KR20240042206A - 공기 이온화 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 펄스 광원 모듈(1) 및 광필드 조절 모듈(2)를 포함하고, 펄스 광원 모듈(1)은 동기화된 복수의 펄스 빔을 생성하고, 복수의 펄스 빔이 광필드 조절 모듈(2)로 투사되고, 광필드 조절 모듈(2)은 복수의 펄스 빔에 대해 조정하여 수렴시키고 디스플레이 영역에서 공기를 이온화시켜 홀로그램 실상을 형성한다.
Description
본 출원은 공기 이온화 기술 분야에 관한 것으로서, 구체적으로, 공기 이온화 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 출원은 안휘성동초과기유한회사가 2020년1월16일자로 제출한 명칭이 “공기 이온화 디스플레이 장치”인 중국 발명 출원 번호 “2020100579787”, “2020201251671”, “2020100482688”, “2020200996263”, “2020100493682” 및 “2020201251008”의 우선권을 주장한다.
공기 이온화 이미징 시스템은 이미징 과정에서, 렌즈에 의해 빔을 수렴시키고 렌즈의 초점에서 공기를 이온화시켜 광점을 형성한다. 공기 이온화를 형성하기 위한 펄스의 단위 면적당 광 출력 임계값이 높기 때문에, 각 이온화 지점에서 공간광변조기에 의해 변조된 광필드로 형성된 초점점의 수는 펄스 파워에 의해 제한된다. 즉, 디스플레이 화면의 픽셀은 펄스 파워의 크기에 의해 제한되고, 디스플레이 화면의 픽셀을 증가시키려면, 광원의 출력 펄스 파워를 더욱 높일 필요가 있지만, 종래 기술에서는 광원의 출력 펄스 파워를 대폭 증가시키는 것이 어렵고, 따라서 공기 이온화 시스템의 디스플레이 화면의 픽셀을 증가시키는 것이 어렵게 된다.
본 출원은 적어도 상기 종래 기술에 존재하는 기술적 문제점 중 하나를 해결하는 것을 목적으로 한다. 본 출원은 공기 이온화 디스플레이 장치를 제안하고 있고, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는 펄스 광원 모듈을 통해 다중 빔을 제공하고, 다중 빔은 에너지를 증가시키고, 즉 광원 출력 펄스 파워를 증가시키므로, 공기 이온화 디스플레이 화면의 픽셀을 향상시킬 수 있다.
본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치는, 동기화된 복수의 펄스 빔을 생성하는 펄스 광원 모듈과, 복수의 상기 펄스 빔이 투사되고, 상기 펄스 빔에 대해 조정하여 수렴시키고 디스플레이 영역에서 공기를 이온화시켜 홀로그램 실상을 형성하는 광필드 조절 모듈을 포함한다.
본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치에 따르면, 펄스 광원 모듈을 통해 복수의 펄스 빔을 제공하여, 광원 에너지를 증가시키고, 즉 광원 출력 펄스 파워를 증가시킬 수 있고, 각각의 이온화 포인트에서 광필드 조절 모듈에 의해 조정하여 수렴되어 형성되는 초점점 수가 증가하고, 따라서 디스플레이 화면의 픽셀이 증가하게 되고, 디스플레이 화면의 선명도가 증가하게 된다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 광원 모듈은, 각각 펄스 빔을 생성하는 복수의 펄스 광원과, 복수의 상기 펄스 광원에서 생성된 빔이 모두 투사되어 하나의 빔을 합성하고, 합성된 빔을 상기 광필드 조절 모듈로 투사하는 제 1 빔 콤바이너를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 설정되어, 상기 복수의 펄스 광원이 출력한 펄스의 반복 주파수를 조정하는데 사용되는 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리는, 복수의 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 일대일로 대응되게 설정되어, 상기 펄스 광원의 반복 주파수를 검출하는데 사용되는 복수의 제 1 광 검출기와, 주파수 기준 표준을 제공하는데 사용되는 제 1 주파수 기준 소스와, 상기 제 1 광 검출기, 상기 제 1 주파수 기준 소스 및 상기 펄스 광원에 신호로 연결되고, 상기 제 1 광 검출기가 수신한 펄스 반복 주파수 신호와 상기 제 1 주파수 기준 소스의 기준 주파수에 따라 상기 펄스 광원이 출력한 펄스의 반복 주파수를 제어하는 제 1 서보 컨트롤러를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에는 제 1 빔 스플리터가 설정되고, 복수의 상기 제 1 빔 스플리터는 복수의 상기 펄스 광원의 일부 빔을 복수의 상기 제 1 광 검출기로 일대일로 대응되게 반사한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 빔 스플리터의 투과율은 A1이고, 99%≤A1≤99.5%이며, 상기 제 1 빔 스플리터의 반사율은 A2이고, 0.5%≤A2≤1%이다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 제 1 빔 콤바이너와 상기 광필드 조절 모듈 사이에 설정되어 상기 제 1 빔 콤바이너로부터 출사된 빔의 펄스 지연 신호를 모니터링하데 사용되는 제 1 펄스 시간 지연 모니터와, 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 설정되고 상기 제 1 펄스 시간 지연 모니터에 신호로 연결되고, 상기 제 1 펄스 시간 지연 모니터의 피드백 정보에 따라 상기 펄스 광원 출력 빔의 펄스 시간 지연을 보상하는데 사용되는 적어도 하나의 제 1 시간 지연 라인을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 시간 지연 라인의 수는 상기 펄스 광원의 수보다 하나 적고, 상기 제 1 시간 지연 라인은 동일한 수의 상기 펄스 광원에 일대일로 대응된다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 빔 콤바이너와 상기 광필드 조절 어셈블리 사이에는 제 2 빔 스플리터가 설정되고, 상기 제 2 빔 스플리터는 상기 제 1 빔 콤바이너의 출사 빔의 일부 광을 상기 제 1 펄스 시간 지연 모니터로 반사시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제 2 빔 스플리터의 투과율은 A3이고, 98%≤A3≤99.5%이며, 상기 제 2 빔 스플리터의 반사율은 A4이고, 0.5%≤A4≤2%이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 빔 콤바이너는 복수이고, 상기 제 1 빔 콤바이너의 수는 상기 펄스 광원의 수보다 하나 적고, 복수의 상기 제 1 빔 콤바이너는 그중 하나의 상기 펄스 광원의 출사 빔을 따라 이격되어 설정되고, 나머지 상기 펄스 광원의 출사 빔은 복수의 상기 제 1 빔 콤바이너 상에 일대일로 대응되게 투사되고, 복수의 상기 펄스 광원의 출사 빔을 하나의 빔으로 합성한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 설정되어, 상기 펄스 빔의 투사 빔을 상기 제 1 빔 콤바이너 상에 반사시키는데 사용되는 복수의 제 1 리플렉터를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 리플렉터의 수는 상기 펄스 광원의 수보다 하나 적다.
일부 실시예에서, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수는 동일하고, 상기 펄스 광원의 펄스 폭은 50fs-100ns이고, 상기 펄스 광원의 펄스 에너지는 20μJ-10mJ이고, 상기 펄스 광원의 반복 주파수는 500Hz-10MHz이다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 광원 모듈은, 펄스 빔을 생성하는 펄스 시드 소스와, 상기 펄스 빔의 광경로 상에 설정되고, 상기 펄스 빔을 복수의 서브 빔으로 분할하여, 복수의 펄스 빔을 생성하는 분광 커플러와, 복수의 상기 서브 빔이 모두 투사되여 하나의 빔으로 합성되고, 합성된 빔을 상기 광필드 조절 모듈로 투사하는 제 2 빔 콤바이너를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되어 상기 서브 빔의 펄스에 대해 증폭 처리를 진행하는데 사용되고, 상기 제 2 빔 콤바이너와 상기 분광 커플러 사이에 위치되는 복수의 펄스 증폭 모듈을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 상기 펄스 증폭 모듈과 상기 제 2 빔 콤바이너 사이에 위치되고, 복수의 상기 서브 빔이 상기 제 2 빔 콤바이너를 통해 합성된 후, 빔 중의 복수의 펄스 시간이 중첩되도록 상기 서브 빔의 펄스 시간 위치를 조정하는데 사용되는 복수의 제 2 시간 지연 라인을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 상기 펄스 증폭 모듈과 상기 제 2 시간 지연 라인 사이에 위치되고, 상기 서브 빔의 펄스 폭을 압축하여 상기 서브 빔의 펄스 광 피크 파워를 증가시키는데 사용되는 복수의 펄스 압축 장치를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 상기 펄스 압축 장치와 상기 제 2 시간 지연 라인 사이에 위치되고, 상기 서브 빔을 합성된 후 이온화 임계값을 충족하는 콜리메이트 빔으로 조정하는데 사용되는 복수의 빔 콜리메이터 장치를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너를 더 포함하고, 상기 제 2 빔 콤바이너의 수는 상기 서브 빔의 수보다 하나 적고, 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너는 상기 서브 빔 중의 하나를 따라 이격되어 설정되고, 나머지 상기 서브 빔은 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너 상에 일대일로 대응되게 투사되어, 복수의 상기 서브 빔이 하나의 빔으로 합성된다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 제 2 빔 콤바이너의 수와 동일하고, 복수의 상기 제 2 시간 지연 라인과 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너 사이에 일대일로 대응되게 설정되고, 상기 서브 빔을 상기 제 2 빔 콤바이너 상에 반사시키는 복수의 제 2 리플렉터를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치에 연결되고, 상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치를 방열시키는데 사용되는 수냉식 방열기를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치가 모두 내부에 설정되고, 복수의 상기 서브 빔이 통과되는 광출구가 형성되는 펄스 광원 하우징과, 상기 펄스 광원 하우징 내에 설정되고, 상기 펄스 광원 하우징 내부의 온도를 검출하는데 사용되는 온도 센서와, 상기 온도 센서 및 상기 수냉식 방열기에 신호로 연결되고, 상기 펄스 광원 하우징 내의 온도를 제어하는데 사용되는 컨트롤러를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는 상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치에 신호로 연결되어 상기 서브 빔의 출력 파라미터를 제어한다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 증폭 모듈은 전치 증폭 모듈 및 메인 증폭 모듈을 포함하고, 상기 전치 증폭 모듈은 상기 메인 증폭 모듈과 상기 분광 커플러 사이에 위치된다.
일부 실시예에서, 복수의 상기 서브 빔 중의 펄스의 펄스 폭은 10fs-100ns이고, 펄스 에너지는 10μJ-100mJ이고, 펄스 반복 주파수는 50Hz-10MHz이다.
일부 실시예에서, 상기 광필드 조절 어셈블리는, 합성된 후의 빔이 투사되고, 빔의 방향에 대해 조정하는 갈바노미터 어셈블리와, 상기 갈바노미터 어셈블리의 출사 빔이 투사되고, 빔을 초점 위치에 포커싱시켜 공기를 이온화하여 실상을 생성하는 렌즈 어셈블리와, 제 1 빔 콤바이너 또는 제 2 빔 콤바이너인 빔 콤바이너와 상기 갈바노미터 어셈블리 사이에 위치되어 빔의 파라미터에 대해 조정하는데 사용되는 공간광변조기를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 광원 모듈은, 각각 펄스 빔을 생성하는 복수의 펄스 광원을 포함하고, 각각의 상기 펄스 광원의 펄스 에너지는 공기 이온화 임계값보다 작고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 에너지의 합은 공기 이온화 임계값보다 크다.
