[發(fā)明專利]一種高速光掃描顯示及讀取裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310655512.7
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103631015A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王廣軍;吳香英;龍國徽;紀(jì)媛;龐明俊
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)信息顯示與讀取的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可用于高速掃描顯示和讀取的裝置。

背景技術(shù)

激光電視相對于傳統(tǒng)電視有很多優(yōu)勢：色彩鮮明、亮度高、屏幕尺寸靈活等。激光顯示對環(huán)境要求低，通常無需任何光學(xué)聚焦系統(tǒng)，顯示尺寸可以任意調(diào)節(jié)，可以發(fā)展成為超大屏幕顯示電影投影一體化的多功能產(chǎn)品。但是受技術(shù)瓶頸的制約，激光電視并沒有得到商業(yè)化。

在技術(shù)方面，激光電視中的掃描偏轉(zhuǎn)是個難題：和CRT彩色顯像管一樣，激光束也要一行行從上至下完成整幅圖像的掃描。讓激光束偏轉(zhuǎn)的主要方法是靠激光束照射在高速旋轉(zhuǎn)的多面棱鏡輪，在角度不停變化的鏡面上反射后形成的。如高清畫面1080行，刷新率50次/秒，每秒就要掃描5.4萬次，使用八面棱鏡輪時，因旋轉(zhuǎn)1周能掃描8次，因此5.4萬次/8為6750轉(zhuǎn)/秒，等于棱鏡輪的轉(zhuǎn)速為40.5萬轉(zhuǎn)/分鐘，如此高的轉(zhuǎn)速帶來的噪聲、控制、潤滑、成本和壽命等都難以滿足投放市場實用的條件。讓激光束偏轉(zhuǎn)還有一種方法是聲光掃描，與前一種方法相比，聲光掃描利用超聲波對光的作用，使光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)掃描，由于不存在大幅度的機械運動，其具有控制容易、掃描速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，其缺點是掃描角度小。另外，激光電視跟其他電視一樣難以滿足用戶的人機交互需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以用于高速光掃描顯示且具有信息讀取能力的光學(xué)裝置。

上述的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高速光掃描顯示及讀取裝置，其結(jié)構(gòu)有：光源1和接收屏5；其特征在于：在光源1和接收屏5之間還有沿著光路依次放置的分光讀取模塊2、微偏角產(chǎn)生模塊3和局部橢球面反射鏡4；

所述的光源1是提供線偏振細(xì)平行光束的光源；

所述分光讀取模塊2由橫截面為直角三角形的單軸晶體棱鏡21、1/4波片22和感光單元23構(gòu)成；單軸晶體棱鏡21的光軸垂直于單軸晶體棱鏡21的橫截面，1/4波片22設(shè)置在單軸晶體棱鏡21橫截面直角三角形一個直角邊所在的側(cè)面旁并與該側(cè)面平行，感光單元23設(shè)置在單軸晶體棱鏡21橫截面直角三角形另一個直角邊所在的側(cè)面旁，并能接收從該側(cè)面出射的o光或e光；

所述的微偏角產(chǎn)生模塊3，是接受光源1產(chǎn)生的細(xì)平行光束并且再產(chǎn)生一個偏角的裝置；

所述的局部橢球面反射鏡4是一個離心率大于0.6的橢圓繞其長軸旋轉(zhuǎn)得到的橢球面的一部分在內(nèi)側(cè)鍍反射膜得到的反射鏡，以所得到的橢球中心為原點，長軸為y軸建立三維直角坐標(biāo)系，所述的橢球面的一部分是指橢球面位于x-y平面以下且y小于0的部分。

為了提高效率，最好使所述的光源1產(chǎn)生的線偏振細(xì)平行光束的偏振方向與分光讀取模塊2中的單軸晶體棱鏡21的主截面垂直或平行。

所述的微偏角產(chǎn)生模塊3可以是一個帶控制裝置的鏡元，鏡元的中心處于所述的橢球距離局部橢球反射鏡4較遠的焦點上，并且鏡元可以繞鏡元的中心作二自由度的轉(zhuǎn)動；所述的控制裝置是一個根據(jù)所加的控制信號來帶動鏡元，從而改變鏡元朝向的裝置，所述的鏡元優(yōu)選邊長為1um～1dm的正方形平面反射鏡。

所述的微偏角產(chǎn)生模塊3也可以是由兩塊折射率可控的透明平板和一個凸透鏡構(gòu)成，兩透明平板位于凸透鏡靠近光源1的一側(cè)，兩透明平板的中心在凸透鏡的主光軸上，每個透明平板的法線與凸透鏡的主光軸之間的夾角為0°～90°，兩透明平板的法線與凸透鏡的主光軸確定的兩個平面互相垂直，凸透鏡的主光軸與局部橢球面反射鏡4的主光軸重合，且凸透鏡的遠離光源1的焦點處于所述的橢球距離局部橢球反射鏡4較遠的焦點上，所述的折射率可控的透明平板，是兩個平行透明電極夾著液晶或電光晶體的結(jié)構(gòu)。

所述的微偏角產(chǎn)生模塊3還可以是由兩塊折射率可控的透明平板和一個內(nèi)側(cè)鍍反射膜的拋物面反射鏡構(gòu)成，兩透明平板底邊的中心在拋物面反射鏡的主光軸上，每個透明平板的法線與拋物面反射鏡的主光軸之間的夾角為0°～90°，兩透明平板的法線與拋物面反射鏡的主光軸確定的兩個平面互相垂直，拋物面反射鏡的主光軸與局部橢球面反射鏡4的主光軸重合，且拋物面反射鏡的焦點處于離局部橢球反射鏡4較遠的那個焦點上，所述的折射率可控的透明平板，是兩個平行透明電極夾著液晶或電光晶體的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的“一種高速光掃描顯示及讀取裝置”有以下有益效果：

1、掃描精度高，由于本發(fā)明采用了微偏角產(chǎn)生模塊進行掃描，微偏角產(chǎn)生模塊對光線產(chǎn)生的偏角作用和控制信號有一一對應(yīng)關(guān)系，所以掃描精度比光機掃描方式的精度高。