特許 7539529 空気イオン化表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】空気イオン化表示装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 13/39 20180101AFI20240816BHJP

   H01S 3/23 20060101ALI20240816BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H04N13/39

H01S3/23

H01S3/00 Z

【請求項の数】 35

(21)【出願番号】P 2023101930

(22)【出願日】2023-06-21

(62)【分割の表示】P 2021549105の分割

【原出願日】2021-01-15

(65)【公開番号】P2023130379

(43)【公開日】2023-09-20

【審査請求日】2023-06-21

(31)【優先権主張番号】202010057978.7

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202020125167.1

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202010048268.8

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202020099626.3

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202010049368.2

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202020125100.8

(32)【優先日】2020-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】521009979

【氏名又は名称】安徽省東超科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＮＨＵＩ ＥＡＳＰＥＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｌｅｖｅｌ １， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａ３， Ｃｈｕａｎｇｇｕ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐａｒｋ， Ｎｏ． ９００ Ｗａｎｇｊｉａｎｇ Ｗｅｓｔ Ｒｏａｄ， Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｈｅｆｅｉ， Ａｎｈｕｉ ２３００８８， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】範 超

(72)【発明者】

【氏名】韓 東成

【審査官】中村 直行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２３３３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８６６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０６５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０００１４２９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ １３／３９

Ｇ０９Ｆ ９／００ － ９／４６

Ｇ０９Ｇ ３／００ － ５／４２

Ｈ０１Ｓ ３／２３

Ｈ０１Ｓ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルス光源モジュールと、光場調整制御モジュールとを含み、
前記パルス光源モジュールは、同期の複数のパルス光ビームを発生させるために使用され、
複数の前記パルス光ビームが前記光場調整制御モジュールに投射され、前記光場調整制御モジュールは複数の前記パルス光ビームを調整して集束し、表示領域で空気をイオン化してホログラフィック実像を形成し、
前記パルス光源モジュールは、複数のパルス光源と、第１ビームコンバイナとを含み、
前記複数のパルス光源は、それぞれパルス光ビームを発生させるために使用され、
複数の前記パルス光源によって発生した光ビームはすべて、前記第１ビームコンバイナに投射されて１つの光ビームに併合され、併合された光ビームは、前記光場調整制御モジュールに投射され、
第１パルス時間遅延モニターと、少なくとも１つの第１時間遅延線とをさらに含み、
前記第１パルス時間遅延モニターは、前記第１ビームコンバイナと前記光場調整制御モジュールとの間に配置され、前記第１ビームコンバイナから射出される光ビームのパルス遅延信号を監視するために使用され、
前記第１時間遅延線は、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に配置され、前記第１パルス時間遅延モニターに信号接続され、前記第１パルス時間遅延モニターからのフィードバック情報に基づいて、前記パルス光源の光ビーム出力のパルス時間遅延を補償するために使用される、ことを特徴とする空気イオン化表示装置。

【請求項2】

第１繰返し周波数調整アセンブリをさらに含み、前記第１繰返し周波数調整アセンブリは、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に配置され、前記複数のパルス光源の出力パルスの繰返し周波数を調整するために使用される、ことを特徴とする請求項１に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項3】

前記第１繰返し周波数調整アセンブリは、複数の第１光電検出器と、第１周波数参照源と、第１サーボコントローラとを含み、
複数の前記第１光電検出器は、複数の前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に１対１対応で配置され、前記パルス光源の繰返し周波数を検出するために使用され、
前記第１周波数参照源は、周波数の参照標準を提供するために使用され、
前記第１サーボコントローラは、前記第１光電検出器、前記第１周波数参照源及び前記パルス光源に信号接続され、前記第１光電検出器が受信したパルス繰返し周波数信号及び前記第１周波数参照源の参照周波数に基づいて、前記パルス光源の出力パルスの繰返し周波数を制御するために使用される、ことを特徴とする請求項２に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項4】

