[实用新型]一种基于液晶几何相位器件的全息动态显示装置

说明书

本实用新型涉及一种基于液晶几何相位器件的全息动态显示装置，包括依次连接的光源、扩束系统、圆偏振光产生装置和液晶盒组，液晶盒组包括多个液晶盒，液晶盒内设有液晶层，圆偏振光产生装置和液晶盒组中的液晶盒均与控制器连接，控制器将电压波形加载至圆偏振光产生装置和液晶盒，实现目标图案的全息动态显示。与现有技术相比，本实用新型具有显示难度低，漏光少，全息投影显示成本低，提高不同目标图案之间切换的效率，提高投影设备的灵活性等优点。

技术领域

本实用新型涉及显示设备技术领域，尤其是涉及一种基于液晶几何相位器件的全息动态显示装置。

背景技术

目前，为了实现图案的投影显示，一般采用投影仪或者投影灯等投影设备。投影仪分为CRT(CathodeRay Tube)投影仪、LCD(Liquid Crystal Display)投影仪与DLP(DigitalLight Processor)投影仪等设备，可以实现彩色图案的动态显示，常用于会议、讲座、监控等多个领域，是一种成熟的大屏幕影像设备，然而，其设备需要透镜调节成像、造价高昂与体积较大，限制了其应用在更广泛的领域的应用。投影灯方式是通过将投影的画面雕刻在灯片上，利用灯泡发出的光，将已经设定好的内容投影到载体上，这种设备价格低廉、体积较小、显示清晰，常用于广告、标志显示等领域。然而，这种方式难以实现投影图案的实时切换，无法实现图案的动态显示，同样需要透镜，具有一定的局限性。

基于几何相位的图案化取向全息液晶盒提供了一种通过液晶电光效应解决投影显示实时切换图像问题的方法，且光路中无需透镜参与成像。这种液晶盒是利用图案化取向技术，将计算全息法得到的衍射全息图以几何相位矩阵的方式写入液晶盒，利用液晶的电光效应控制图像显示与否，从而实现投影图案的动态显示。

液晶的图案化取向是一种新兴的液晶取向方法，可以实现液晶分子在一定区域内的图案化排布。典型的图案化图像技术如光取向技术，相较于传统的取向方式具有精密无损、工艺简单、操作快捷等优势，取向剂经过偏振光照射，偶氮染料分子就会以垂直于偏振光方向排列，从而对其余不同偏振光产生不同的光学特性，取向层分子的有序性传递给了液晶即决定了液晶取向。光取向具有取向层稳定、取向速度快、无漏光现象等优点。

几何相位是不同于动态传播相位的一种不依赖于光程的特殊相位，只与光经过路径上的各向异性介质的几何形状有关，制得的液晶盒结构紧凑、效率高，易于设计和操控且制作工艺简单。

计算全息法利用计算机编码制作衍射全息图，省去了复杂的干涉记录的过程。计算全息作为显示技术的优点在于生成速度快，全息图案的复现光路简单，不需要搭设复杂的光路。

液晶的电光效应是在电场作用下，液晶分子的偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。利用电光效应，通过外加电场，可以控制液晶盒几何相位矩阵的生效与否，实现衍射全息图案的显示与否。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的投影灯无法实现图案的动态显示和实时切换，灵活性较差的缺陷而提供一种基于液晶几何相位器件的全息动态显示装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于液晶几何相位器件的全息动态显示装置，包括依次连接的光源、扩束系统、圆偏振光产生装置和液晶盒组，所述液晶盒组包括多个液晶盒，所述液晶盒内设有液晶层，所述圆偏振光产生装置和液晶盒组中的液晶盒均与控制器连接，所述控制器将电压波形加载至圆偏振光产生装置和液晶盒，实现目标图案的全息动态显示。

所述圆偏振光产生装置中设有圆偏振态选择器，通过圆偏振态选择器与控制器连接。

进一步地，所述圆偏振态选择器选择产生的圆偏振光类型包括左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。

所述扩束系统包括相互连接的扩束镜和准直透镜。