激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前顯示成像以有源發(fā)光的各種顯示器以及需要屏幕的投影顯示為主。立體顯示技術(shù)以靠偏振或者電子開關(guān)眼鏡，形成雙眼不同圖像的畫面合成顯示技術(shù)；還有就是將圖像投影后反射在半透明的材料上的幻影立體顯示技術(shù)。這些顯示技術(shù)都需要以物理介質(zhì)作為圖像的承載，并不是直接在空氣中進(jìn)行成像。同時(shí)因?yàn)樾枰獛讉€(gè)圖像進(jìn)行合成，變換觀察角度也只能看到這些特定的圖像，并不是真正的立體顯示效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，特點(diǎn)是:激光器的光路輸出端布置有擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡的光路輸出端設(shè)有3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的光路輸出端布置有高速掃描系統(tǒng)，高速掃描系統(tǒng)的光路輸出端布置遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡，遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡正對(duì)于成像區(qū)域，所述激光器、擴(kuò)束鏡、3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)、高速掃描系統(tǒng)與控制系統(tǒng)控制連接。
[0006]進(jìn)一步地，上述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其中，所述激光器是波長(zhǎng)為266nm?10640nm、脈沖寬度為1ps?Ifs的超短脈沖激光器。
[0007]更進(jìn)一步地，上述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其中，所述成像區(qū)域旁設(shè)有能量吸收冷卻系統(tǒng)。
[0008]更進(jìn)一步地，上述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其中，所述激光器與擴(kuò)束鏡之間光路設(shè)置有用于控制激光開關(guān)光的光閘。
[0009]更進(jìn)一步地，上述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其中，所述3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)由兩片間距可調(diào)的透鏡組成，通過變換兩片透鏡間的間距改變激光聚焦的高度位置。
[0010]更進(jìn)一步地，上述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其中，所述高速掃描系統(tǒng)由兩片可轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡片組成，通過改變反射鏡片的旋轉(zhuǎn)角度控制反射光束的水平位置。
[0011]更進(jìn)一步地，上述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其中，所述遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡由多片透鏡組合形成一聚焦鏡。
[0012]本實(shí)用新型技術(shù)方案突出的特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
[0013]①本實(shí)用新型將超短脈沖激光聚焦在空氣中，將空氣電離而發(fā)光；使用3D動(dòng)態(tài)聚焦掃描場(chǎng)鏡快速掃描，將單個(gè)點(diǎn)通過視覺暫留原理形成立體的外形輪廓，從而實(shí)現(xiàn)在空氣中直接成像；
[0014]②實(shí)現(xiàn)在空氣中直接形成立體的輪廓，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)體積大小，使用多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合成使用；或是根據(jù)不同激光電離不同氣體而發(fā)出不同顏色，使用多種激光和氣體合成進(jìn)行彩色成像。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
[0016]圖1:本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，激光器2是波長(zhǎng)為266nm?10640nm、脈沖寬度為1ps?Ifs的超短脈沖激光器，激光器2的光路輸出端依次布置有光閘3、擴(kuò)束鏡4，擴(kuò)束鏡4的光路輸出端設(shè)有3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5，3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5的光路輸出端布置有高速掃描系統(tǒng)6，高速掃描系統(tǒng)6的光路輸出端布置遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡7，遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡7正對(duì)于成像區(qū)域8，成像區(qū)域8旁設(shè)有能量吸收冷卻系統(tǒng)10，激光器2、擴(kuò)束鏡4、3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5、高速掃描系統(tǒng)6、能量吸收冷卻系統(tǒng)10與控制系統(tǒng)I控制連接。
[0018]3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5由兩片間距可以快速準(zhǔn)確變化的透鏡組成，通過變換兩片透鏡間的間距來(lái)改變激光聚焦的高度位置。
[0019]高速掃描系統(tǒng)6由兩片可以轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡片組成，通過改變反射鏡片的旋轉(zhuǎn)角度控制反射光束的水平位置。
[0020]遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡7由多片透鏡組合形成一聚焦鏡，能夠?qū)φ麄€(gè)成像范圍內(nèi)的成像質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，保證最優(yōu)的成像質(zhì)量。
