[发明专利]一种基于强激光电离空气的三维空中成像装置

说明书

本发明公开了一种基于强激光电离空气的三维空中成像装置，包括：脉冲光源、光学快门、振镜组件、透镜组件和控制器，脉冲光源产生的脉冲光束通过出光口照出，光学快门设在出光口处用于打开或关闭出光口，振镜组件设在脉冲光束的照射路径上用于在水平或竖直方向上改变脉冲光束的照射方向，透镜组件用于对振镜组件反射出的脉冲光束聚焦用以在成像区域对应的位置使空气发生电离形成全息实像，控制器信号连接脉冲光源与光学快门，并通过控制脉冲光源输出脉冲的能量以及光学快门的闭合调节电离发光点的亮度。光学快门与脉冲光源配合，可以控制全息成像中不同位置的亮度，利用亮度的配合可以显示全息成像的画面感和层次感，进而可以提升空气电离显示画面的显示效果。

技术领域

本发明涉及空气显示领域，尤其是涉及一种基于强激光电离空气的三维空中成像装置。

背景技术

现有的空气电离系统包括高功率脉冲光源、光束调控和空气电离三个模块，其中光束调控模块包括二维高速扫描振镜和由变焦透镜以及平场聚焦透镜组成的透镜组件。振镜系统由x方向和y方向的振镜组合而成，可以使反射光束在一个平面内的x方向和y方向扫描；变焦透镜是通过改变透镜的焦距从而改变电离区域聚焦点处z方向的位置，结合x方向和y方向振镜，可操控电离点位置在三维立体空间内变化；平场聚焦透镜则是控制光束在整个平面内形成均匀大小的聚焦光斑，抑制光斑畸变。为了增加显示画面的像素，在光束调控系统中增加空间光调制器，通过调制光场的振幅、相位、偏振态等参量达到光波调制的目的，由空间光调制器调制的光束，经聚焦模组后形成多个聚焦点，因此增加了显示画面的像素。

然而，实际的画面显示中还存在不连续图像的显示需求以及对画面不同区域的显示亮度要求不同的显示需求，因此本发明装置通过控制电离亮点的间断和亮度解决了以上需求，提高了显示效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种基于强激光电离空气的三维空中成像装置，所述基于强激光电离空气的三维空中成像装置通过调整成像区域不同位置处电离亮光点的间断和亮度，可以提升空气电离显示画面的显示效果。

根据本发明实施例的基于强激光电离空气的三维空中成像装置，包括：脉冲光源、光学快门、振镜组件、透镜组件和控制器，所述脉冲光源上设有出光口，所述脉冲光源产生的脉冲光束通过所述出光口照出，所述光学快门设在所述出光口处用于打开或关闭所述出光口，所述振镜组件设在所述脉冲光束的照射路径上用于在水平或竖直方向上改变所述脉冲光束的照射方向，所述透镜组件用于对所述振镜组件反射出的脉冲光束聚焦以在对应的位置使空气发生电离从而形成全息实像，所述控制器信号连接所述脉冲光源与所述光学快门，并在所述光学快门关闭所述出光口时调节所述脉冲光束的能量。

根据本发明实施例的基于强激光电离空气的三维空中成像装置，利用光学快门与脉冲光源配合，可以控制全息成像中不同位置的亮度，利用亮度的配合可以增加显示全息成像的画面感和层次感，进而可以提升空气电离显示画面的显示效果。

根据本发明的一些实施例，还包括：扩束镜，所述扩束镜设在所述所述脉冲光源与所述光学快门之间用于控制所述光束的束腰光斑大小。

根据本发明的一些实施例，还包括：光电探测器，所述光电探测器设在所述脉冲光源与所述光学快门之间用于监测所述脉冲光源输出脉冲的平均功率。

根据本发明的一些实施例，所述脉冲光源与所述光学快门之间设有分光片，所述分光片用于将所述脉冲光源输出的光束部分反射到多个所述光电探测器上。

根据本发明的一些实施例，还包括：空间光调制器，所述空间光调制器设在所述脉冲光源与所述振镜组件之间用于对脉冲光束的参数进行调整。

根据本发明的一些实施例，还包括：散热器，所述散热器设在所述脉冲光源与所述光学快门之间，用于降低光学快门遮挡脉冲光束时产生的热量积累。

根据本发明的一些实施例，所述分光片的透光率为A，0.99≤A≤0.995。