前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に第１光スプリッターが設けられ、複数の前記第１光スプリッターは、複数の前記パルス光源の光ビームの一部を複数の前記第１光電検出器に１対１対応で反射する、ことを特徴とする請求項３に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項5】

前記第１光スプリッターの透過率はＡ１であり、９９％≦Ａ１≦９９．５％であり、前記第１光スプリッターの反射率はＡ２であり、０．５％≦Ａ２≦１％である、ことを特徴とする請求項４に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項6】

前記第１時間遅延線の数は、前記パルス光源の数よりも１つ少なく、前記第１時間遅延線は、同じ数の前記パルス光源に１対１対応する、ことを特徴とする請求項１に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項7】

前記第１ビームコンバイナと光場調整制御モジュールとの間に第２光スプリッターが設けられ、前記第２光スプリッターは、前記第１ビームコンバイナから射出された光ビームの一部を前記第１パルス時間遅延モニターに反射する、ことを特徴とする請求項６に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項8】

前記第２光スプリッターの透過率はＡ３であり、９８％≦Ａ３≦９９．５％であり、前記第２光スプリッターの反射率はＡ４であり、０．５％≦Ａ４≦２％である、ことを特徴とする請求項７に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項9】

前記第１ビームコンバイナは複数あり、前記第１ビームコンバイナの数は、前記パルス光源の数よりも１つ少なく、複数の前記第１ビームコンバイナは、１つの前記パルス光源から射出された光ビームに沿って間隔をおいて配置され、残りの前記パルス光源から射出された光ビームは、複数の前記第１ビームコンバイナに１対１対応で投射され、複数の前記パルス光源から射出された光ビームは１つの光ビームに併合される、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項10】

複数の第１反射鏡をさらに含み、前記第１反射鏡は、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に配置され、前記パルス光ビームの透射光ビームを前記第１ビームコンバイナに反射するために使用される、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項11】

前記第１反射鏡の数は、前記パルス光源の数よりも１つ少ない、ことを特徴とする請求項１０に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項12】

複数の前記パルス光源の繰返し周波数は同じであり、前記パルス光源のパルス幅は５０ｆｓ～１００ｎｓであり、前記パルス光源のパルスエネルギーは２０μＪ～１０ｍＪであり、前記パルス光源の繰返し周波数は５００Ｈｚ～１０ＭＨｚである、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項13】

前記パルス光源モジュールは、パルスシード源と、光分岐カプラと、第２ビームコンバイナとを含み、
前記パルスシード源はパルス光ビームを発生させ、
前記光分岐カプラは、前記パルス光ビームの光路に配置され、前記パルス光ビームを複数のサブ光ビームに分割して、複数のパルス光ビームを生成するために使用され、
複数の前記サブ光ビームはすべて、前記第２ビームコンバイナに投射されて１つの光ビームに併合され、併合された光ビームは、前記光場調整制御モジュールに投射される、ことを特徴とする請求項１に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項14】

複数のパルス増幅モジュールをさらに含み、複数の前記パルス増幅モジュールは、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記サブ光ビームのパルスを増幅するために使用され、前記パルス増幅モジュールは、前記第２ビームコンバイナと前記光分岐カプラとの間に位置する、ことを特徴とする請求項１３に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項15】

複数の第２時間遅延線をさらに含み、複数の前記第２時間遅延線は、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記第２時間遅延線は、前記パルス増幅モジュールと前記第２ビームコンバイナとの間に位置し、前記第２時間遅延線は、複数の前記サブ光ビームが前記第２ビームコンバイナによって結合された後に、光ビーム中の複数のパルス時間が一致するように、前記サブ光ビームのパルス時間位置を調整するために使用される、ことを特徴とする請求項１４に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項16】

複数のパルス圧縮装置をさらに含み、複数の前記パルス圧縮装置は、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記パルス圧縮装置は、前記パルス増幅モジュールと前記第２時間遅延線との間に位置し、前記パルス圧縮装置は、前記サブ光ビームのパルス幅を圧縮して、前記サブ光ビームのパルス光のピークパワーを高めるために使用される、ことを特徴とする請求項１５に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項17】

