上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
柱透镜式裸眼3D显示系统近年来在各个领域发展迅速。为了进一步解决柱透镜式裸眼3D串扰问题, 提出一种通过平移LCD图像面板上的像素位置, 并减小像素间隔和调整柱透镜倾斜角度来降低柱透镜光栅自由立体显示器相邻视点间串扰的方法。针对双视点柱透镜式裸眼3D显示系统分析其串扰原因, 计算了柱透镜厚度、节距、焦距以及曲率半径等参数, 分析了LCD图像面板像素位置、柱透镜倾斜角度、像素间隔与串扰面积及莫尔条纹厚度之间的关系, 在保证莫尔条纹厚度不变的情况下降低了视区边缘最大串扰度。采用Lighttools软件对上述方法进行仿真, 对像素数为120×60的局部区域进行模拟, 结果显示改进前后视区边缘最大串扰度由50%降低至30%, 最佳视点串扰度由0.93%降低至0.32%, 且最佳视点区域扩展了±15mm, 对降低柱透镜式裸眼3D串扰具有借鉴意义。
裸眼3D 柱透镜光栅 串扰 莫尔条纹 Glasses-free 3D cylindrical lens grating crosstalk moiré fringe
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 海信视像科技股份有限公司，山东 青岛 266000
在液晶电视显示模组中，多层背光膜片与像素面板均存在周期性结构，组合使用时会产生明显的莫尔条纹，这会严重影响显示效果。建立液晶显示（LCD）模组中莫尔条纹的理论模型，并进行仿真分析，以探寻减弱或消除莫尔条纹的方法具有重要的工程意义。基于Zemax建立双层棱状膜片莫尔条纹模型，并加入眼睛观测模型，以模拟人眼对LCD屏幕中莫尔条纹的观测效果。然后，在MATLAB中构建背光膜片与像素面板的理论模型，通过改变背光膜片和面板的周期尺寸、偏转角度等参数，模拟计算出莫尔条纹的尺寸和角度等参数，并综合考虑人眼观测确定莫尔条纹在显示中的影响。
计量 莫尔条纹 液晶显示模组 棱状膜片 Zemax模拟 MATLAB仿真 光学学报
2022, 42(20): 2012004
1 昆山龙腾光电股份有限公司 产品研发中心, 江苏 昆山 215300
2 上海交通大学 电子工程系 智能显示实验室, 上海 200240
广窄视角可切换型薄膜晶体管液晶显示器面板通常会产生莫尔条纹问题, 该问题是由背光模组的脉冲宽度调制信号与窄视角模式下施加在显示面板的交流信号之间的相位差不断变化所造成的。为此, 本文提出了一种可行的解决方案。从造成莫尔条纹的根本原因入手, 对造成莫尔条纹的干扰信号进行了优化, 实现了信号同步, 从而消除信号间的相位差。实验结果表明: 通过调节面板的每帧开始信号与背光模组的调光信号PWM之间的信号同步, 可完美解决莫尔条纹问题。在1 kHz、49.8%占空比PWM信号下, 使用显示器色彩分析仪CA-310量测64灰阶下莫尔条纹中心区域的闪烁度由68.5%~72.3%之间的循环跳变, 变成稳定的69.9%。我们的产品在采用了上述方案后, 窄视角模式下的莫尔条纹现象得到了显著改善。
广窄视角 莫尔条纹 背光驱动 TFT-LCD TFT-LCD wide/narrow viewing angle switchable moire backlight driving
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
针对莫尔条纹测量扭转变形方案，分析了双光栅在光学系统存在焦距误差时对扭转角测量精度的影响。通过在传统的莫尔条纹测量扭转角理论公式的基础上引入焦距对于光栅像的缩放效应，推导出含有焦距因子的扭转角测量模型。由模型可知,随着光学系统焦距差异的增大，对应的扭转角也会随之发生较大变化。特别当光栅夹角在小角度范围（1°～3°）内变化时尤为明显，最终影响到扭转变形的测量精度。在设计的实验中，利用2个已知焦距的光学系统，通过采集莫尔条纹图像进行扭转角精度分析，验证了该文提出的理论。
扭转变形 莫尔条纹 光学系统 焦距 torsional deformation Moiré fringe optical system focal length
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
提出了一种精确求取莫尔条纹局部倾角的图像处理方法,可用于求解在渐进多焦点镜片屈光度测量中出现的莫尔条纹局部倾角。研究了实际采集到的条纹图片特性,分析了理论推导时假设测量条件与实际测量条件的矛盾,进一步探究表明实际测量所需的莫尔条纹角度实质上是基于条纹相位场而非强度场。在此基础上,提出了基于相位拟合求取条纹局部角度的方法,该方法首先通过移相得到莫尔条纹的相位,然后对相位进行泽尼克多项式拟合,得到相位的多项式表达,最后通过求解多项式对两个方向的偏导数,计算出相应位置的条纹角度。理论分析和仿真结果表明,该方法能够避免背景光和光源振幅分布不均的影响,对条纹噪声和条纹周期变化不敏感,角度求取精度可达到0.2°。