일부 실시예에서, 상기 공기 이온화 디스플레이 장치는, 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에 설정되고, 상기 복수의 펄스 광원의 반복 주파수를 조정하는데 사용되는 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리는, 복수의 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에 일대일로 대응되게 설정되고, 상기 펄스 광원의 반복 주파수를 검출하는데 사용되는 복수의 제 2 광 검출기와, 주파수 기준 표준을 제공하는데 사용되는 제 2 주파수 기준 소스와, 상기 제 2 광 검출기, 상기 제 2 주파수 기준 소스 및 상기 펄스 광원에 신호로 연결되고, 상기 제 2 광 검출기의 피드백 정보와 상기 제 2 주파수 기준 소스의 피드백 정보에 따라 상기 펄스 광원의 출력 펄스 반복 주파수를 제어하는데 사용되는 제 2 서보 컨트롤러를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에는 제 3 빔 스플리터가 설정되고, 복수의 상기 제 3 빔 스플리터는 복수의 상기 펄스 광원의 일부 빔을 복수의 상기 제 2 광 검출기 상으로 일대일로 대응되게 반사시킨다.
일부 실시예에서, 각각의 상기 펄스 광원은 펄스 빔을 생성하는 펄스 발생기를 포함하고, 상기 광필드 조절 모듈은 복수의 상기 펄스 광원에 일대일로 대응하는 광필드 레귤레이터를 포함하고, 상기 광필드 레귤레이터는 대응하는 상기 펄스 발생기와 상기 디스플레이 영역 사이에 위치되고, 상기 펄스 발생기가 생성한 펄스 빔이 상기 광필드 레귤레이터 상에 조사되고 상기 광필드 조절을 통해 상기 디스플레이 영역 상에 투사되고, 상기 제 3 빔 스플리터는 대응하는 상기 펄스 발생기와 상기 광필드 레귤레이터 사이에 위치된다.
일부 실시예에서, 상기 펄스 광원 모듈은, 복수의 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에 설정되고, 상기 펄스 광원의 펄스 지연 신호를 모니터링하는데 사용되는 제 2 펄스 시간 지연 모니터와, 상기 펄스 발생기와 상기 광필드 레귤레이터 사이에 설정되고 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터에 신호로 연결되고, 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터의 피드백 정보에 따라 상기 펄스 광원의 출사 빔의 펄스 시간 지연을 보상하는데 사용되는 제 3 시간 지연 라인을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 3 시간 지연 라인의 수는 상기 펄스 광원의 수와 동일하고, 복수의 상기 제 3 지연 라인과 복수의 상기 펄스 광원이 일대일로 대응된다.
일부 실시예에서, 상기 제 3 빔 스플리터와 상기 광 검출기 사이에는 제 4 빔 스플리터가 설정되고, 상기 제 4 빔 스플리터는 상기 제 3 빔 스플리터의 반사 빔의 일부를 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터 상으로 반사시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제 4 빔 스플리터는 복수이고, 그중 하나의 상기 제 4 빔 스플리터와 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터 사이에는 제 3 빔 콤바이너가 설정되고, 나머지 상기 제 4 빔 스플리터와 상기 제 3 빔 콤바이너 사이에는 제 3 리플렉터가 설정되고, 상기 제 3 리플렉터는 상기 제 4 빔 스플리터가 투사한 빔을 상기 제 3 빔 콤바이너 상으로 반사시킨다.
일부 실시예에서, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수는 동일하고, 상기 펄스 광원의 펄스 폭은 50fs-100ns이고, 상기 펄스 광원의 펄스 에너지는 20μJ-10mJ이고, 상기 펄스 광원의 반복 주파수는 500Hz-10MHz이다.
본 출원의 추가적인 양태 및 장점은 다음의 설명에서 일부 주어질 것이고, 일부는 다음의 설명에 의해 명백해지거나, 본 출원의 실시를 통해 이해될 것이다.
본 출원의 상기 및/또는 추가적인 양태 및 장점은 하기 도면을 참조하여 실시예에 대한 설명에 의해 명백하고 이해하기 쉬워질 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예의 이중 광원 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 삼광원 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 2 개의 서브 빔의 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 펄스 광원의 개략적인 구조도이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예의 이중 광원 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 삼광원 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 2 개의 서브 빔의 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 펄스 광원의 개략적인 구조도이다.
이하, 본 출원의 실시예를 상세히 설명하는 바, 상기 실시예의 예는 첨부된 도면에 도시되어 있으며, 동일하거나 유사한 부호는, 동일하거나 유사한 구성 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 구성 요소를 나타낸다. 도면을 참조하여 후술하는 실시예는 예시적인 것으로서, 본 출원을 설명하기 위한 것일뿐 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 출원 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치를 설명한다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치의 블록도이고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 펄스 광원 모듈(1) 및 광필드 조절 모듈(2)을 포함한다.
여기서, 펄스 광원 모듈(1)은 동기화된 복수의 펄스 빔을 생성하고, 예를 들어, 펄스 광원 모듈(1)은 동일한 시간에 복수의 펄스 빔을 방출하고, 동시에 복수의 펄스 빔을 제공하여 광원 에너지를 증가시킬 수 있다. 복수의 펄스 빔이 광필드 조절 모듈(2)로 투사되고, 광필드 조절 모듈(2)은 펄스 빔에 대해 조정하여 수렴시키고 디스플레이 영역에서 공기를 이온화시켜 홀로그램 실상을 형성한다.
광필드 조절 모듈(2)은 빔의 방향을 변경시킬 수 있고, 렌즈을 사용하여 빔을 포커싱시킬 수 있고, 빔은 초점에서 에너지가 집중되어 공기의 이온화를 초래하고, 빔 방향의 요동에 의해 이온화 지점의 위치가 대응되게 변경되고, 그에 따라 홀로그램 실상을 형성할 수 있다.
종래기술의 공기 이온화 디스플레이 장치는, 싱글 펄스 광원을 흔히 채용하고, 펄스 광원의 파워가 제한되어, 디스플레이 화면의 픽셀이 사용자의 사용 요구를 충족하지 못하고, 디스플레이 화면의 픽셀을 증가하고, 이미지 선명도를 증가시키기 위해서는, 펄스 광원의 출력 펄스 파워를 진일보로 증가시킬 필요가 있다.
따라서, 본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는, 펄스 전원의 수를 증가하는 것에 의해, 동기화된 복수의 펄스 빔을 제공하여, 펄스 광원 에너지를 증가시킬 수 있고, 즉, 광원 출력 펄스 파워를 증가시키고, 광필드 조절 모듈(2)의 조정에 의해 수렴되어 형성된 초점점의 수가 증가되므로, 디스플레이 화면의 픽셀을 증가시키고, 디스플레이 화면의 선명도가 증가된다.
본 출원 실시예에서, 펄스 전원 모듈(1)이 동기화된 복수의 펄스 빔을 생성하는 구현 방식은 다양하며, 이하, 다양한 실시예에 의해 설명한다.
일부 실시예에서, 펄스 광원 모듈(1)은, 복수의 펄스 광원 및 빔 콤바이너를 포함하고, 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 해당 펄스 광원 모듈(1)에 기반한 공기 이온화 디스플레이 장치를 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 펄스 광원 모듈(1)은, 복수의 펄스 광원(10) 및 제 1 빔 콤바이너(11)를 포함한다. 복수의 펄스 광원(10)은, 각각 펄스 빔을 생성하고, 복수의 펄스 광원이 생성한 빔은 모두 제 1 빔 콤바이너(11) 상에 투사되어 하나의 빔을 합성하고, 합성된 빔은 광필드 조절 모듈(2)로 투사된다.
본 출원 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는, 펄스 광원(10)의 수를 증가하는 것에 의해, 복수의 펄스 빔을 제공하고, 제 1 빔 콤바이너(11)를 사용하여 복수의 펄스 광원(10)에 대해 합성하여, 복수의 펄스 광원(10)이 출력한 복수의 펄스가 디스플레이 영역(200)의 동일한 위치, 동일한 시각에 나타나고 공기를 이온화시켜, 복수의 펄스 광원(10)이 출력한 복수의 펄스 사이의 공간 동기화 및 시간 동기화의 문제를 해결하였고, 따라서 공기 이온화 디스플레이 화면의 픽셀을 배수로 증가시킬 수 있어, 화면의 선명도를 증가시키고, 사용자에게 양호한 사용 경험을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3)를 더 포함하고, 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3)는 펄스 광원(10)과 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에 설정되고, 복수의 펄스 광원(10)의 반복 주파수를 조정한다. 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3)와 복수의 펄스 광원(10)은 신호로 연결되고, 복수의 펄스 광원(10)이 출사한 빔의 반복 주파수 신호를 수신한 후, 수신된 반복 주파수 신호에 따라 펄스 광원(10)에 대해 조정할 수 있다.
여기서, 펄스 광원(10)의 반복 주파수는 펄스 광원이 초당 출력하는 광 펄스의 수를 의미하며, 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3)는 복수의 펄스 광원(10)이 방출하는 복수의 펄스의 반복 주파수를 조절할 수 있다.
디스플레이 장치는 동일한 반복 주파수의 펄스 광원(10)을 채용하는 것이 요구되지만, 각 펄스 광원의 출력 펄스는 레이저의 내부 및 외부 요소의 영향으로 인해 상이한 반복 주파수 지터가 생성되고, 이때, 제1 반복 주파수 조절 어셈블리(3)의 설정을 통해 복수의 펄스 광원(10)의 출력 펄스 반복 주파수가 동일한 값으로 고정되도록 한다.
본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치에 따른면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3)는 복수의 제 1 광 검출기(31), 제 1 주파수 기준 소스(32) 및 제 1 서보 컨트롤러(33)를 포함한다.
복수의 제 1 광 검출기(31)는 복수의 펄스 광원(10)과 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에 일대일로 대응되게 설정되고, 펄스 광원(10)의 반복 주파수를 검출하는데 사용된다. 제 1 광 검출기(31)의 수와 펄스 광원(10)의 수는 동일하고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서, 펄스 광원(10) 및 제 1 광 검출기(31)는 각각 2 개이고, 2 개의 펄스 광원(10)은 각각 제 1 펄스 광원(101) 및 제 2 펄스 광원(102)이고, 2 개의 제 1 광 검출기(31)는 각각 광 검출기(311) 및 광 검출기(312)이다. 광 검출기(311)는 제 1 펄스 광원(101)과 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에 대응되게 설정되어, 제 1 펄스 광원(101)이 출력한 펄스의 반복 주파수를 검출하는데 사용되고, 광 검출기(312)는 제 2 펄스 광원(102)와 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에 대응되게 설정되어, 제 2 펄스 광원(102)이 출력한 펄스의 반복 주파수를 검출하는데 사용된다.
제 1 서보 컨트롤러(33)는 제 1 광 검출기(31), 제 1 주파수 기준 소스(32) 및 펄스 광원(10)에 신호로 연결되고, 제 1 주파수 기준 소스(32)는 제 1 서보 컨트롤러(33)에 주파수 기준 표준을 제공하는데 사용된다.
제 1 서보 컨트롤러(33)는 광 검출기(311), 제 1 주파수 기준 소스(32), 제 1 펄스 광원(101), 광 검출기(312) 및 제 2 펄스 광원(102)에 연결되고, 빔이 펄스 광원(10)에 대응하는 제 1 광 검출기(31)에 조사되어 펄스 반복 주파수 신호가 생성되고, 제 1 서보 컨트롤러(33)는 제 1 광 검출기(31)의 피드백 신호 및 제 1 주파수 기준 소스(32)의 기준 주파수 신호에 따라, 펄스 광원(10)의 출력 펄스 반복 주파수를 제어한다.