複数の光ビームコリメータ装置をさらに含み、複数の前記光ビームコリメータ装置は、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記光ビームコリメータ装置は、前記パルス圧縮装置と前記第２時間遅延線との間に位置し、前記光ビームコリメータ装置は、前記サブ光ビームを調整して、結合後にイオン化閾値を満たすコリメート光ビームにするために使用される、ことを特徴とする請求項１６に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項18】

前記第２ビームコンバイナは複数あり、前記第２ビームコンバイナの数は、前記サブ光ビームの数よりも１つ少なく、複数の前記第２ビームコンバイナは、１つの前記サブ光ビームに沿って間隔をおいて配置され、残りの前記サブ光ビームは、複数の前記第２ビームコンバイナに１対１対応で投射され、複数の前記サブ光ビームは１つの光ビームに併合される、ことを特徴とする請求項１３～１７のいずれか一項に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項19】

複数の第２反射鏡をさらに含み、前記第２反射鏡の数は、前記第２ビームコンバイナの数と同じであり、複数の前記第２反射鏡は、複数の前記第２時間遅延線と複数の前記第２ビームコンバイナとの間に１対１対応で配置され、前記サブ光ビームを前記第２ビームコンバイナに反射するために使用される、ことを特徴とする請求項１７に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項20】

水冷式放熱器をさらに含み、前記水冷式放熱器は、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置に接続され、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置を放熱するために使用される、ことを特徴とする請求項１９に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項21】

パルス光源箱体と、温度センサと、コントローラーとをさらに含み、
前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置はいずれも前記パルス光源箱体内に配置され、前記パルス光源箱体には、前記サブ光ビームが通過するための複数の光出口が形成され、
前記温度センサは、前記パルス光源箱体内に配置され、前記パルス光源箱体の内部の温度を検出するために使用され、
前記コントローラーは、前記温度センサ及び前記水冷式放熱器に信号接続され、前記パルス光源箱体内の温度を制御するために使用される、ことを特徴とする請求項２０に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項22】

前記コントローラーは、前記サブ光ビームの出力パラメーターを制御するために、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置に信号接続される、ことを特徴とする請求項２１に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項23】

前記パルス増幅モジュールは、前置増幅モジュールと主増幅モジュールを含み、前記前置増幅モジュールは、前記主増幅モジュールと前記光分岐カプラとの間に位置する、ことを特徴とする請求項１４に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項24】

複数の前記サブ光ビームのパルスのパルス幅は１０ｆｓ～１００ｎｓであり、パルスエネルギーは１０μＪ～１００ｍＪであり、パルス繰返し周波数は５０Ｈｚ～１０ＭＨｚである、ことを特徴とする請求項１３に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項25】

前記光場調整制御モジュールは、振動ミラーアセンブリと、レンズアセンブリと、空間光変調器とを含み、
併合された光ビームは、前記振動ミラーアセンブリに投射され、前記振動ミラーアセンブリは、光ビームの方向を調整し、
前記振動ミラーアセンブリから射出された光ビームは、前記レンズアセンブリに投射され、前記レンズアセンブリは、光ビームを前記レンズアセンブリの焦点位置に集束し、空気をイオン化して実像を形成し、
前記空間光変調器は、ビームコンバイナと前記振動ミラーアセンブリとの間に位置し、光ビームのパラメーターを調整するために使用され、前記ビームコンバイナは、第１ビームコンバイナ又は第２ビームコンバイナである、ことを特徴とする請求項１又は１３に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項26】

前記パルス光源モジュールは、
それぞれパルス光ビームを発生させるための複数のパルス光源を含み、
各前記パルス光源のパルスエネルギーは、空気イオン化閾値よりも小さく、複数の前記パルス光源のパルスエネルギーの合計は、空気イオン化閾値よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項27】

