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专利号: 2018108401677
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的方法是通过搭建光路、构建一个LUT数据模型、LUT数据模型验证,当环境温度变化后,通过当前液晶波前校正器工作的温度,代入LUT数据模型,得出合理的LUT数据;所述的LUT数据模型的构建步骤为:(Ⅰ)在液晶波前校正器的工作环境温度为T1时,在波长λ测量液晶波前校正器在不同灰度下的光强响应;

(Ⅱ)将光强随灰度级的变化变换成相位随灰度级的变化;

(Ⅲ)将所得到的相位随灰度级的变化曲线变换成单调的曲线;

(Ⅳ)从高电压对应的灰度级一端开始,取一个波长对应的相位,把它按量化级次N分成N个灰度,其中N必须小于或者等于256,得到灰度-灰度曲线,即温度为T1时、波长λ时的LUT表;

(Ⅴ)当液晶波前校正器的工作环境温度变为TN后,重复上述步骤,能够得到该温度TN下、波长λ下的LUT表;

(Ⅵ)将得到的不同温度下LUT数据进行最小二乘拟合,得到不同温度下LUT的数学模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的搭建光路为:起偏器(2)和检偏器(5)的偏振方向互相垂直,起偏器(2)与液晶波前校正器的液晶分子的长轴取向夹角45度,根据偏振光学的原理,光强I和相位差δ的关系可表示为: 其中,Imax表示最大光强值;由 可得到相位随光强的变化关系可表示为 激光器(1)发出的光经过起偏器(2)后,透射光成为线偏振光,且其偏振方向与起偏器的偏振方向一致;经过分光棱镜(3)后,一部分透射,一部分反射,反射的部分到达液晶波前校正器(4);被液晶波前校正器(4)反射后,再一次到达分光棱镜(3),一部分透射,一部分反射;透射部分透过检偏器(5),最后到达光电二极管(6),光电二极管的电信号被示波器(7)接收,得到光强的数据,计算机(8)对液晶波前校正器进行控制,对示波器数据进行接收。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的在液晶波前校正器的工作环境温度为T1时,在波长λ测量液晶波前校正器在不同灰度下的光强响应为:以出厂时给定的线性LUT为测试液晶波前校正器工作时的LUT;生成灰度级分别为0,1,2…255的512×512像素的256幅灰度图片;然后,计算机(8)将512×512数据的灰度图依次由灰度级从低到高的次序,发送给液晶波前校正器,每个图片保持的时间是100ms,测试中驱动液晶波前校正器的图片的灰度级随时间的变化;而示波器的采样间隔

20ms因此,每个灰度级将对应5个数据点,采集得到光强随时间变化的情况。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的将光强随灰度级的变化变换成相位随灰度级的变化为:同一灰度级时对得到的5个光强数据进行平均,提高该灰度下光强响应测量精度;对每一个灰度内的光强数据取平均后,得到256个灰度值与相应的平均光强关系。

5.根据或权利要求4所述的一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的将所得到的相位随灰度级的变化曲线变换成单调的曲线为:根据权利要求4所述得到的平均光强数据进行处理,减去最小的光强,然后根据公式 得到相位分布,其中,δ表示相位差,I表示光强,Imax表示最大光强值。

6.根据权利要求1所述的一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的将得到的不同温度下LUT数据进行最小二乘拟合,得到不同温度下LUT的数学模型为:采用公式进行拟合,所述的公式为:Z=Z0+A1*x+A2*x2+A3*x3+A4*x4+A5*x5+B1*y+B2*y2+B3*y3+B4*y4+B5*y5    (Ⅰ)其中,x为图片的灰度级在x轴方向上的位置,且0≤x≤255,y为温度,且16℃≤y≤26℃;Z为图片的灰度级在z轴方向上的位置,且0≤Z≤255,且Z0=8028.22085,A1=-

15.4063,A2=0.73756,A3=-0.02041,A4=2.83892E-4,A5=-1.55766E-6,B1=-

1839.40636,B2=172.84044,B3=-8.05492,B4=0.18623,B5=-0.00171;根据公式,计算得到16℃≤y≤26℃内任一温度下的LUT,利用公式(Ⅰ)得到的是实数,四舍五入得到整数,再进一步,驱动的灰度级超过255的数据,直接赋值255;驱动的灰度级小于零的数据,则直接赋值0;最终得到LUT的灰度级数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于动态LUT液晶波前校正器的校正方法,其特征在于,所述的将得到的不同温度下LUT数据进行最小二乘拟合,得到不同温度下LUT的数学模型为:采用公式进行拟合,所述的公式为:其中,x为图片的灰度级在x轴方向上的位置,且0≤x≤255,y为温度,且16℃≤y≤26℃;Z为图片的灰度级在z轴方向上的位置,且0≤Z≤255,z20=1255.55138,A01=-

11.1413,B01=1.74234,B02=-0.17339,B03=-0.000549159,A21=0.5787,A22=-

0.03319,A23=0.0005792,B21=0.27354,B2=-0.00357;根据公式(Ⅱ),能够计算得到温度区间16℃≤y≤26℃内任一温度下的LUT;对由公式(Ⅱ)得到的实数进行四舍五入得到整数,再进一步,驱动的灰度级超过255的数据,直接赋值255;驱动的灰度级小于零的数据,直接赋值0,最终得到LUT的灰度级数据。