구체적으로, 제 1 서보 컨트롤러(33)는 광 검출기(311)에 의해 피드백된 제 1 펄스 광원(101)이 출력한 펄스의 반복 주파수 파라미터를 수신한 후, 제 1 주파수 기준 소스(32)가 제공한 주파수 파라미터와 비교하고, 제 1 펄스 광원(101)의 출력 펄스가 파라미터 요구를 충족하지 않는 경우, 제 1 펄스 광원(101)의 출력 펄스가 요구를 충족할 때까지 제 1 펄스 광원(101)을 조정하고, 마찬가지로, 제 1 서보 컨트롤러(33)는 제 1 주파수 기준 소스(32) 및 광 검출기(312)에 따라 제 2 펄스 광원(102)의 출력 펄스 반복 주파수 파라미터를 조정한다. 따라서, 복수의 펄스 광원(10)의 출력 펄스 반복 주파수가 동일한 값에 고정되도록 하여, 주파수 지터가 감소된다.
일부 실시예에서, 도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 펄스 광원(10)과 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에는 제 1 빔 스플리터(12)가 설정되고, 복수의 제 1 빔 스플리터(12)는 복수의 펄스 광원(10)의 일부 빔을 복수의 제 1 광 검출기(31)로 일대일로 대응되게 반사한다. 여기서, 제 1 빔 스플리터(12)는 복수이고, 복수의 제 1 빔 스플리터(12)와 복수의 펄스 광원(10)은 일대일로 대응된다, 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 빔 스플리터(12)는 2 개일 수 있고, 각각 제 1 중간 빔 스플리터(121) 및 제 1 하부 빔 스플리터(122)이고, 제 1 펄스 광원(101)이 생성한 빔은 제 1 중간 빔 스플리터(121)를 통과하여 2 개의 빔으로 분할되고, 하나의 빔은 제 1 광 검출기(311)로 투사되어 제 1 펄스 광원(101)이 생성한 빔의 반복 주파수를 검출하는데 사용되고, 다른 하나의 빔은 제 1 빔 콤바이너(11)로 투사되고, 마찬가지로, 제 2 펄스 광원(102)이 생성한 빔은 제 1 하부 빔 스플리터(122)를 통과하여 2 개 빔으로 분할되고, 하나의 빔은 광 검출기(312)로 투사되어 제 2 펄스 광원(102)이 생성한 빔의 반복 주파수를 검출하는데 사용되고, 다른 하나의 빔은 제 1 빔 콤바이너(11)로 투사된다. 제 1 서보 컨트롤러(33)는 광 검출기(311) 및 광 검출기(312)의 피드백 신호에 따라 제 1 펄스 광원(101) 및 제 2 펄스 광원(102)의 실제 출력 펄스 반복 주파수 파라미터를 조절한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 구체적인 실시예에서, 제 1 빔 스플리터(12)는 3 개이고, 각각 제 1 상부 빔 스플리터(123), 제 1 중간 빔 스플리터(121) 및 제 1 하부 빔 스플리터(122)이며, 펄스 광원(10)은 3 개이고, 각각 제 1 펄스 광원(101), 제 2 펄스 광원(102) 및 제 3 펄스 광원(103)이며, 제 1 광 검출기(31)는 3 개이고, 각각 광 검출기(311), 광 검출기(312) 및 광 검출기(313)이고, 제 1 중간 빔 스플리터(121)는 제 1 펄스 광원(101)이 생성한 빔의 일부를 광 검출기(311)로 반사시키고, 제 1 하부 빔 스플리터(122)는 제 2 펄스 광원(102)이 생성한 빔의 일부를 광 검출기(312)로 반사시키고, 제 1 상부 빔 스플리터(123)는 제 3 펄스 광원(103)이 생성한 빔의 일부를 광 검출기(313)로 반사시킨다.
일부 구체적인 실시예에서, 제 1 빔 스플리터(12)의 투과율은 A1이고, 99%≤A1≤99.5%이고, 제 1 빔 스플리터(12)의 반사율은 A2이고, 0.5%≤A2≤1%이다. 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 제 1 빔 스플리터(12)를 경과하고, 일부가 제 1 광 검출기(31)로 반사되어 빔의 반복 주파수 파라미터를 검출하는데 사용되고, 다른 일부는 제 1 빔 스플리터(12)를 투과하여 제 1 빔 콤바이너(11)로 투사된다. 제 1 광 검출기(31)는 빔의 반복 주파수 파라미터를 검출할 때, 검출 빔에 대한 에너지 요구가 비교적 낮고, 아주 적은 일부 빛으로 반복 주파수의 검출을 완료할 수 있다. 따라서, 제 1 빔 스플리터(12)의 투과율 및 반사율을 상기 범위 내에 설정하여, 제 1 광 검출기(31)가 빔의 반복 주파수를 안정적이고 정확하게 검출하는 것을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 빔 콤바이너(11)로 조사된 빔 에너지의 비율을 증가시킬 수 있다. 절대다수의 빔은 제 1 빔 스플리터(12)를 통과하여 제 1 빔 콤바이너(11)로 조사된 후, 광필드 조절 모듈(2)로 조사되어 이미징을 형성하는데 사용되며, 홀로그램 실상의 픽셀을 더욱 향상시키는데 유리하다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4) 및 적어도 하나의 제 1 시간 지연 라인(5)을 더 포함한다.
제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)는 제 1 빔 콤바이너(11)와 광필드 조절 모듈(2) 사이에 설정되어, 제 1 빔 콤바이너(11)로부터 출사된 빔의 펄스 지연 신호를 모니터링하는데 사용되고, 상이한 펄스 광원(10)이 생성한 빔이 제 1 빔 콤바이너(11)로 도달하는 경로가 상이하고, 예를 들어, 제 2 펄스 광원(102)이 생성한 빔은 제 1 빔 콤바이너(11)로 직선으로 조사되고, 제 1 펄스 광원(101)이 생성한 빔은 1 회 반사된 후 제 1 빔 콤바이너(11)로 조사되고, 따라서 2 개의 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 합성된 후 펄스 지연이 존재하고, 펄스 광원(10)과 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에 설정되고 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)에 신호로 연결된 제 1 시간 지연 라인(5), 예를 들어, 도면의 시간 지연 라인(61), 시간 지연 라인(62) 및 시간 지연 라인(63)을 통과하고, 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)의 피드백 신호에 따라 제 1 펄스 광원(101)이 생성한 빔에 대해 펄스 전송 광로차 및 반복 주파수 저주파 지터로 인한 펄스 시간 지연을 보상하여, 2 개의 펄스가 합성된 후 시간 동기화되도록 한다.
도면에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일부 실시예에 따르면, 복수의 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 제 1 빔 콤바이너(11)를 경과하여 하나의 빔을 생성하는 과정에서, 하나의 펄스 광원(10)이 생성한 빔이 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과하고, 나머지 펄스 광원(10)이 생성한 빔이 반사된 후 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과한 빔과 합성될 수 있고, 이를 통해 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과한 빔을 기준으로 하여, 반사되어 합성한 빔을 조정할 수 있다.
이때, 반사된 빔은 펄스 광원(10)의 수보다 하나 적기 때문에, 제 1 시간 지연 라인(5)의 수는 펄스 광원(10)의 수보다 하나 적고, 제 1 시간 지연 라인(5)과 수가 동일한 펄스 광원(10)은 일대일로 대응되고, 각각의 제 1 시간 지연 라인(5)은 하나의 펄스 광원(10)이 생성한 빔의 펄스 지연을 제어하고, 이를 통해 복수의 펄스 광원(10)이 생성한 빔을 제 1 빔 콤바이너(11)를 통해 하나의 펄스 빔으로 합성하고, 펄스 시간이 동기화되도록 하여, 빔이 합성된 후 펄스 지연으로 인해 공기가 이온화될 수 없는 상황을 피할 수 있다.
도 2 또는 3에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일부 실시예에 따르면, 제 1 빔 콤바이너(11)와 광필드 조절 모듈(2) 사이에는 제 2 빔 스플리터(13)가 설정되고, 제 2 빔 스플리터(13)는 제 1 빔 콤바이너(11)가 생성한 하나의 빔을 두 부분으로 분할하고, 일 부분은 제 2 빔 스플리터(13)를 통과하여 광필드 조절 모듈(2)로 투사되고, 광필드 조절 모듈(2)을 통해 공기가 이온화시켜 사용자가 요구하는 패턴을 형성하고, 다른 부분은 제 2 빔 스플리터(13)를 통해 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)로 반사되고, 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)를 통해 컨트롤러(42)와 제 1 시간 지연 라인(5)에 정보를 피드백하여 펄스 광원(10)이 출력하는 빔의 펄스 시간 지연을 제어한다. 제 2 빔 스플리터(13)의 설정을 통해 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)가 합성된 펄스 지연 정보를 취득하는데 편의성을 제공할 수 있고, 구조가 간단하고, 구현하기 쉽다.
본 출원의 일부 구체적인 실시예에 따르면, 제 2 빔 스플리터(13)의 투과율은 A3이고, 98%≤A3≤99.5%이며, 제 2 빔 스플리터(13)의 반사율은 A4이고, 0.5%≤A4≤2%이다. 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4)는 검출 빔의 지연 파라미터를 검출할 때, 검출 빔에 대한 에너지 요구가 비교적 낮고, 아주 적은 일부 빛으로 펄스 지연의 검출을 완료할 수 있다. 따라서, 제 2 빔 스플리터(13)의 투과율 및 반사율을 상기 범위 내에 설정하여, 펄스 시간 지연 모니터가 빔의 지연 정보를 안정적이고 정확하게 검출하는 것을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 광필드 조절 모듈(2)로 조사된 빔 에너지의 비율을 증가시킬 수 있다. 절대다수의 빔은 제 2 빔 스플리터(13)를 통과하여 광필드 조절 모듈(2)로 조사되어 이미징을 형성하는데 사용되며, 홀로그램 실상의 픽셀을 더욱 향상시키는데 유리하다.
일부 구체적인 실시예에서, 제 1 빔 콤바이너(11)는 복수이고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 빔 콤바이너(11)는 2 개이고, 각각 빔 콤바이너(111) 및 빔 콤바이너(112)이고. 제 1 빔 콤바이너(11)의 수는 펄스 광원(10)의 수보다 하나 적을 수 있고, 복수의 제 1 빔 콤바이너(11)는 그중 하나의 펄스 광원(10)의 하나의 출사 빔을 따라 이격되어 설정되고, 나머지 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 복수의 제 1 빔 콤바이너(11)로 일대일로 대응되게 투사되고, 복수의 펄스 광원(10)의 출사 빔을 복수의 제 1 빔 콤바이너(11)를 통해 하나의 빔으로 합성한다.
도면에 나타낸 바와 같이, 복수의 제 1 빔 콤바이너(11)는 서로 평행되게 설정되고, 복수의 펄스 광원(10) 중의 하나가 생성한 빔은 복수의 제 1 빔 콤바이너(11)를 순차적으로 통과하여 조사되고, 나머지 펄스 광원이 생성한 빔은 복수의 제 1 빔 콤바이너(11)로 일대일로 대응되게 조사되고, 제 1 빔 콤바이너(11)의 반사 작용에 의해 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과한 빔과 합성된다.
복수의 제 1 빔 콤바이너(11)의 설정을 통해, 복수의 펄스 광원(3)의 합성 방식을 단순화하고, 이에 따라 공기 이온화 디스플레이 장치의 구조 설계를 단순화할 수 있는 동시에, 빔 합성 과정에 의한 손실을 감소시킬 수 있다.