第２繰返し周波数調整アセンブリをさらに含み、前記第２繰返し周波数調整アセンブリは、前記パルス光源と前記表示領域との間に配置され、前記複数のパルス光源の繰返し周波数を調整するために使用される、ことを特徴とする請求項２６に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項28】

前記第２繰返し周波数調整アセンブリは、複数の第２光電検出器と、第２周波数参照源と、第２サーボコントローラとを含み、
複数の前記第２光電検出器は、複数の前記パルス光源と前記表示領域との間に１対１対応で配置され、前記パルス光源の繰返し周波数を検出するために使用され、
前記第２周波数参照源は、周波数参照標準を提供するために使用され、
前記第２サーボコントローラは、前記第２光電検出器、前記第２周波数参照源、及び前記パルス光源に信号接続され、前記第２光電検出器からのフィードバック情報及び前記第２周波数参照源からのフィードバック情報に基づいて、前記パルス光源の出力パルスの繰返し周波数を制御するために使用される、ことを特徴とする請求項２７に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項29】

前記パルス光源と前記表示領域との間に第３光スプリッターが設けられ、複数の前記第３光スプリッターは、複数の前記パルス光源の光ビームの一部を複数の前記第２光電検出器に１対１対応で反射する、ことを特徴とする請求項２８に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項30】

各前記パルス光源はパルス発生器を含み、前記パルス発生器は、パルス光ビームを発生させるために使用され、
前記光場調整制御モジュールは、複数の前記パルス光源に１対１対応する光場調整制御器を含み、前記光場調整制御器は、対応する前記パルス発生器と前記表示領域との間に位置し、前記パルス発生器によって発生したパルス光ビームは、前記光場調整制御器に照射され、前記光場調整制御器によって前記表示領域に投射され、前記第３光スプリッターは、対応する前記パルス発生器と前記光場調整制御器との間に位置する、ことを特徴とする請求項２９に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項31】

前記パルス光源モジュールは、第２パルス時間遅延モニターと、第３時間遅延線とをさらに含み、
前記第２パルス時間遅延モニターは、複数の前記パルス光源と前記表示領域との間に配置され、前記パルス光源のパルス遅延信号を監視するために使用され、
前記第３時間遅延線は、前記パルス発生器と前記光場調整制御器との間に配置され、前記第２パルス時間遅延モニターに信号接続され、前記第２パルス時間遅延モニターからのフィードバック情報に基づいて、前記パルス光源から射出された光ビームのパルス時間遅延を補償するために使用される、ことを特徴とする請求項３０に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項32】

前記第３時間遅延線の数は、前記パルス光源の数と同じであり、複数の前記第３時間遅延線は、複数の前記パルス光源に１対１対応する、ことを特徴とする請求項３１に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項33】

前記第３光スプリッターと前記第２光電検出器との間に第４光スプリッターが設けられ、前記第４光スプリッターは、前記第３光スプリッターで反射された光ビームの一部を前記第２パルス時間遅延モニターに反射する、ことを特徴とする請求項３２に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項34】

前記第４光スプリッターは複数あり、１つの前記第４光スプリッターと前記第２パルス時間遅延モニターとの間に第３ビームコンバイナが設けられ、残りの前記第４光スプリッターと前記第３ビームコンバイナとの間に第３反射鏡が設けられ、前記第３反射鏡は、前記第４光スプリッターによって投射された光ビームを前記第３ビームコンバイナに反射するために使用される、ことを特徴とする請求項３３に記載の空気イオン化表示装置。

【請求項35】

複数の前記パルス光源の繰返し周波数は同じであり、前記パルス光源のパルス幅は５０ｆｓ～１００ｎｓであり、前記パルス光源のパルスエネルギーは２０μＪ～１０ｍＪであり、前記パルス光源の繰返し周波数は５００Ｈｚ～１０ＭＨｚである、ことを特徴とする請求項２６～３４のいずれか一項に記載の空気イオン化表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

