)聚點(diǎn)相對(duì)理想位置產(chǎn)生離焦，導(dǎo)致全息成像的畸變。由于光學(xué)系統(tǒng)的誤差具有連續(xù)性，各區(qū)域光束的離焦是逐漸變化的過程，而連續(xù)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)的離焦在成本上是難以接受的，但同時(shí)又由于光束的離焦是一個(gè)緩變過程，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，離焦量可視為常值，故本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置或方法可為全息成像中將整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)劃分為多個(gè)區(qū)域，然后分別對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量提供了一個(gè)參考依據(jù)。通過確定整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的離焦情況，可以通過在全息編碼中補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行一定的校正，以達(dá)到改善成像質(zhì)量的目的。

當(dāng)然，除了應(yīng)用于全息領(lǐng)域外，本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置或方法還可應(yīng)用于其他領(lǐng)域，例如，對(duì)于具有攝像功能的電子設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等，當(dāng)該電子設(shè)備存在較為嚴(yán)重的離焦情況時(shí)，運(yùn)用本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置或方法可確定其離焦情況，從而有助于對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。或者，對(duì)于光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的光學(xué)儀器，特別是涉及成像的光學(xué)裝置，運(yùn)用本發(fā)明的成像模組的離焦測(cè)試裝置或方法，也可有效解決其產(chǎn)生的離焦問題。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。