[0021]具體應(yīng)用時(shí)，激光器2發(fā)出光波長(zhǎng)為266nm?10640nm、脈沖寬度在1ps?Ifs的超短脈沖激光器，控制系統(tǒng)I控制激光器2發(fā)出的激光經(jīng)過光閘3后經(jīng)過擴(kuò)束鏡4對(duì)光束進(jìn)行同軸擴(kuò)束，改善光束傳播的發(fā)散角，達(dá)到光路準(zhǔn)直的目的；擴(kuò)束后的光束到達(dá)3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5，通過改變發(fā)散角度控制成像的高度位置Z，對(duì)進(jìn)入的光束進(jìn)行Z方向調(diào)制，控制成像的高度位置；光束經(jīng)3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5調(diào)制后，輸出光束射入高速掃描系統(tǒng)6控制成像的XY方向位置，對(duì)成像XY方向位置的進(jìn)行快速掃描；光束由遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡7聚焦后將焦點(diǎn)位置的空氣電離發(fā)光，通過XYZ三軸快速聯(lián)動(dòng)掃描，光點(diǎn)通過3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5和高速掃描系統(tǒng)6的聯(lián)合調(diào)制在成像區(qū)域8內(nèi)形成一個(gè)輪廓9 ;多余的能量由能量吸收冷卻系統(tǒng)10吸收掉。
[0022]將超短脈沖激光聚焦在空氣中，將空氣電離而發(fā)光；使用3D動(dòng)態(tài)聚焦掃描場(chǎng)鏡快速掃描，將單個(gè)點(diǎn)通過視覺暫留原理形成立體的外形輪廓，從而實(shí)現(xiàn)在空氣中直接成像。
[0023]綜上所述，本實(shí)用新型激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，可實(shí)現(xiàn)在空氣中直接形成立體的輪廓，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)體積大小，使用多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合成使用；或是根據(jù)不同激光電離不同氣體而發(fā)出不同顏色，使用多種激光和氣體合成進(jìn)行彩色成像。
[0024]需要理解到的是:以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:激光器(2)的光路輸出端布置有擴(kuò)束鏡(4)，擴(kuò)束鏡(4)的光路輸出端設(shè)有3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)(5)，3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)(5)的光路輸出端布置有高速掃描系統(tǒng)(6)，高速掃描系統(tǒng)(6)的光路輸出端布置遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡(7)，遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡(7)正對(duì)于成像區(qū)域(8)，所述激光器(2)、擴(kuò)束鏡(4)、3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)(5)、高速掃描系統(tǒng)(6)與控制系統(tǒng)(I)控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:所述激光器⑵是波長(zhǎng)為266nm?10640nm、脈沖寬度為1ps?Ifs的超短脈沖激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:所述成像區(qū)域(8)旁設(shè)有能量吸收冷卻系統(tǒng)(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:所述激光器(2)與擴(kuò)束鏡(4)之間光路設(shè)置有用于控制激光開關(guān)光的光閘(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:所述3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)(5)由兩片間距可調(diào)的透鏡組成，通過變換兩片透鏡間的間距改變激光聚焦的高度位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:所述高速掃描系統(tǒng)(6)由兩片可轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡片組成，通過改變反射鏡片的旋轉(zhuǎn)角度控制反射光束的水平位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，其特征在于:所述遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡(7)由多片透鏡組合形成一聚焦鏡。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及激光激發(fā)空氣電離的立體顯示成像裝置，激光器的光路輸出端布置有擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡的光路輸出端設(shè)有3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的光路輸出端布置有高速掃描系統(tǒng)，高速掃描系統(tǒng)的光路輸出端布置遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡，遠(yuǎn)心掃描場(chǎng)鏡正對(duì)于成像區(qū)域。將超短脈沖激光聚焦在空氣中，將空氣電離而發(fā)光；使用3D動(dòng)態(tài)聚焦掃描場(chǎng)鏡快速掃描，將單個(gè)點(diǎn)通過視覺暫留原理形成立體的外形輪廓，從而實(shí)現(xiàn)在空氣中直接成像，實(shí)現(xiàn)在空氣中直接形成立體的輪廓，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)體積大小，使用多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合成使用；或是根據(jù)不同激光電離不同氣體而發(fā)出不同顏色，使用多種激光和氣體合成進(jìn)行彩色成像。
【IPC分類】G02B27-22
【公開號(hào)】CN204595346
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520356035
【發(fā)明人】趙裕興, 益凱劼
【申請(qǐng)人】蘇州德龍激光股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日