图像处理 莫尔条纹 局部倾角求解 相位拟合 激光与光电子学进展
2020, 57(24): 241009
为了满足基于泰伯-莫尔条纹长焦距测量技术在测量激光材料热效应等效热焦距时对测量速度的需求，提出了一种莫尔条纹倾角快速求解算法。在对传统频域迭代法测量速度影响因素分析基础上，基于迭代运算坐标值相似性和离散傅里叶变换可分离性，将频谱值求解过程中包含小数值的坐标点进行公共项分离,公共部分采用傅里叶变换指数项进行滤波，不同部分在提取相似项的基础上进行组合运算，将2维条纹图像傅里叶变换降为1维进行处理；同时相关指数项被限定在极小的可知范围，极大地方便了查表运算和位运算的采用。结果表明，采用相同配置计算机，在保证测量精度的前提下，将完成一次测量的测量时间从15s降低到0.4s，测量速度提高了38倍。该算法很好地满足了激光材料热效应等效热焦距参量快速测量的应用需求。
测量与计量 倾角求解 傅里叶变换 莫尔条纹 等效热焦距 measurement and metrology angle solving Fourier transform Moiré fringe thermal focus
1 太阳能高效利用湖北省协同创新中心, 湖北武汉 430068
2 湖北工业大学理学院, 湖北武汉 430068
3 湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室, 湖北武汉 430068
针对工作台运动误差, 提出了一种基于计算全息的无衍射光莫尔条纹三自由度测量方法。通过液晶空间光调制器(SLM)生成无衍射光, 利用两束无衍射光干涉生成莫尔条纹。设计了无衍射光莫尔条纹三自由度测量光路, 建立了三自由度运动误差数学模型, 并用几何分析法将三种运动误差 (偏摆角、滚转角和俯仰角 )进行分离。利用旋转台模拟不同大小的三自由度运动误差, 带有误差信息的无衍射光和莫尔条纹图案分别由 CCD1和 CCD2接收。实验结果表明, 通过光斑中心偏移量计算出的实际运动误差值接近理论值, 测量误差不超过 0.0104°, 验证了无衍射光莫尔条纹三自由度测量系统的可行性与正确性。
三自由度测量 无衍射光 莫尔条纹 液晶空间光调制器 3-DOF measurement non-diffracting beam Moiré fringes SLM
火箭军工程大学控制科学与工程系，陕西西安 710025
电阻阵列红外仿真技术至今已发展为一项较为成熟的红外成像仿真方法，不仅像元规模越来越大，制造工艺水平也越来越高。尤其是国外，已研制出大规模商用电阻阵列器件，并在众多**系统研制过程中得到了应用；国内在该方面同样取得了较大的进步，但是在传统的非均匀测试方法上国内研究还存在一些遗留问题未得到很好的解决。如实验中出现的莫尔条纹、边缘效应、映射与对准等相关难题很少有研究者提出详尽可行的处理措施。本文针对莫尔条纹和边缘效应问题，提出了一种基于点扩散函数估计的迭代非均匀性测试方法，实现了条纹干扰和边缘效应的去除。此外，本文对于映射比大于 1:1的情况进行了仿真验证，对比了不同映射比和不同非均匀程度对校正效果的影响，给出了进行下一步实验的理论基础。
点扩散函数 莫尔条纹 全屏测试法 试验估计法 映射比 point spread function, moire fringe, flood method,
1 湖北工业大学 机械工程学院,现代制造质量工程湖北省重点实验室，湖北 武汉 430068
2 湖北工业大学 理学院，湖北 武汉 430068
无衍射光莫尔条纹被广泛应用在精密测量领域中，实现无衍射光莫尔条纹中心的精确定位是高精度测量的关键。通过对无衍射光莫尔条纹图像特征进行分析，提出了一种无衍射光莫尔条纹的中心定位方法。该方法首先根据光强分布特征，提取莫尔条纹图像中两光斑中心局部同心圆区域；然后进行局部同心圆环检测，确定初始圆心集；再对初始圆心集进行聚类分析确定两光斑中心的初始位置；最后删除异常点并迭代求取两光斑中心较精确的位置，实现无衍射光莫尔条纹两光斑中心的定位目的。理论和实验结果表明该方法能快速、准确地同时确定两光斑中心位置，且误差小于1 pixel。
光斑定中 聚类 无衍射光 莫尔条纹 图像处理 spot centering clustering non-diffracting beam Moire fringe image processing