＜関連出願の相互参照＞
本願は、安徽省東超科技有限公司により２０２０年１月１６日に提出された、名称を「空気イオン化表示装置」とする中国特許出願第「２０２０１００５７９７８７」と「２０２０２０１２５１６７１」、「２０２０１００４８２６８８」と「２０２０２００９９６２６３」及び「２０２０１００４９３６８２」と「２０２０２０１２５１００８」の優先権を主張する。

【0002】

本開示は、空気イオン化技術の分野に関し、具体的には、空気イオン化表示装置に関する。

【背景技術】

【0003】

空気イオン化結像システムは、結像中に、レンズを使用して光ビームを収束させ、レンズの焦点で空気をイオン化して光点を形成する。空気イオン化を形成するために必要なパルスの単位面積当たりの光パワー閾値が比較的高いため、各イオン化点で空間光変調器によって光場を変調して形成された集束点の数は、パルスパワーによって制限される。即ち、表示画面の画素は、パルスパワーの大きさによって制限される。表示画面の画素を増加させるために、光源の出力パルスパワーを大きくする必要があるが、従来技術では、光源の出力パルスパワーを大幅に大きくすることが困難であるため、空気イオン化システムの表示画面の画素を増加させることが困難になる。

【発明の概要】

【0004】

本開示は、従来技術における技術的問題の少なくとも１つを解決することを目的としている。そのため、本開示は、空気イオン化表示装置を提供する。前記空気イオン化表示装置は、パルス光源モジュールによって多重光ビームを提供し、多重光ビームはエネルギーを大きくする、即ち、光源の出力パルスパワーを大きくするので、空気イオン化表示画面の画素を増加させることができる。

【0005】

本開示の実施例の空気イオン化表示装置は、パルス光源モジュールと、光場調整制御モジュールとを含み、前記パルス光源モジュールは、同期の複数のパルス光ビームを発生させるために使用され、複数の前記パルス光ビームが前記光場調整制御モジュールに投射され、前記光場調整制御モジュールは前記パルス光ビームを調整して集束し、表示領域で空気をイオン化してホログラフィック実像を形成する。

【0006】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置は、パルス光源モジュールによって複数のパルス光ビームを提供し、光源エネルギーを大きくする、即ち、光源の出力パルスパワーを大きくすることができる。それにより、各イオン化点で光場調整制御モジュールによって調整して集束された集束点の数が増加するので、表示画面の画素が増加し、表示画面の鮮明さが向上する。

【0007】

幾つかの実施例では、前記パルス光源モジュールは、それぞれパルス光ビームを発生させるための複数のパルス光源と、第１ビームコンバイナとを含み、複数の前記パルス光源によって発生した光ビームはすべて、前記第１ビームコンバイナに投射されて１つの光ビームに併合され、併合された光ビームは、前記光場調整制御モジュールに投射される。

【0008】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、第１繰返し周波数調整アセンブリをさらに含み、前記第１繰返し周波数調整アセンブリは、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に配置され、前記複数のパルス光源の出力パルスの繰返し周波数を調整するために使用される。

【0009】

幾つかの実施例では、前記第１繰返し周波数調整アセンブリは、複数の第１光電検出器と、第１周波数参照源と、第１サーボコントローラとを含み、複数の前記第１光電検出器は、複数の前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に１対１対応で配置され、前記パルス光源の繰返し周波数を検出するために使用され、前記第１周波数参照源は、周波数の参照標準を提供するために使用され、前記第１サーボコントローラは、前記第１光電検出器、前記第１周波数参照源及び前記パルス光源に信号接続され、前記第１光電検出器が受信したパルス繰返し周波数信号及び前記第１周波数参照源の参照周波数に基づいて、前記パルス光源の出力パルスの繰返し周波数を制御するために使用される。

【0010】

幾つかの実施例では、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に第１光スプリッターが設けられ、複数の前記第１光スプリッターは、複数の前記パルス光源の光ビームの一部を複数の前記第１光電検出器に１対１対応で反射する。

