Referenzlose Phasenholographie zur Rekonstruktion vollständiger optischer Wellenfelder in Messtechnik und Bildwiedergabe II (RELPH II)

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Bernhard Bergmann
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250959575

Die referenzlose Phasenholographie (RELPH) ist ein Konzept zur Darstellung von 3D-Szenen mit beliebigen Intensitäts- und Phasenverteilungen. Es übertrifft nicht nur andere 3D Darstellungsverfahren, indem es horizontale, vertikale, sowie Bewegungs-Parallaxe aufweist und auch keinen Akkommodationskonflikt erzeugt, sondern ist konventionellen holographischen Verfahren überlegen, da es keinen Gleichanteil und keine Zwillingsbilder erzeugt. Die RELPH-Technik beruht auf der Interferenz zweier kollimierter Lichtwellen, deren Phase durch zwei räumliche Lichtmodulatoren (SLM) bestehend aus Flüssigkristallen auf Silizium (LCOS) moduliert wird. Obwohl z. Zt. noch keine SLMs mit genügend hohem Raum-Bandbreite-Produkt am Markt angeboten werden, sollten die Grundlagen für dieses vielversprechende Verfahren für zukünftiges 3D-Fernsehen und 3D-Filme jetzt entwickelt werden.In der ersten Phase des Projekts wurden Existenz und Eindeutigkeit der numerischen RELPH-Verfahren nachgewiesen und die Machbarkeit des Verfahrens experimentell bestätigt. Mit experimentell dargestellten beispielhaften 3D Szenen konnten die 3D Eigenschaften Schärfentiefe, Objektüberdeckung und Parallaxe nachgewiesen werden. Es wurde deutlich, dass RELPH eine exakte wechselseitige Ausrichtung der beiden LCOS erfordert. Experimente mit einem Beispielobjekt zeigen eine Strategie zur gegenseitigen Starrkörperausrichtung der LCOS auf. Jedoch verbleibt eine geringe Verformung der LCOS, welche zu einem überlagerten Interferenzmuster führt. Dieses störende Muster muss eliminiert werden, indem die Verformungen gemessen und daraus abgeleitete Korrekturphasen den Phasenverteilungen beider LCOS hinzuaddiert werden.In der nächsten, hier beantragten Phase des Projekts soll diese Kalibrierung entwickelt und eingesetzt werden. Die Verformung jedes einzelnen LCOS soll durch ein externes Interferometer gemessen werden. Die Ergebnisse dieser Messungen können mit Ergebnissen aus Phasenschiebe-Messungen verglichen werden, die die Differenz der beiden Störphasen bestimmen. Die Verwendung von Laserdioden soll ebenfalls untersucht werden, u. a. zum kombinierten Einsatz in räumlicher oder zeitlicher Überlagerung dreier Grundfarben für farbige Darstellungen. Die digital-holographische Aufnahme der darzustellenden 3D Szenen soll mit dem Ziel untersucht werden, einfach und schnell die RELPH-Daten direkt aus den holographischen Daten herzuleiten. Die optische Vergrößerung für eine bessere Sichtbarkeit der erzeugten Wellenfelder muss weiter verbessert werden, wobei die Kompensation der in lateraler und longitudinaler Richtung unterschiedlichen Vergrößerungen schon bei der Berechnung der RELPH-Daten vorgenommen werden soll. Im Rahmen einer Leistungsbeurteilung des RELPH-Verfahrens soll die Unterdrückung von Bildstörungen wie Speckles untersucht und durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Türkei, USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Levent Onural; Professor Dr. Wolfgang Osten; Professor Dr. Ting-Chung Poon