[發明專利]基于體積全息原理的大面積相干光背光模組

有效

• 申請號: 201210389442.0
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102955256A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 熊源;蘇翼凱;陳超平;李瀟;何正紅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B27/46;G03H1/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種基于空間光調制器的全息三維顯示技術領域的裝置，具體是一種基于反射式體積全息原理的大面積相干光背光模組

背景技術

全息三維顯示由于能夠完全重現場景的深度信息,從而實現真三維顯示,被認為是實現三維顯示的最佳方案。目前能夠實現動態全息三維顯示的系統，大多依賴于空間光調制器對入射的光場加載信息，從而實現所需顯示場景的三維再現。作為全息三維顯示，其所需的光源有別于傳統的二維顯示系統，需要使用相干光源才能利用空間光調制器加載信息，而傳統的二維顯示系統中的背光模組包括散射板等器件都會使得出射光場變為非相干光場，不能為空間光調制器利用。

而在現有的動態全息三維顯示系統中，背光模組部分大多使用擴束鏡，小孔等器件將小口徑激光源擴束為大面積的相干背光源，進而為空間光調制器利用對入射的大面積相干光場加載信息。背光模組中所使用的擴束鏡，小孔等器件都需要相當的光程才能實現擴束的作用，雖然有光程折疊等方案能夠減少背光模組所占空間，但是其空間利用率都不太理想，不能實現大面積，輕薄的背光模組，進而使得整個動態全息三維顯示系統難以實現平板化。例如申請號為CN200710167773.9的發明專利就是針對LCD的背光模組,若將LED發光模組替換成激光光源，其中的散射板等器件都會使得出射光場變為非相干光場,申請號為US4580879的發明專利使用棱鏡組合來實現激光的擴束,但是這類系統需要相當的光程和空間才能發揮作用,難以實現平板化背光。

因此，提供一種既能夠滿足基于空間光調制器全息三維顯示對光源相干性的要求，又具有緊湊，輕薄的結構易于實現平板化的背光模組實屬必要。

?

發明內容????

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，即傳統二維顯示系統中的背光模組不能提供大面積的相干光源，而現有的動態全息三維顯示系統中的擴束鏡等器件難以實現平板化的問題。

為解決上述問題，本發明提出基于體積全息原理的大面積相干光背光模組，包括全息面板，散射板和吸收層，散射板固定在全息面板的側面，吸收層位于全息面板下方，激光器發出的光束經過散射板的散射，反射被導向全息面板，然后通過全息面板的衍射，整形為所需的波面，形成大面積的相干背光源，同時未被全息面板衍射整形的透射光被吸收層吸收。

上述散射板由硬質透明光學材料制成，且具有保偏功能，非出光面的側壁鍍有反射層防止光線溢出。

上述全息面板依據反射式體積全息原理制作，在曝光制備過程中，將激光器出射的光束分束后，一路饋入散射板經過散射板的散射，反射后作為參考光從頂部投射至全息面板，另一路經過擴束整形后作為物光從底部投射至全息面板，由全息面板記錄兩路光束的干涉圖樣，經過處理后得到反射式的體積全息圖。當使用激光器照射散射板時，經過散射板散射，反射的參考光投射到全息面板上，由于全息面板的衍射將重構從底部投射的擴束整形過的物光光場，從而得到大面積的相干背光源。

上述的吸收層主要由吸光材料構成，能夠吸收未被全息面板衍射的直透光，防止這些散射光再次進入出射方向，影響背光源質量。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1.?????????經過優化散射板的設計可以得到任意尺寸的大面積光源?

2.?????????即使全息面板的衍射效率達不到100%,未衍射的直透項也會透射,被吸收層吸收，防止對背光源的性能造成影響?

3.?????????通過擴散板得到大面積光源，結構緊湊，能夠使整個背光模組平板化。?

4.?????????得到的光源不再是擴展光源,適用于基于空間光調制器的全息顯示?

附圖說明????

圖1是實施例的側視結構圖

圖2是實施例的工作示意圖

圖3是實施例的全息面板制備原理示意圖

具體實施方式???

下面結合實施例與附圖對本發明進行進一步說明

如圖1所示，背光模組由全息面板1，吸收層2和散射板3構成。其中散射板3固定在全息面板1的側面，吸收層2位于全息面板1下方。

如圖2所示,當背光模組工作時,激光器發出的光束經過散射板3的散射，反射被導向全息面板1，然后通過全息面板1的衍射，整形為所需的波面，形成大面積的相干背光源，同時未被全息面板衍射整形的透射光被吸收層2吸收。