도 2 또는 3에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일부 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에는 복수의 제 1 리플렉터(14)가 더 포함되고, 제 1 리플렉터(14)는 펄스 광원(10)과 제 1 빔 콤바이너(11) 사이에 설정되고, 펄스 빔을 제 1 빔 콤바이너(11)로 반사시켜 합성하는데 사용되고, 제 1 리플렉터(14)의 설정을 통해, 복수의 평행되게 설정한 빔을 제 1 빔 콤바이너(11)로 반사시킬 수 있고, 이에 따라 복수의 펄스 광원(10)의 설정을 위해 편의성을 제공하고, 복수의 펄스 광원(10) 사이의 거리를 줄일 수 있고, 공기 이온화 디스플레이 장치의 전체 구조를 줄이는데 유리하다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 리플렉터(14)의 수는 펄스 광원(10)의 수보다 하나 적고, 예를 들어 도 2에서, 제 1 리플렉터(14)는 하나이고, 도 3에서 제 1 리플렉터(14)는 2 개이고, 각각 첫 번째 제 1 리플렉터(71) 및 두 번째 제 2 리플렉터(72)이다. 복수의 펄스 광원(10)에서, 그중 하나의 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과하고, 나머지 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 제 1 빔 콤바이너(11)에 의해 반사된 후 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과한 빔과 합성되고, 제 1 빔 콤바이너(11)를 통과하는 빔은 반사 구조가 필요되지 않고, 제 1 빔 콤바이너(11)로 직접 조사되며, 나머지 펄스 광원(10)이 생성한 빔은 제 1 리플렉터(14)의 반사 작용에 의해 제 1 빔 콤바이너(11)로 조사된다. 이에 따라 하나의 제 1 리플렉터(14)를 감소시킬 수 있고, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 구조 설계를 더욱 단순화할 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 펄스 광원(10)의 반복 주파수는 동일하고, 펄스 광원(10)의 펄스 폭은 50fs-100ns이고, 펄스 광원(10)의 펄스 에너지는 20μJ-10mJ이고, 펄스 광원(10)의 반복 주파수는 500Hz-10MHz이고, 이에 따라 홀로그램 실상의 이미징 효과 및 픽셀을 향상시킬 수 있다.
본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에 따르면, 광필드 조절 모듈(2)은, 갈바노미터 어셈블리, 렌즈 어셈블리 및 공간광변조기를 포함하고, 제 1 빔 콤바이너(11)의 출사 빔은 갈바노미터 어셈블리로 투사되고, 갈바노미터 어셈블리는 수직되게 설정한 2 세트의 리플렉터를 포함하고, 2 세트의 리플렉터는 각각 전후 및 좌우 방향으로 스윙되어, 빔의 조사 경로를 제어한다. 갈바노미터 어셈블리의 출사 빔이 렌즈 어셈블리로 투사되고, 렌즈 어셈블리는 빔을 포커싱시켜, 빔이 렌즈 어셈블리의 초점 위치에 집광되어 파워 밀도가 증가되어, 이온화의 파워 임계값에 도달하고, 나중에 하이파워 레이저는 공기 분자를 이온화시켜 발광점을 형성한 후, 사용자가 요구하는 실상을 형성한다.
공간광변조기는 제 1 빔 콤바이너(11)와 갈바노미터 어셈블리 사이에 위치되고, 광의 진폭, 위상, 편광 상태 등 파라미터를 변조하여 광파 변조의 목적을 달성한다. 빔은 공간광변조기를 통해 광필드를 변조하고, 포커싱 시스템을 경과한 후 복수의 초점점을 형성하고, 따라서 디스플레이 화면의 픽셀을 증가시킨다.
렌즈 어셈블리는 줌 렌즈 및 플랫 필드 포커싱 렌즈를 포함하고, 줌 렌즈는 플랫 필드 포커싱 렌즈와 갈바노미터 어셈블리 사이에 위치되고, 하이파워 펄스 광원이 출력한 레이저 펄스는 공간광변조기에 의해 광필드가 변조된 후, 갈바노미터 어셈블리로 반사되어 그 출사 방향이 조절되고, 빔은 줌 렌즈 및 플랫 필드 포커싱 렌즈를 통과한 후 공기 이온화 영역의 지정된 지점에 포커싱되고, 나중에 하이파워 레이저가 공기 분자를 이온화시켜 발광점을 형성한다.
줌 렌즈는 이미징 요구에 따라 초점과 줌 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있고, 따라서 초점 위치를 조정하여 3 차원의 입체 구조의 실상을 형성할 수 있고, 플랫 필드 포커싱 렌즈와 줌 렌즈를 사용하여, 생성된 실상이 이미징 과정에서 휘어져서 변형되는 것을 피할 수 있고, 컨트롤러(42)는 공간광변조기, 갈바노미터 어셈블리 및 렌즈 어셈블리를 능동적으로 제어하고, 표시될 화면에 따라 레이저 이온화 포인트의 위치 및 디스플레이 화면의 픽셀을 조절한다.
다른 일부 실시예에서, 펄스 광원 모듈(1)은 분광되고 빔 콤바이너에 의해 동기화된 복수의 펄스 빔을 생성하고, 다음, 도 4를 참조하여 해당 펄스 광원 모듈(1)에 기반한 공기 이온화 디스플레이 장치를 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 제 2 빔 콤바이너(4-1), 광필드 조절 모듈(2), 복수의 펄스 증폭 모듈 및 복수의 제 2 시간 지연 라인(2-12)을 포함한다.
구체적으로, 펄스 시드 소스(1-1)는 펄스 빔을 생성할 수 있고, 분광 커플러(1-2)는 펄스 빔의 라인 상에 설정되고 펄스 시드 소스(1-1)에 인접하여 설정되고, 펄스 빔을 복수의 서브 빔으로 분할하는데 사용된다. 펄스 빔은 분광 커플러(1-2)로 조사되어 복수의 서브 빔으로 분할되고, 여기서, 복수의 서브 빔의 에너지는 고르게 분포될 수 있다.
여기서, 복수의 서브 빔은 투사 및 반사 작용에 의해 모두 제 2 빔 콤바이너(4-1)로 투사되고 하나의 빔으로 합성되고, 제 2 빔 콤바이너(4-1)에 의해 합성된 빔은 광필드 조절 모듈(2)로 투사되고, 광필드 조절 모듈(2)은 빔을 조정하여 수렴하고 디스플레이 영역(6-1)에서 공기를 이온화시켜 실상 화면을 형성한다.
광필드 조절 모듈(2)은 빔의 방향에 대해 변경을 수행할 수 있고, 렌즈를 사용하여 빔을 포커싱시킬 수도 있고, 빔은 초점 지점에서 에너지가 집중되어 공기를 이온화시키고, 빔 방향의 스윙에 따라 이온화 포인트의 위치가 대응되게 변경되고, 따라서 홀로그램 실상을 형성할 수 있다.
종래 기술의 공기 이온화 디스플레이 장치에서, 펄스 광원은 대부분 빛을 분할하지 않고 펄스 시드 소스(1-1)에 의해 출력되는 펄스 빔으로 직접 이온화하는 해결책을 채용하여, 펄스 광원의 파워가 제한되고, 디스플레이 화면의 픽셀이 사용자의 사용 요구를 충족할 수 없다. 디스플레이 화면의 픽셀을 향상시키고, 이미지 선명도를 높이려면, 펄스 광원의 출력 펄스 파워를 더욱 증가시켜야 한다. 종래 기술은 싱글 빔 출력의 경우 펄스 광원의 펄스 파워를 대폭 증가시키는 것이 어려우므로, 공기 이온화 디스플레이 장치의 디스플레이 화면의 픽셀을 증가시키는 것이 어렵게 된다.
따라서, 본 출원의 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에 따르면, 펄스 시드 소스(1-1)에서 생성된 펄스 빔을 분광 커플러(1-2)에 의해 복수의 서브 빔으로 분할하고, 제 2 빔 콤바이너(4-1)에 의해 복수의 서브 빔을 합성하고, 동시에 복수의 서브 빔의 복수의 펄스가 디스플레이 영역(6-1)에서 동일한 위치, 동일한 시점에 나타나고 공기를 이온화시키는 것을 보장하여, 복수의 서브 빔에서 복수의 펄스 사이의 공간 동기화 및 시간 동기화의 문제를 해결하고, 따라서 공기 이온화 디스플레이 화면의 픽셀을 배수로 증가시켜, 사용자에게 좋은 사용 경험을 제공한다.
본 출원의 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에 따르면, 복수의 펄스 증폭 모듈이 복수의 서브 빔의 라인에 일대일로 대응되게 설정되어 서브 빔의 펄스에 대해 증폭 처리를 수행하는데 사용되고, 펄스 증폭 모듈은 제 2 빔 콤바이너(4-1)와 분광 커플러(1-2) 사이의 위치된다. 펄스 증폭 모듈을 설정하는 것에 의해, 서브 빔의 펄스 에너지를 증가시킬 수 있으며, 따라서 이미징 시의 이미징 품질과 밝기를 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 제 2 시간 지연 라인(2-12)은 복수의 서브 빔의 라인에 일대일로 대응되게 설정되고, 제 2 시간 지연 라인(2-12)은 펄스 증폭 모듈과 제 2 빔 콤바이너(4-1) 사이에 위치되고, 제 2 시간 지연 라인(2-12)은 서브 빔의 펄스 시간 위치를 조정하여 서브 빔이 제 2 빔 콤바이너(4-1)에서 합성된 후 복수의 서브 빔의 복수의 펄스가 시간 상에서 중첩되도록 하는데 사용된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 일부 구체적인 실시예에서, 제 2 빔 콤바이너(4-1)는 복수이고, 제 2 빔 콤바이너(4-1)의 수는 서브 빔의 수보다 하나 적을 수 있고, 복수의 제 2 빔 콤바이너(4-1)는 그중 하나의 서브 빔에 따라 서로 평행되게 이격되어 설정되고, 해당 빔은 복수의 제 2 빔 콤바이너(4-1)를 순차적으로 통과하여 조사되고, 나머지 서브 빔은 복수의 제 2 빔 콤바이너(4-1)로 일대일로 대응되게 투사되고, 제 2 빔 콤바이너(4-1)의 반사 작용에 의해 제 2 빔 콤바이너(4-1)를 통과한 서브 빔과 하나의 빔으로 합성된다.
