CN203825376U - 体全息光栅显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种体全息光栅显示装置，所述装置包括激光器、衰减片、空间光滤波器、空间光调制板、准直透镜、光栅和CCD，上述各器件按照光路的方向依次设置，其中所述激光器、衰减片、空间光滤波器、空间光调制板和准直透镜的中心轴线在一条直线上，所述准直透镜的出射光束中心光轴与光栅的平面程45°角。本实用新型提供的体全息光栅显示装置衍射效率可高达90％以上，对入射光波长和角度有很好的选择性，环境稳定性明显提高，光栅特性参数不受温度空气湿度等因素影响，组合显示器显示图像清晰、具有较高的亮度和对比度。

Description

体全息光栅显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测体全息光栅的显示效果的装置，尤其涉及一种体全息光栅显示装置，属于光学领域。

背景技术

为了实现两束光的干涉，需要满足以下三个基本条件：①相位差恒定；②频率相同；③振动方向有平行分量。因此，为了得到好的成像质量和高衍射效率的全息光学元件，记录过程中的实际工艺也是不可忽略的因素，一般来说，记录或制造一个优良的全息光学元件，必须考虑一下几个因素：

1)记录光束的偏振性

记录全息光学元件一般要求两束记录光束都是平行的线偏振光，只有这样，才能使曝光量强度的调制度为最大。

2)记录环境的稳定性

记录过程必须保证两束记录光束的相对相位固定不变。所有记录光路中使用的元件都必须稳定牢靠，即使存在气流的稍微扰动，也可能造成相对相位的变化。

3)记录光束的相关性

为了保证全息光学元件能够具有最大的衍射效率，两束记录光束必须有非常好的相关性，光程差一定要在激光束的相干长度之内。

4)全息记录介质的分辨率

不同应用对不同的全息记录底版的分辨率会有不同的要求，也就是说，一定要选取具有合适分辨率的全息记录材料。

5)合适的空间滤波器

激光束的空间状态通常是高斯分布，为了得到均匀的激光记录光束，同时防止杂散光和光学元件表面上的灰尘造成的有害影响，一定要使用空间滤波器，并且与记录光学系统相匹配。

在进行体全息光栅的试验中，往往需要设计相应的系统来达到其显示效果，目前，作为平视显示器投影系统应用的主要有CRT、LCD、DMD等，背光源主要有LED和激光器。而人们在实验中没有为检测体全息光栅的显示效果单独设计的相应显示系统。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种体全息光栅显示装置，包括激光器、衰减片、空间光滤波器、空间光调制板、准直透镜、光栅和CCD，上述各器件按照光路的方向依次设置，其中所述激光器、衰减片、空间光滤波器、空间光调制板和准直透镜的中心轴线在一条直线上，所述准直透镜的出射光束中心光轴与光栅的平面程45°角。

优选的，上述空间光调制板为表面附有毛玻璃的分辨率板。

优选的，上述空间光调制板的分辨率为2-200lp/mm。

优选的，上述空间光调制板最小线宽为0.0025mm。

本实用新型提供的体全息光栅显示装置衍射效率可高达90％以上，对入射光波长和角度有很好的选择性，环境稳定性明显提高，光栅特性参数不受温度空气湿度等因素影响，组合显示器显示图像清晰、具有较高的亮度和对比度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的光路示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型的体全息光栅显示装置具体如图1所示，532nm的激光经滤波、扩束后入射到空间光调制板上，经过调制的光由透镜准直后以45°角入射到体全息光栅，经光栅衍射后的图像由CCD接收。

其中空间光调制板为表面附有毛玻璃的分辨率板，其分辨率从每毫米2线对到几百线对，最小线宽为0.0025mm，最小分辨率为200lp/mm。

由于激光器需要制冷等原因，在车载平视显示器的投影系统中应用比较少，大多HUD中的投影系统采用的是液晶显示屏，而背光源为LED。因此，搭建图2所示光路，检测体全息光栅的显示效果。其中，液晶显示屏的亮度为300cd/cm2。

在实验过程中调节衰减片的衰减量，将显示图像的亮度控制在CCD容易接收的范围。通过室内日光灯的开关来控制图像背景光的亮度，三幅图对应的背景光亮度分别为0，100lux和200lux。当光照度为0时，图像清晰度和对比度最高，但是在100lux和200lux光照度下，显示图像也具有较高的清晰度和对比度。

2)在车载平视显示器的使用中，为了方便驾驶员观察，应使显示图像尽量处于无穷远处，与外界远处景物叠加在一起。在目前宝马车中应用的HUD，显示图像距离人眼2.7m。

由以上分析可以得出，实验所制得的反射型体全息光栅能够将图像显示在一定距离远，并且显示图像的亮度、对比度和清晰度较高，非常适合作为组合玻璃应用于车载平视显示器。

本实用新型提供的体全息光栅显示装置衍射效率可高达90％以上，对入射光波长和角度有很好的选择性，环境稳定性明显提高，光栅特性参数不受温度空气湿度等因素影响，组合显示器显示图像清晰、具有较高的亮度和对比度。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种体全息光栅显示装置，其特征在于：所述装置包括激光器、衰减片、空间光滤波器、空间光调制板、准直透镜、光栅和CCD，上述各器件按照光路的方向依次设置，其中所述激光器、衰减片、空间光滤波器、空间光调制板和准直透镜的中心轴线在一条直线上，所述准直透镜的出射光束中心光轴与光栅的平面程45°角。

2.根据权利要求1所述的体全息光栅显示装置，其特征在于：所述空间光调制板为表面附有毛玻璃的分辨率板。

3.根据权利要求2所述的体全息光栅显示装置，其特征在于：所述空间光调制板的分辨率为2-200lp/mm。

4.根据权利要求2所述的体全息光栅显示装置，其特征在于：所述空间光调制板最小线宽为0.0025mm。