[發明專利]用于全息或立體顯示器的光束發散和多種準直器

有效

• 申請號: 201180042741.0
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN103080852A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 杰拉爾德·菲特雷爾
• 申請（專利權）人: 視瑞爾技術公司
• 主分類號: G03H1/22
• 分類號: G03H1/22;G02B5/32;G02B27/00;G02B5/18;G02B27/09;G02F1/313;G02F1/1335;G02F1/29;G02F1/13357;G02B6/04
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 賀小明

1.具有照明裝置、放大單元（VE）和光調制器（SLM）的全息顯示器，其特征在于，照明裝置包括至少一個光源和光準直單元（LCU），光準直單元（LCU）設計成使其準直至少一個光源的光，并產生由光源發射的具有平面波可指定角度譜的光的光波場，從光的傳播方向看去，放大單元（VE）設置在光準直單元（LCU）的下游，其中，放大單元（VE）包括透射體積全息圖（VH），設計并設置該透射放大體積全息圖，使得由于光波場與體積全息圖（VH）的透射相互作用，實現光波場的失真擴展，從光傳播方向上看，光調制器（SLM）設置在失真放大單元（VE）的上游或下游。

2.根據權利要求1所述的全息顯示器，其特征在于，來自光準直單元（LCU）的光波場以可指定的入射角到達體積全息圖（VH），該入射角不小于70°。

3.根據權利要求1或2所述的全息顯示器，其特征在于，選擇體積全息圖的厚度，使光波場包括波矢量的角度分布，并在至少一個方向上，光波場的波矢量的角度分布的最大偏離不過超過1/20°的值。

4.根據權利要求1至3中的一項所述的全息顯示器，其特征在于，在光調制器的兩個限定點之間的放大的光波場（sWF）的光束的光路徑長度z（x,y）的差值不超過以給定的光的相干長度光調制器（SLM）的編碼表面上的給定值。

5.根據權利要求1所述的全息顯示器，其特征在于，放大單元（VE）包括另一個體積全息圖（VH2），從光傳播方向上看，其位于體積全息圖（VH1）的下游，設計并設置放大單元（VE）的體積全息圖（VH1,VH2），使光向兩個不同的方向偏轉，其中，從光傳播方向上看，光調制器（SLM）設置在該另一體積全息圖（VH2）的上游或下游。

6.根據權利要求5所述的全息顯示器，其特征在于，光準直單元（LCU）在光傳播方向上接著兩個體積全息圖（VH1,VH2），使得其在兩個實質上垂直的方向上將具有平面波的限定角度譜的光波場失真擴展。

7.根據權利要求5或6所述的全息顯示器，其特征在于，體積全息圖（VH）為離軸體積全息圖。

8.根據權利要求1所述的全息顯示器，其特征在于，光源包括激光器、激光器二極管、LED或OLED。

9.根據權利要求1至8中的一項所述的全息顯示器，其特征在于，提供光束組合器用于將至少一個光源的光組合到普通光纖（OF）中。

10.根據權利要求1至9中的一項所述的全息顯示器，其特征在于，光準直單元（LCU）包括主準直透鏡（pCL）。

11.根據權利要求1至10中的一項所述的全息顯示器，其特征在于，主準直透鏡（pCL）在光傳播方向上跟隨有體積全息圖（VH）形式的角度過濾器，選擇其厚度使得光波場包括波矢量的角度分布，并且在至少一個方向上，光波場的波矢量的角度分布的最大偏離不超過1/20°的值。

12.根據權利要求10所述的全息顯示器，其特征在于，光準直單元（LCU）包括由準直的光波場照射的第一微透鏡陣列（fMLA）。

13.根據權利要求12所述的全息顯示器，其特征在于，散射裝置（sPS）設置在第一微透鏡陣列（fMLA）的焦平面上，光從該處傳播至緊處在其下游的第一孔徑光闌（AS）。

14.根據權利要求13所述的全息顯示器，其特征在于，第一孔徑光闌（AS）的孔具有不對稱的橫向范圍，用于產生與各自橫向范圍相關的具有可指定相干性質的光波場的平面波的角度譜。

15.根據權利要求14所述的全息顯示器，其特征在于，設置光準直單元（LCU）的第一孔徑光闌（AS）的孔尺寸，使得光波場的相干性質在兩個不同的方向上不同，在一個方向上輻射是不相干的，而在另一方向上是充分相干的。

16.根據權利要求13所述的全息顯示器，其特征在于，第二微透鏡陣列（cMLA）設置在光傳播方向上第一孔徑光闌（AS）的下游，使得第一孔徑光闌的孔與第二微透鏡陣列（cMLA）的相應微透鏡的后焦點重合。

17.根據權利要求16所述的全息顯示器，其特征在于，另外兩個孔徑光闌（AS1,AS2）設置在第一空間光闌（AS）和第二微透鏡陣列（cMLA）之間。