복수의 제 2 빔 콤바이너(4-1)를 설정하는 것에 의해, 복수의 서브 빔의 합성 방식을 단순화하고, 따라서 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 구조 설계를 단순화함과 동시에, 빔 합성 과정으로 인한 손실을 감소일 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는, 복수의 제 2 리플렉터(3-1)를 더 포함하고, 제 2 리플렉터(3-1)는 제 2 시간 지연 라인(2-12)과 제 2 빔 콤바이너(4-1) 사이에 설정되어, 서브 빔을 제 2 빔 콤바이너(4-1)로 반사시켜 합성하는데 사용된다. 제 2 리플렉터(3-1)를 설정하는 것에 의해, 평행되게 설정된 복수의 서브 빔이 제 2 콤바이너(4-1)로 반사될 수 있으며, 이는 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 전체 구조를 줄이는데 유리하다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 2 리플렉터(3-1)의 수는 서브 빔의 수보다 하나 적고, 복수의 서브 빔에서, 하나의 서브 빔은 제 2 콤바이너(4-1)를 통과하고, 나머지 서브 빔은 제 2 빔 콤바이너(4-1)의 반사에 의해 제 2 콤바이너(4-1)를 통과하는 빔과 합성되고, 제 2 콤바이너(4-1)를 통과한 빔은 반사 구조가 필요되지 않고, 제 2 콤바이너(4-1)로 직접 조사되고, 나머지 서브 빔은 제 2 리플렉터(3-1)의 반사에 의해 제 2 빔 콤바이너(4-1)로 조사된다. 이에 따라, 하나의 제 2 리플렉터(3-1)를 줄일 수 있고, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 구조 설계를 더욱 단순화할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 복수의 펄스 압축 장치를 더 포함하고, 복수의 펄스 압축 장치는 복수의 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 펄스 압축 장치는 펄스 증폭 모듈과 제 2 시간 지연 라인(2-12) 사이에 위치되고, 즉, 각 서브 빔 라인 상에 하나의 펄스 압축 장치가 설정된다. 즉, 서브 빔의 진행 방향에서 펄스 압축 장치는 펄스 증폭 모듈과 제 2 시간 지연 라인(2-12) 사이에 설정되고, 펄스 압축 장치는 서브 빔의 펄스 폭을 압축하는데 사용되어 서브 빔의 펄스 광 피크 값 파워를 증가시킨다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 펄스 압축 장치는 2 개이고, 각각 제 1 펄스 압축 장치(1-4-1)와 제 2 펄스 압축 장치(1-4-2)이다. 제 1 펄스 압축 장치(1-4-1)는 제 1 서브 빔 상에 설정되고, 제 2 펄스 압축 장치(1-4-2)는 제 2 서브 빔 상에 설정된다. 서브 빔 상의 펄스 압축 장치를 설정하는 것에 의해, 서브 빔의 펄스 광의 피크 파워를 증가시킬 수 있으며, 빔이 포커싱된 후의 펄스 피크 값 파워를 증가시킬 수 있어, 이미징 효과의 향상에 유리하다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 복수의 빔 콜리메이터 장치를 더 포함하고, 복수의 빔 콜리메이터 장치는 복수의 서브 빔의 라인에 일대일로 대응되게 설정되고, 빔 콜리메이터 장치는 펄스 압축 장치와 제 2 시간 지연 라인(2-12) 사이에 위치되고, 빔 콜리메이터 장치는 서브 빔을 이온화 임계값을 충족하는 콜리메이트 빔으로 조정하는데 사용된다. 즉, 각 서브 빔 라인에는 하나의 빔 콜리메이터 장치가 설정되며, 서브 빔의 진행 방향에서 빔 콜리메이터 장치는 서브 빔 라인 상의 펄스 압축 장치와 제 2 시간 지연 라인(2-12) 사이에 위치되고, 서브 빔이 빔 콜리메이터 장치를 통과한 후, 이온화 임계값을 충족하는 콜리메이트 빔으로 조정된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 빔 콜리메이터 장치는 2 개이고, 각각 제 1 빔 콜리메이터 장치(1-5-1)와 제 2 빔 콜리메이터 장치(1-5-2)이며, 제 1 빔 콜리메이터 장치(1-5-1)는 제 1 서브 빔 상에 설정되고, 제 2 빔 콜리메이터 장치(1-5-2)는 제 2 서브 빔 상에 설정된다. 빔 콜리메이터 장치를 서브 빔에 설정하면, 빔 콜리메이터 장치를 사용하여 서브 빔의 빔 파라미터를 조정하여, 서브 빔이 이온화 임계값의 요구를 충족하도록 보장할 수 있고, 따라서 이온화 이미징의 효과를 향상할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 수냉식 방열기(8-1)를 더 포함하고, 수냉식 방열기(8-1)는 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치에 연결되고, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치를 방열시키는데 사용된다.
펄스 시드 소스(1-1)는 고 에너지 펄스 광원을 생성하고, 빔은 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치를 순차적으로 통과하므로, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2). 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치는 동작 과정에서 많은 열이 발생된다. 수냉식 방열기(8-1)를 설정하는 것에 의해, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2). 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치를 방열시켜, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치에 열량이 과도하게 집중되어 기기가 손상되는 것을 피한다. 또한, 수냉식 방열기(8-1)는 수로의 흐름 방향을 조절하여 방열 영역을 조절할 수 있어, 제어력이 강하고, 동시에 복수의 기기를 방열시킬 수 있으며, 수냉 비용이 낮고, 효과가 좋으며, 공기 이온화 디스플레이 장치의 방열 요구를 충족시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 펄스 광원 하우징(10-1), 온도 센서 및 컨트롤러(7-1)를 더 포함한다.
펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치는 모두 펄스 광원 하우징(10-1) 내에 설정되고, 펄스 광원 하우징(10-1)에는 서브 빔이 통과되는 복수의 광출구가 형성되고, 즉, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치의 외측에는 펄스 광원 하우징(10-1)이 설정된다. 펄스 소스 하우징(10-1)을 사용하여, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치를 커버하도록 설정하고, 펄스 광원 하우징(10-1)에 광출구를 설정하여, 펄스 소스 하우징(10-1)을 사용하여 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치를 보호하여 손상되지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 간단하고, 빔의 일반적인 전송에 영향을 미치지 않을 수 있다.
여기서, 온도 센서는 펄스 광원 하우징(10-1) 내에 설정되어 펄스 광원 하우징(10-1) 내부의 온도를 검출하는데 사용되고, 제어부(7-1)는 온도 센서와 수냉식 방열기(8-1)에 신호로 연결되어, 펄스 광원 하우징(10-1) 내의 온도를 제어하는데 사용된다.
펄스 광원 하우징(10-1) 내에 온도 센서를 설정하는 것에 의해, 온도 센서를 사용하여 펄스 광원 하우징(10-1)의 온도를 검출한 다음, 온도 정보를 컨트롤러(7-1)에 피드백할 수 있고, 컨트롤러(7-1)는 수냉식 방열기(8-1)를 제어하여 펄스 광원 하우징(10-1) 내의 기기를 방열시켜, 펄스 광원 하우징(10-1) 내의 기기에 안정적이고 양호한 동작 환경을 제공한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 컨트롤러(7-1)는 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치에 신호로 연결되어 서브 빔의 출력 파라미터를 제어한다. 즉, 컨트롤러(7-1)는 또한 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치를 제어하고, 펄스 시드 소스(1-1), 분광 커플러(1-2), 펄스 증폭 모듈, 펄스 압축 장치 및 빔 콜리메이터 장치의 작동 상태를 제어하는 것에 의해 서브 빔의 출력 파라미터를 조정하여, 서브 빔의 이온화 이미징의 요구를 충족하도록 보장한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는, 컴퓨터(9-1)를 더 포함하고, 컴퓨터(9-1)는 제 2 시간 지연 라인(2-12), 광필드 조절 모듈(2) 및 컨트롤러(7-1)에 신호로 연결되고, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 각 모듈의 동작 상태를 실시간으로 제어하여, 장치의 안정적인 동작을 위해 보장을 제공하는데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 펄스 증폭 모듈은, 전치 증폭 모듈 및 메인 증폭 모듈을 포함하고, 전치 증폭 모듈은 메인 증폭 모듈과 분광 커플러(1-2) 사이에 위치된다. 즉, 펄스 증폭 모듈은 전치 증폭 모듈 및 메인 증폭 모듈로 구성되고, 서브 빔은 먼저 전치 증폭 모듈을 경과한 후, 메인 증폭 모듈을 경과하고, 펄스 증폭 모듈이 서브 빔에 대한 증폭 효과를 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 복수의 서브 빔의 펄스 폭은 10fs-100ns이고, 펄스 에너지는 10μJ-100mJ이고, 펄스 반복 주파수는 50Hz-10MHz이다.
본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에 따르면, 광필드 조절 모듈은 갈바노미터 어셈블리, 렌즈 어셈블리 및 공간광변조기를 포함하고, 제 2 빔 콤바이너(4-1)의 출사 빔은 갈바노미터 어셈블리로 투사되고, 갈바노미터 어셈블리는 수직되게 설정된 2 세트의 리플렉터를 포함하고, 2 세트의 리플렉터는 각각 전후 및 좌우 방향으로 스윙되어, 빔의 조사 경로를 제어한다. 갈바노미터 어셈블리의 출사 빔이 렌즈 어셈블리로 투사되고, 렌즈 어셈블리는 빔을 포커싱시켜, 빔이 렌즈 어셈블리의 초점 위치에 집광되어 파워 밀도가 증가되고, 이온화의 파워 임계값에 도달하고, 나중에 하이파워 레이저는 공기 분자를 이온화시켜 발광점을 형성한 후, 사용자가 요구하는 실상을 형성한다.
공간광변조기는 제 2 빔 콤바이너(4-1)와 갈바노미터 어셈블리 사이에 위치되고, 광의 진폭, 위상, 편광 상태 등 파라미터를 변조하여 광파 변조의 목적을 달성한다. 빔은 공간광변조기를 통해 광필드를 변조한 다음, 포커싱 시스템을 경과한 후 복수의 초점점을 형성하고, 따라서 디스플레이 화면의 픽셀을 증가시킨다.
렌즈 어셈블리는 줌 렌즈 및 플랫 필드 포커싱 렌즈를 포함하고, 줌 렌즈는 플랫 필드 포커싱 렌즈와 갈바노미터 어셈블리 사이에 위치되고, 빔은 공간광변조기에 의해 광필드가 변조된 후, 갈바노미터 어셈블리로 반사되어 그 출사 방향이 조절되고, 빔은 줌 렌즈 및 플랫 필드 포커싱 렌즈를 통과한 후 공기 이온화 영역의 지정된 지점에 포커싱되고, 나중에 하이파워 레이저가 공기 분자를 이온화시켜 발광점을 형성한다.
줌 렌즈는 이미징 요구에 따라 초점과 줌 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있고, 따라서 초점 위치를 조정하여 3 차원의 입체 구조의 실상을 형성할 수 있고, 플랫 필드 포커싱 렌즈와 줌 렌즈를 사용하여, 생성된 실상이 이미징 과정에서 휘어져서 변형되는 것을 피할 수 있고, 컴퓨터(9-1)는 공간광변조기, 갈바노미터 어셈블리 및 렌즈 어셈블리를 능동적으로 제어하고, 표시될 화면에 따라 레이저 이온화 포인트의 위치 및 디스플레이 화면의 픽셀을 조절한다.
본 출원의 다른 실시예에서, 펄스 광원 모듈(1)은 복수의 펄스 광원을 사용하고 펄스 광원의 펄스 에너지를 제한한다. 본 출원의 해당 펄스 광원 모듈(1)에 기반한 공기 이온화 디스플레이 장치(100)를 도 5 및 도6을 참조하여 다음에 설명한다.
본 출원의 실시예에 따른 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는, 복수의 펄스 광원(10)을 포함하며, 여기서, 펄스 광원(10)의 펄스 에너지는 공기 이온화 임계값보다 작고, 복수의 펄스 광원(10)의 펄스 에너지의 합은 공기 이온화 임계값보다 크다. 복수의 펄스 광원(10)에 의해 생성된 대부분의 빔은 광필드 조절 모듈(2)로 투사되고, 광필드 조절 모듈(2)은 복수의 펄스 빔을 조정하여 집광시키고, 디스플레이 영역의 지정된 위치에서 수렴되고 공기를 이온화하여 홀로그램 실상을 형성한다.
여기서, 각 펄스 광원(10)의 펄스 파워 밀도는 상대적으로 작고, 공기 이온화 임계 값보다 작다. 펄스 광원(10)에서 생성된 싱글 빔은 투사 과정에서 주변의 공기를 이온화시키지 않으며, 복수의 로우파워 펄스 광원(10)은 서로 집광되어 동일한 지점에 조사되고, 복수의 빔의 교차점에서 레이저 파워 밀도가 중첩되어 공기 이온화의 임계값을 초과하고, 교차점의 공기가 이온화되어, 홀로그램 실상을 형성한다.
