[发明专利]一种实现激光灯动态图像显示的装置及方法

说明书

本发明涉及一种实现激光灯动态图像显示的装置及方法。装置包括底座，底座上设置有立式衍射光学组件或环式衍射光学组件；立式衍射光学组件包括用于发射光束的激光灯及设置在光束路径上的衍射靶；衍射靶包括靶座及设置在靶座上的靶架；环式衍射光学组件包括旋转底座，旋转底座上设置有上下开口的圆形筒壁；筒壁上设置有若干大小相同的环式光学元件；还包括设置在筒壁中心位置上用于发射光束的激光灯。本发明提供了一种可实现激光动态图像显示过程中任意的图像平移、旋转和缩放的装置及方法。

技术领域

本发明属于衍射光学显示的技术领域，涉及一种利用衍射光学元件显示图像的装置及方法，尤其涉及一种利用衍射光学元件实现激光灯动态图像显示的装置及方法。

背景技术

激光灯主要由激光光源、机械运动机构和衍射光学元件三部分构成.衍射光学元件表面加工有微纳米尺度的微结构。利用微纳结构对光的衍射效应,衍射光学元件可以将入射的点状激光输出为需要的图像。由于激光的高亮度,高准直性特点,激光灯可以实现远距离、高亮度的图像显示，近年来在欧美和国内市场得到了快速的发展。

激光灯虽然已经有10多年的历史，但目前市场上绝大多数激光灯产品只能显示静态图像。为了丰富表现内容和提高表现效果,激光灯需要实现图像的动态显示，也就是要实现任意的图像变换、图像平移和图像的旋转。

为了实现良好的动态图像显示效果,需要在衍射光学元件的光学设计、每一帧图像的排列方式和机械运动结构方面进行总体优化的方案。

而现有的动态图像显示包含几种方式:

1、点阵方式

单独控制显示屏上的单个像素发光或不发光，这样每一帧图像对应着一个不同状态的像素集合的阵列，如LED显示。

2、投影方式

图像预先制作在胶片上，用宽光束光源照射胶片表面的整个图像，不同帧的图像依次扫过光束就可以形成图像的动态显示，如胶片电影。

3、扫描方式

以一束或几束光源按照图像的轮廓快速在成像面上逐点扫描，由于人眼的视觉暂留效益，人眼会看到联系的动态图案，如激光振镜成像。

利用衍射光学元件实现激光灯的动态图像显示，每一帧图像对应的微结构都需要预先制作到基片上，这一点和投影方式类似，不同之处在于这种微结构是肉眼所无法识别的，只有用光(可以是激光、LED光等)照射时图像才可以显现出来，而且光束可以比图像区域小，而不需要覆盖到整个图像区域，就可以将图像完整的显现出来。

目前的激光灯产品由于缺乏衍射光学元件的光学设计、每一帧图像的排列方式和机械运动结构三方面的统筹优化方法，导致表现形似单一,显示效果不好。因此，解决利用衍射光学元件显示激光灯动态图像成为了光学领域急需解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的激光灯实现理想的动态显示效果的问题，本发明提出了一种实现激光灯动态图像显示的装置及方法。本发明通过对衍射光学元件上的微结构光学设计、帧与帧之间的排列方式和衍射光学原件运动方式的统筹设计，有效的使激光动态图像显示过程中达到任意的图像平移、旋转和缩放的效果。

本发明的技术解决方案是：一种实现激光灯动态图像显示的装置，其特殊之处在于：包括底座，底座上设置有立式衍射光学组件或环式衍射光学组件；

上述立式衍射光学组件包括用于发射光束的激光灯及设置在光束路径上的衍射靶；上述衍射靶包括靶座及设置在靶座上的靶架；上述靶架通过靶座控制研中心点做匀速圆形旋转运动；上述靶架上按照圆形轨迹依次设置有若干立式光学元件；

上述激光灯所发出的光束与靶架上光学元件呈垂直角度；