따라서, 본 출원의 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에 따르면, 복수의 펄스 광원(10)을 사용하여 빔 교차점에서 레이저 파워 밀도를 증가시키고, 빔 교차점의 위치에서 공기를 이온화시켜 홀로그램 실상을 형성할 수 있어, 싱글 펄스 광원(10)에 대한 사양 요구를 낮추고, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 제조 비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 기존 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 렌즈 어셈블리를 제거할 수 있어, 또한 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 구조 설계를 단순화할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 일부 구체적인 실시예에서, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)는 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20)를 더 포함하고, 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20)는 펄스 광원(10)과 디스플레이 영역 사이에 설정되어 복수의 펄스 광원(10)의 반복 주파수를 조정하는데 사용된다. 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20)와 복수의 펄스 광원(10)은 신호로 연결되고, 복수의 펄스 광원(10)이 투사한 출사 빔의 반복 주파수 신호를 수신한 다음, 수신된 반복 주파수 신호에 따라 펄스 광원(10)을 조정한다.
여기서, 펄스 광원(10)의 반복 주파수는 펄스 광원(10)이 초당 생성하는 트리거 펄스의 수를 의미하며, 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20)에 의해 복수의 펄스 광원(10)에서 방출되는 복수의 빔의 펄스 반복 주파수가 조절될 수 있다.
본 출원 실시예의 공기 이온화 디스플레이 장치(100)에 따르면, 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20)에는 제 2 광 검출기(21), 제 2 주파수 기준 소스(22) 및 제 2 서보 컨트롤러(23)가 포함된다.
제 2 광 검출기(21)는 복수이고 수는 펄스 광원(10)의 수와 동일할 수 있고, 복수의 제 2 광 검출기(21)는 복수의 펄스 광원(10)과 디스플레이 영역 사이에 일대일로 대응되게 설정되어, 펄스 광원의 반복 주파수를 검출하는데 사용된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서, 펄스 광원(10) 및 제 2 광 검출기(21)는 각각 2 개이고, 2 개의 펄스 광원(10)은 각각 제 1 펄스 광원(15) 및 제 2 펄스 광원(16)이고, 첫 번째 제 2 광 검출기(21)는 제 1 펄스 광원(15)과 디스플레이 영역 사이에 대응되게 설정되어 제 1 펄스 광원(15)이 출력한 빔의 반복 주파수를 검출하는데 사용되고, 두 번째 제 2 광 검출기(21)는 제 2 펄스 광원(16)과 디스플레이 영역 사이에 대응되게 설정되어, 제 2 펄스 광원(16)이 출력한 빔의 반복 주파수를 검출하는데 사용된다.
제 2 서보 컨트롤러(23)는, 제 2 광 검출기(21), 제 2 주파수 기준 소스(22) 및 펄스 광원(10)에 신호로 연결되고, 제 2 주파수 기준 소스(22)는 제 2 서보 컨트롤러(23)에 주파수 기준 표준을 제공하는데 사용되고, 필요한 주파수의 주파수 표준 파라미터는 미리 제 2 주파수 기준 소스(22)에 설정되어 있으며, 기기가 시작된 후, 제 2 주파수 기준 소스(22)가 출력한 주파수 파라미터를 주파수 기준으로 제 2 서보 컨트롤러(23)에 제공하여 기준으로 사용한다.
제 2 서보 컨트롤러(23)는 첫 번째 제 2 광 검출기, 제 2 주파수 기준 소스(22), 제 1 펄스 광원(15), 두 번째 제 2 광 검출기 및 제 2 펄스 광원(16)을 포함하고, 빔이 펄스 광원(10)에 대응하는 제 2 광 검출기(21)로 조사되어 피드백 정보가 생성되고, 제 2 서보 컨트롤러(23)는 제 2 광 검출기(21)의 피드백 정보 및 제 2 주파수 기준 소스(22)가 제공한 주파수 표준 신호에 따라, 펄스 광원(10)을 제어하여 출력 펄스의 반복 주파수를 제어한다.
구체적으로, 제 2 서보 컨트롤러(23)는 첫 번째 제 2 광 검출기(21)에 의해 피드백된 제 1 펄스 광원(15)이 출사한 빔의 반복 주파수 파라미터를 수신한 후, 제 2 주파수 기준 소스(22)에 의해 제공된 주파수 파라미터와 비교한다. 제 1 펄스 광원(15)의 출력 빔이 파라미터 요구를 충족하지 않는 경우, 제 1 펄스 광원(15)은 제 1 펄스 광원(15)의 출력 빔이 요구를 충족할 때까지 조정된다. 마찬가지로, 제 2 서보 컨트롤러(23)는 제 2 주파수 기준 소스(22) 및 두 번째 제 2 광 검출기(21)에 따라 제 2 펄스 광원(16)에 의해 출력되는 빔의 반복 주파수 파라미터를 조정한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 펄스 광원(10)과 디스플레이 영역 사이에는 제 3 빔 스플리터(17)가 설정되고, 복수의 제 3 빔 스플리터(17)는 복수의 펄스 광원(10)의 일부 광선을 복수의 제 2 광 검출기로 일대일로 대응되게 반사한다. 제 3 빔 스플리터(17)는 제 1 펄스 광원(15)의 빔의 일부를 첫 번째 제 2 광 검출기(21)로 일대일로 대응되게 반사하고, 제 1 펄스 광원(15)에 의해 생성된 빔은 제 3 빔 스플리터(17)를 통해 2 개의 빔으로 분할되고, 하나의 빔은 제 2 광 검출기(21)로 투사되어 제 1 펄스 광원(15)에 의해 생성된 빔의 반복 주파수를 검출하는데 사용되고, 다른 하나의 빔은 디스플레이 영역에 투사되어 이온화 이미징하는데 사용된다. 마찬가지로, 제 2 펄스 광원(16)에 의해 생성된 빔은 제 3 빔 스플리터(17)를 통해 2 개의 빔으로 분할되고, 하나의 빔은 제 2 광 검출기(21)에 투사되어 제 2 펄스 광원(16)에 의해 생성된 빔의 반복 주파수를 검출하는데 사용되고, 다른 하나의 빔은 디스플레이 영역에 투사되어 이온화 이미징하는데 사용된다. 제 2 서보 컨트롤러(23)는 첫 번째 제 2 광 검출기(21) 및 두 번째 제 2 광 검출기(21)의 피드백 정보에 따라 제 1 펄스 광원(15) 및 제 2 펄스 광원(16)의 펄스 반복 주파수 파라미터를 조정한다.
일부 구체적인 실시예에서, 제 3 빔 스플리터(17)의 투과율은 A1이고, 99%≤A1≤99.5%이고, 제 3 빔 스플리터(17)의 반사율은 A2이고, 0.5%≤A2≤1%이다. 펄스 광원(10)에 의해 생성된 빔은 제 3 빔 스플리터(17)를 통과하고, 일부는 광 검출기의 주파수 파라미터를 검출하는데 사용되고, 다른 일부는 이미징에 사용된다. 제 2 광 검출기(21)가 빔의 반복 주파수 파라미터를 검출할 때, 적은 에너지 빔에 의해 반복 주파수 검출이 완료될 수 있으므로, 제 3 빔 스플리터(17)의 투과율 및 반사율을 상기 범위 내로 설정하여, 광 검출기가 빔의 반복 주파수를 안정적이고 정확하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 전체 펄스 에너지에 대한 이미징에 사용되는 펄스 에너지의 비율을 증가시켜, 절대다수의 빔이 이미징을 위해 빔 스플리터를 통과하도록 할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 각각의 펄스 광원(10)은 펄스 발생기(011)를 포함하고, 펄스 발생기(011)는 펄스 빔을 생성하는데 사용되고, 복수의 펄스 광원(10)은 동시에 복수의 펄스 빔을 생성한다. 광필드 조절 모듈(2)은 복수의 펄스 광원(10)에 일대일로 대응하는 광필드 레귤레이터(012)를 포함하고, 광필드 레귤레이터(012)는 펄스 발생기(011)와 디스플레이 영역 사이에 위치되고, 펄스 발생기(011)에 의해 생성된 펄스 빔은 광필드 레귤레이터(012)로 조사되고 광필드 조절을 통해 디스플레이 영역에 투사되고, 제 3 빔 스플리터(17)는 펄스 발생기(011)와 광필드 레귤레이터(012) 사이에 위치된다.
펄스 발생기(011)에서 생성된 빔은 광필드 레귤레이터(012)를 통과하고, 광필드 레귤레이터(012)는 펄스 발생기(011)에서 생성된 빔을 제어하고, 따라서 빔의 방향을 제어할 수 있고, 이를 통해 복수의 펄스 발생기(011)에 의해 생성된 빔을 제어하여 이미징 영역(40)에 수렴시키고, 교차점에서 공기를 이온화하여 실상을 형성하며, 필요에 따라 특정 위치에서 홀로그램 실상을 형성하는데 사용된다.
제 3 빔 스플리터(17)는 펄스 발생기(011)와 광필드 레귤레이터(012) 사이에 설정된다. 펄스 발생기(011)에서 광필드 레귤레이터(012)로 출사되는 빔의 방향이 고정적이기 때문에, 제 3 빔 스플리터(17)가 빔을 분리하는데 편의를 제공할 수 있고, 빔의 투사 방향이 스윙되어 분광 효과에 영향을 미치는 것을 피하고, 제 2 광 검출기(21)가 항상 빔을 검출할 수 있도록 보장할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 펄스 광원 모듈(1)은 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 및 제 3 시간 지연 라인(9)을 더 포함하고, 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)는 복수의 펄스 광원(10)과 디스플레이 영역 사이에 설정되어 펄스 광원(10)의 출력 펄스 지연 신호를 검출하는데 사용되고, 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)는 검출된 펄스 지연 신호를 컨트롤러(52)로 입력한 후 제 3 시간 지연 라인(9)을 구동하고, 복수의 펄스 광원(10)에 의해 생성된 복수의 펄스의 시간 지연을 제어하여 복수의 펄스가 디스플레이 영역으로 동시에 투사되도록 한다.
제 3 시간 지연 라인(9)은 펄스 발생기(011)와 광필드 레귤레이터(012) 사이에 설정되고 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)에 신호로 연결되고, 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)의 피드백 정보에 따라 펄스 광원(10)이 출력하는 빔의 펄스 시간 지연을 보상하는데 사용된다.
제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 및 제 3 시간 지연 라인(9)을 설정하는 것에 의해, 펄스 광원(10)의 출력 펄스 지연 정보를 모니터링 및 조정할 수 있으며, 이를 통해 펄스 광원(10)에서 생성된 펄스가 교차점에서 시간이 동기화되도록 보장하고, 따라서 공기 이온화 디스플레이 장치(100)가 에어 이미징을 완료하도록 보장한다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 제 3 시간 지연 라인(9)의 수는 펄스 광원(10)의 수와 동일하고, 복수의 제 3 시간 지연 라인은 복수의 펄스에 일대일로 대응되고, 복수의 제 3 시간 지연 라인(9)을 설정하는 것에 의해 각각에 대응하는 펄스 광원(10)의 출력 펄스에 대해 시간 보상을 수행하여, 펄스 광원(10)에 의해 생성된 펄스가 시간 지연이 불일치하여 교차점에서 공기 분자가 이온화 임계값에 도달할 수 없어 이온화될 수 없는 것을 피한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일부 실시예에 따르면, 제 3 빔 스플리터(17)와 제 2 광 검출기(21) 사이에는 제 4 빔 스플리터(18)가 설정되고, 제 4 빔 스플리터(18)는 제 3 빔 스플리터(17)로부터 반사된 빔의 일부를 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)로 반사한다. 즉, 펄스 광원(10)에서 생성된 광선은 먼저 제 3 빔 스플리터(17)를 통과하고, 일부 빔은 제 3 빔 스플리터(17)를 통과하여 이미징을 위해 이미징 영역(40)으로 투사되고, 다른 일부 빔은 제 2 광 검출기(21)로 조사되고, 제 2 광 검출기(21)로 조사된 빔은 제 4 빔 스플리터(18)를 통과하고, 일부는 제 2 광 검출기(21)로 조사되어 펄스 반복 주파수 신호를 검출하는데 사용되고, 다른 일부는 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)로 조사되어 펄스의 시간 지연 정보를 모니터링하는데 사용된다. 따라서, 펄스 광원(10)의 다양한 파라미터를 정확하게 검출할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 제 4 빔 스플리터(18)는 복수이고, 그중 하나의 제 4 빔 스플리터(18)와 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 사이에는 제 3 빔 콤바이너(19)가 설정되고, 나머지 제 4 빔 스플리터(18)와 제 3 빔 콤바이너(19)사이에는 제 3 리플렉터(34)가 설정되고, 제 3 리플렉터(34)는 제 4 빔 스플리터(18)에 의해 반사된 빔을 제 3 빔 콤바이너(19)로 반사하는데 사용된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 제 4 빔 스플리터(18)는 2 개이고, 각각 전방 제 4 빔 스플리터(181)와 후방 제 4 빔 스플리터(182)이며, 전방 제 4 빔 스플리터(181)와 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 사이에는 제 3 빔 콤바이너(19)가 설정되고, 후방 제 4 빔 스플리터(182)와 제 3 빔 콤바이너(19) 사이에는 제 3 리플렉터(34)가 설정되고, 제 3 리플렉터(34)는 후방 제 4 빔 스플리터(182)에 의해 분리된 빔을 제 3 빔 콤바이너(19)로 조사하는데 사용되고, 제 3 빔 콤바이너(19)는 전방 제 4 빔 스플리터(181) 및 후방 제 4 빔 스플리터(182)에 의해 분리된 빔을 합성하여 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)로 출사한다.
일부 구체적인 실시예에서, 제 4 빔 스플리터(18)는 3 개일 수 있고, 각각 전방 제 4 빔 스플리터, 중간 제 4 빔 스플리터 및 후방 제 4 빔 스플리터이고, 제 3 리플렉터(34)는 2 개일 수있고, 각각 첫 번째 제 3 리플렉터와 두 번째 제 3 리플렉터이고, 전방 제 4 빔 스플리터와 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 사이에는 제 3 빔 콤바이너(19)가 설정되고, 중간 제 4 빔 스플리터와 제 3 콤바이너(19) 사이에는 첫 번째 제 3 리플렉터가 설정되고, 첫 번째 제 3 리플렉터는 제 4 빔 스플리터에 의해 분리된 빔을 제 3 빔 콤바이너(19)로 조사하는데 사용되며, 후방 제 4 빔 스플리터와 제 3 빔 콤바이너(19) 사이에는 두 번째 제 3 리플렉터가 설정되고, 두 번째 제 3 리플렉터는 후방 제 4 빔 스플리터에 의해 분리된 빔을 제 3 빔 콤바이너(19)로 조사하는데 사용되며, 제 3 빔 콤바이너(19)는 전방 제 4 빔 스플리터(18), 중간 제 4 빔 스플리터(18) 및 후방 제 4 빔 스플리터(18)에 의해 분리된 빔을 합성하여 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)로 출사한다.
제 3 빔 콤바이너(19) 및 제 3 리플렉터(34)를 설정하는 것에 의해, 하나의 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)를 사용하여 복수의 빔의 지연 정보를 모니터링할 수 있고, 따라서 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8)의 동작 효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 공기 이온화 디스플레이 장치(100)의 구조 설계가 단순화될 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 펄스 광원(10)의 반복 주파수는 동일하고, 펄스 광원(10)의 펄스 폭은 50fs-100ns이고, 펄스 광원(10)의 펄스 에너지는 20μJ-10mJ이고, 펄스 광원(10)의 반복 주파수는 500Hz-10MHz이고, 홀로그램 실상의 이미징 효과와 픽셀을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 설명에서, "제 1 특징", "제 2 특징"은 해당 특징 중 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.
본 출원의 설명에서, "복수"는 2 개 또는 2 개 이상을 의미한다.
본 출원의 설명에서, 제 1 특징이 제 2 특징의 "위" 또는 "아래"에 있는 것은, 제 1과 제 2 특징이 직접 접촉되는 것을 포함할 수 있고, 제 1 및 제 2 특징이 직접 접촉되지 않고 그들 사이의 다른 특징을 통해 접촉되는 것을 포함할 수도 있다.
본 출원의 설명에서, 제 1 특징이 제 2 특징의 "위", "상방" 및 "상면"에 있는 것은, 제 1 특징이 제 2 특징의 바로 상방 및 경사진 상방에 있는 것을 포함하거나, 또는 단순히 제 1 특징의 수평 높이가 제 2 특징보다 높은 것을 의미한다.
본 명세서의 설명에서, 용어 "일 실시예", "일부 실시예", "예시적인 실시예", "예", "구체적인 예" 또는 "일부 예" 등과 같은 설명은, 해당 실시예 또는 예를 참조하여 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함되는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어의 개략적인 표현은 반드시 동일한 실시예 또는 예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성은 적합한 방식에 의해 임의의 하나 또는 복수의 실시예 또는 예에서 조합될 수 있다.
본 출원의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 당업자는 본 출원의 원리 및 목적을 벗어나지 않고 이러한 실시예에 대해 다양한 변경, 수정, 대체 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 수 있고, 본 출원의 범위는 청구 범위 및 그 등가물에 의해 정의된다.
공기 이온화 디스플레이 장치(100),
펄스 광원 모듈(1) 및 광필드 조절 모듈(2),
제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3), 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4) 및 제 1 시간 지연 라인(5), 디스플레이 영역(200),
펄스 광원(10) 및 제 1 빔 콤바이너(11), 제 1 빔 스플리터(12), 제 2 빔 스플리터(13), 제 1 리플렉터(14),
제 1 광 검출기(31), 제 1 주파수 기준 소스(32) 및 제 1 서보 컨트롤러(33), 컨트롤러(42),
제 1 펄스 광원(101) 및 제 2 펄스 광원(102), 광 검출기(311), 광 검출기(312) 및 광 검출기(313), 제 1 상부 빔 스플리터(123), 제 1 중간 빔 스플리터(121) 및 제 1 하부 빔 스플리터(122), 빔 콤바이너(111) 및 빔 콤바이너(112), 첫 번째 제 1 리플렉터(71) 및 두 번째 제 2 리플렉터(72), 제 1 시간 지연 라인(5)은 시간 지연 라인(61), 시간 지연 라인(62) 및 시간 지연 라인(63)을 포함함,
제 2 빔 콤바이너(4-1), 제 2 시간 지연 라인(2-12), 제 2 리플렉터(3-1), 수냉식 방열기(8-1), 펄스 광원 하우징(10-1), 컴퓨터(9-1), 컨트롤러(7-1),
제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20), 컨트롤러(52), 제 3 빔 스플리터(17), 제 2 광 검출기(21), 제 2 주파수 기준 소스(22) 및 제 2 서보 컨트롤러(23), 펄스 발생기(011), 광필드 레귤레이터(012), 이미징 영역(40), 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 및 제 3 시간 지연 라인(9), 제 4 빔 스플리터(18), 제 3 빔 콤바이너(19), 제 3 리플렉터(34), 전방 제 4 빔 스플리터(181) 및 후방 제 4 빔 스플리터(182).
펄스 광원 모듈(1) 및 광필드 조절 모듈(2),
제 1 반복 주파수 조절 어셈블리(3), 제 1 펄스 시간 지연 모니터(4) 및 제 1 시간 지연 라인(5), 디스플레이 영역(200),
펄스 광원(10) 및 제 1 빔 콤바이너(11), 제 1 빔 스플리터(12), 제 2 빔 스플리터(13), 제 1 리플렉터(14),
제 1 광 검출기(31), 제 1 주파수 기준 소스(32) 및 제 1 서보 컨트롤러(33), 컨트롤러(42),
제 1 펄스 광원(101) 및 제 2 펄스 광원(102), 광 검출기(311), 광 검출기(312) 및 광 검출기(313), 제 1 상부 빔 스플리터(123), 제 1 중간 빔 스플리터(121) 및 제 1 하부 빔 스플리터(122), 빔 콤바이너(111) 및 빔 콤바이너(112), 첫 번째 제 1 리플렉터(71) 및 두 번째 제 2 리플렉터(72), 제 1 시간 지연 라인(5)은 시간 지연 라인(61), 시간 지연 라인(62) 및 시간 지연 라인(63)을 포함함,
제 2 빔 콤바이너(4-1), 제 2 시간 지연 라인(2-12), 제 2 리플렉터(3-1), 수냉식 방열기(8-1), 펄스 광원 하우징(10-1), 컴퓨터(9-1), 컨트롤러(7-1),
제 2 반복 주파수 조절 어셈블리(20), 컨트롤러(52), 제 3 빔 스플리터(17), 제 2 광 검출기(21), 제 2 주파수 기준 소스(22) 및 제 2 서보 컨트롤러(23), 펄스 발생기(011), 광필드 레귤레이터(012), 이미징 영역(40), 제 2 펄스 시간 지연 모니터(8) 및 제 3 시간 지연 라인(9), 제 4 빔 스플리터(18), 제 3 빔 콤바이너(19), 제 3 리플렉터(34), 전방 제 4 빔 스플리터(181) 및 후방 제 4 빔 스플리터(182).
Claims (35)
- 공기 이온화 디스플레이 장치에 있어서,
동기화된 복수의 펄스 빔을 생성하는 펄스 광원 모듈; 및
복수의 상기 펄스 빔이 투사되고, 복수의 상기 펄스 빔에 대해 조정하여 수렴시키고 디스플레이 영역에서 공기를 이온화시켜 홀로그램 실상을 형성하는 광필드 조절 모듈;
을 포함하되,
상기 펄스 광원 모듈은:
각각 펄스 빔을 생성하는 복수의 펄스 광원; 및
복수의 상기 펄스 광원에서 생성된 빔이 모두 투사되어 하나의 빔을 합성하고, 합성된 빔을 상기 광필드 조절 모듈로 투사하는 제 1 빔 콤바이너;
를 포함하며,
상기 공기 이온화 디스플레이 장치는:
상기 제 1 빔 콤파이너와 상기 광필드 조절 모듈 사이에 설정되고, 상기 제 1 빔 콤바이너에 의해 출사된 상기 빔의 펄스 지연 신호를 모니터링하도록 구성되는 제 1 펄스 시간 지연 모니터; 및
복수의 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 설정되고 상기 제 1 펄스 시간 지연 모니터에 신호로 연결되고, 상기 제 1 펄스 시간 지연 모니터의 피드백 정보에 따라 복수의 상기 펄스 광원들로부터 출력되는 빔들의 펄스 시간 지연을 보상하도록 구성되는 적어도 하나의 제 1 시간 지연 라인;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 설정되고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 반복 주파수를 조정하도록 구성되는 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 반복 주파수 조절 어셈블리는:
복수의 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 일대일로 대응되게 설정되고, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수를 검출하는데 사용되는 복수의 제 1 광 검출기;
주파수 기준 표준을 제공하는데 사용되는 제 1 주파수 기준 소스; 및
복수의 상기 제 1 광 검출기, 상기 제 1 주파수 기준 소스 및 복수의 상기 펄스 광원에 신호로 연결되고, 복수의 상기 제 1 광 검출기가 수신한 펄스 반복 주파수 신호와 상기 제 1 주파수 기준 소스의 기준 주파수에 따라 복수의 상기 펄스 광원이 출력한 펄스의 반복 주파수를 제어하는 제 1 서보 컨트롤러;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 3 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에는 복수의 제 1 빔 스플리터가 설정되고,
복수의 상기 제 1 빔 스플리터는 복수의 상기 펄스 광원의 일부 빔을 복수의 상기 제 1 광 검출기로 일대일로 대응되게 반사하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 빔 스플리터의 투과율은 A1이고, 99%≤A1≤99.5%이며, 상기 제 1 빔 스플리터의 반사율은 A2이고, 0.5%≤A2≤1%인
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 시간 지연 라인의 수는 상기 펄스 광원의 수보다 하나 적고, 상기 적어도 하나의 제 1 시간 지연 라인은 동일한 수의 상기 펄스 광원에 일대일로 대응되는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 빔 콤바이너와 상기 광필드 조절 모듈 사이에는 제 2 빔 스플리터가 설정되고, 상기 제 2 빔 스플리터는 상기 제 1 빔 콤바이너의 출사 빔의 일부 광을 상기 제 1 펄스 시간 지연 모니터로 반사시키는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 빔 스플리터의 투과율은 A3이고, 98%≤A3≤99.5%이며, 상기 제 2 빔 스플리터의 반사율은 A4이고, 0.5%≤A4≤2%인
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 빔 콤바이너는 복수이고, 상기 제 1 빔 콤바이너의 수는 상기 펄스 광원의 수보다 하나 적고, 복수의 상기 제 1 빔 콤바이너는 복수의 상기 펄스 광원 중 하나의 출사 빔을 따라 이격되어 설정되고, 나머지 상기 펄스 광원의 출사 빔은 복수의 상기 제 1 빔 콤바이너 상에 일대일로 대응되게 투사되고, 복수의 상기 펄스 광원의 출사 빔을 하나의 빔으로 합성하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원과 상기 제 1 빔 콤바이너 사이에 설정되고, 상기 펄스 빔의 투사 빔을 상기 제 1 빔 콤바이너 상에 반사시키는데 사용되는 복수의 제 1 리플렉터를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 10 항에 있어서,
복수의 상기 제 1 리플렉터의 수는 복수의 상기 펄스 광원의 수보다 하나 적은
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원의 펄스 반복 주파수는 동일하고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 폭은 50fs-100ns이고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 에너지는 20μJ-10mJ이고, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수는 500Hz-10MHz인
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 펄스 광원 모듈은:
펄스 빔을 생성하는 펄스 시드 소스와,
상기 펄스 빔의 광경로 상에 설정되고, 상기 펄스 빔을 복수의 서브 빔으로 분할하여, 복수의 펄스 빔을 생성하는 분광 커플러와,
복수의 상기 서브 빔이 모두 투사되여 하나의 빔으로 합성되고, 합성된 빔을 상기 광필드 조절 모듈로 투사하는 제 2 빔 콤바이너를 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 13 항에 있어서,
복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 상기 서브 빔의 펄스에 대해 증폭 처리를 진행하는데 사용되고, 상기 제 2 빔 콤바이너와 상기 분광 커플러 사이에 위치되는 복수의 펄스 증폭 모듈을 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 14 항에 있어서,
복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 복수의 상기 펄스 증폭 모듈과 상기 제 2 빔 콤바이너 사이에 위치되고, 복수의 상기 서브 빔이 상기 제 2 빔 콤바이너를 통해 합성된 후, 빔 중의 복수의 펄스 시간이 중첩되도록 복수의 상기 서브 빔의 펄스 시간 위치를 조정하는데 사용되는 복수의 제 2 시간 지연 라인을 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 15 항에 있어서,
복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 복수의 상기 펄스 증폭 모듈과 복수의 상기 제 2 시간 지연 라인 사이에 위치되고, 복수의 상기 서브 빔의 펄스 폭을 압축하여 복수의 상기 서브 빔의 펄스 광 피크 파워를 증가시키는데 사용되는 복수의 펄스 압축 장치를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 16 항에 있어서,
복수의 상기 서브 빔의 라인 상에 일대일로 대응되게 설정되고, 복수의 상기 펄스 압축 장치와 복수의 상기 제 2 시간 지연 라인 사이에 위치되고, 복수의 상기 서브 빔을 합성된 후 이온화 임계값을 충족하는 콜리메이트 빔으로 조정하는데 사용되는 복수의 빔 콜리메이터 장치를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 빔 콤바이너는 복수이고, 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너의 수는 복수의 상기 서브 빔의 수보다 하나 적고, 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너는 복수의 상기 서브 빔 중의 하나를 따라 이격되어 설정되고, 나머지 상기 서브 빔은 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너 상에 일대일로 대응되게 투사되어, 복수의 상기 서브 빔이 하나의 빔으로 합성되는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 17 항에 있어서,
복수의 상기 제 2 빔 콤바이너의 수와 동일하고, 복수의 상기 제 2 시간 지연 라인과 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너 사이에 일대일로 대응되게 설정되고, 복수의 상기 서브 빔을 복수의 상기 제 2 빔 콤바이너 상에 반사시키는 복수의 제 2 리플렉터를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 19 항에 있어서,
상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치에 연결되고, 상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치를 방열시키는데 사용되는 수냉식 방열기를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 20 항에 있어서,
상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치가 모두 내부에 설정되고, 복수의 상기 서브 빔이 통과되는 복수의 광출구가 형성되는 펄스 광원 하우징;
상기 펄스 광원 하우징 내에 설정되고, 상기 펄스 광원 하우징 내부의 온도를 검출하는데 사용되는 온도 센서; 및
상기 온도 센서 및 상기 수냉식 방열기에 신호로 연결되고, 상기 펄스 광원 하우징 내의 온도를 제어하는데 사용되는 컨트롤러;
를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 펄스 시드 소스, 상기 분광 커플러, 상기 펄스 증폭 모듈, 상기 펄스 압축 장치 및 상기 빔 콜리메이터 장치에 신호로 연결되고, 복수의 상기 서브 빔의 출력 파라미터를 제어하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 펄스 증폭 모듈은 전치 증폭 모듈 및 메인 증폭 모듈을 포함하고, 상기 전치 증폭 모듈은 상기 메인 증폭 모듈과 상기 분광 커플러 사이에 위치되는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 13 항에 있어서,
복수의 상기 서브 빔 중의 펄스의 펄스 폭은 10fs-100ns이고, 복수의 상기 서브 빔의 펄스 에너지는 10μJ-100mJ이고, 복수의 상기 서브 빔의 펄스 반복 주파수는 50Hz-10MHz인
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 광필드 조절 모듈은:
합성된 후의 빔이 투사되고, 빔의 방향에 대해 조정하는 갈바노미터 어셈블리;
상기 갈바노미터 어셈블리의 출사 빔이 투사되고, 빔을 초점 위치에 포커싱시켜 공기를 이온화하는 렌즈 어셈블리; 및
제 1 빔 콤바이너 또는 제 2 빔 콤바이너인 빔 콤바이너와 상기 갈바노미터 어셈블리 사이에 위치되고, 빔의 파라미터에 대해 조정하는데 사용되는 공간광변조기;
를 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 펄스 광원 모듈은,
각각 펄스 빔을 생성하는 복수의 펄스 광원을 포함하고,
각각의 상기 펄스 광원의 펄스 에너지는 공기 이온화 임계값보다 작고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 에너지의 합은 공기 이온화 임계값보다 큰
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 26 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에 설정되고, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수를 조정하는데 사용되는 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 제 2 반복 주파수 조절 어셈블리는:
복수의 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에 일대일로 대응되게 설정되고, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수를 검출하는데 사용되는 복수의 제 2 광 검출기;
주파수 기준 표준을 제공하는데 사용되는 제 2 주파수 기준 소스; 및
복수의 상기 제 2 광 검출기, 상기 제 2 주파수 기준 소스 및 복수의 상기 펄스 광원에 신호로 연결되고, 복수의 상기 제 2 광 검출기의 피드백 정보와 상기 제 2 주파수 기준 소스의 피드백 정보에 따라 복수의 상기 펄스 광원의 출력 펄스 반복 주파수를 제어하는데 사용되는 제 2 서보 컨트롤러;
를 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 28 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에는 복수의 제 3 빔 스플리터가 설정되고, 복수의 상기 제 3 빔 스플리터는 복수의 상기 펄스 광원의 일부 빔을 복수의 상기 제 2 광 검출기 상으로 일대일로 대응되게 반사시키는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 29 항에 있어서,
각각의 복수의 상기 펄스 광원은 펄스 빔을 생성하는 펄스 발생기를 포함하고,
상기 광필드 조절 모듈은 복수의 상기 펄스 광원에 일대일로 대응하는 복수의 광필드 레귤레이터를 포함하고, 상기 광필드 레귤레이터는 대응하는 상기 펄스 발생기와 상기 디스플레이 영역 사이에 위치되고, 상기 펄스 발생기가 생성한 펄스 빔이 상기 광필드 레귤레이터 상에 조사되고 상기 광필드 조절을 통해 상기 디스플레이 영역 상에 투사되고, 상기 제 3 빔 스플리터는 대응하는 상기 펄스 발생기와 상기 광필드 레귤레이터 사이에 위치되는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 30 항에 있어서,
상기 펄스 광원 모듈은:
복수의 상기 펄스 광원과 상기 디스플레이 영역 사이에 설정되고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 지연 신호를 모니터링하는데 사용되는 제 2 펄스 시간 지연 모니터; 및
복수의 상기 펄스 발생기와 복수의 상기 광필드 레귤레이터 사이에 설정되고 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터에 신호로 연결되고, 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터의 피드백 정보에 따라 복수의 상기 펄스 광원의 출사 빔의 펄스 시간 지연을 보상하는데 사용되는 제 3 시간 지연 라인;
을 더 포함하는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 3 시간 지연 라인의 수는 복수의 상기 펄스 광원의 수와 동일하고, 복수의 상기 제 3 지연 라인과 복수의 상기 펄스 광원이 일대일로 대응되는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 3 빔 스플리터와 상기 제 2 광 검출기 사이에는 제 4 빔 스플리터가 설정되고, 상기 제 4 빔 스플리터는 상기 제 3 빔 스플리터의 반사 빔의 일부를 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터 상으로 반사시키는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 33 항에 있어서,
상기 제 4 빔 스플리터는 복수이고, 상기 제 4 빔 스플리터 중 하나와 상기 제 2 펄스 시간 지연 모니터 사이에는 제 3 빔 콤바이너가 설정되고, 나머지 상기 제 4 빔 스플리터와 상기 제 3 빔 콤바이너 사이에는 제 3 리플렉터가 설정되고, 상기 제 3 리플렉터는 상기 제 4 빔 스플리터가 투사한 빔을 상기 제 3 빔 콤바이너 상으로 반사시키는
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치. - 제 26 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 펄스 광원의 펄스 반복 주파수는 동일하고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 폭은 50fs-100ns이고, 복수의 상기 펄스 광원의 펄스 에너지는 20μJ-10mJ이고, 복수의 상기 펄스 광원의 반복 주파수는 500Hz-10MHz인
것을 특징으로 하는 공기 이온화 디스플레이 장치.
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