【0011】

幾つかの実施例では、前記第１光スプリッターの透過率はＡ１であり、９９％≦Ａ１≦９９．５％であり、前記第１光スプリッターの反射率はＡ２であり、０．５％≦Ａ２≦１％である。

【0012】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、第１パルス時間遅延モニターと、少なくとも１つの第１時間遅延線とをさらに含み、前記第１パルス時間遅延モニターは、前記第１ビームコンバイナと前記光場調整制御モジュールとの間に配置され、前記第１ビームコンバイナから射出される光ビームのパルス遅延信号を監視するために使用され、前記第１時間遅延線は、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に配置され、前記第１パルス時間遅延モニターに信号接続され、前記第１パルス時間遅延モニターからのフィードバック情報に基づいて、前記パルス光源の光ビーム出力のパルス時間遅延を補償するために使用される。

【0013】

幾つかの実施例では、前記第１時間遅延線の数は、前記パルス光源の数よりも１つ少なく、前記第１時間遅延線は、同じ数の前記パルス光源に１対１対応する。

【0014】

幾つかの実施例では、前記第１ビームコンバイナと前記光場調整制御アセンブリとの間に第２光スプリッターが設けられ、前記第２光スプリッターは、前記第１ビームコンバイナから射出された光ビームの一部を前記第１パルス時間遅延モニターに反射する。

【0015】

幾つかの実施例では、前記第２光スプリッターの透過率はＡ３であり、９８％≦Ａ３≦９９．５％であり、前記第２光スプリッターの反射率はＡ４であり、０．５％≦Ａ４≦２％である。

【0016】

幾つかの実施例では、前記第１ビームコンバイナは複数あり、前記第１ビームコンバイナの数は、前記パルス光源の数よりも１つ少なく、複数の前記第１ビームコンバイナは、１つの前記パルス光源から射出された光ビームに沿って間隔をおいて配置され、残りの前記パルス光源から射出された光ビームは、複数の前記第１ビームコンバイナに１対１対応で投射され、複数の前記パルス光源から射出された光ビームは１つの光ビームに併合される。

【0017】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、複数の第１反射鏡をさらに含み、前記第１反射鏡は、前記パルス光源と前記第１ビームコンバイナとの間に配置され、前記パルス光ビームの透射光ビームを前記第１ビームコンバイナに反射するために使用される。

【0018】

幾つかの実施例では、前記第１反射鏡の数は、前記パルス光源の数よりも１つ少ない。

【0019】

幾つかの実施例では、複数の前記パルス光源の繰返し周波数は同じであり、前記パルス光源のパルス幅は５０ｆｓ～１００ｎｓであり、前記パルス光源のパルスエネルギーは２０μＪ～１０ｍＪであり、前記パルス光源の繰返し周波数は５００Ｈｚ～１０ＭＨｚである。

【0020】

幾つかの実施例では、前記パルス光源モジュールは、パルスシード源と、光分岐カプラと、第２ビームコンバイナとを含み、前記パルスシード源はパルス光ビームを発生させ、前記光分岐カプラは、前記パルス光ビームの光路に配置され、前記パルス光ビームを複数のサブ光ビームに分割して、複数のパルス光ビームを生成するために使用され、複数の前記サブ光ビームはすべて、前記第２ビームコンバイナに投射されて１つの光ビームに併合され、併合された光ビームは、前記光場調整制御モジュールに投射される。

【0021】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、複数のパルス増幅モジュールをさらに含み、複数の前記パルス増幅モジュールは、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記サブ光ビームのパルスを増幅するために使用され、前記パルス増幅モジュールは、前記第２ビームコンバイナと前記光分岐カプラとの間に位置する。

【0022】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、
複数の第２時間遅延線をさらに含み、複数の前記第２時間遅延線は、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記第２時間遅延線は、前記パルス増幅モジュールと前記第２ビームコンバイナとの間に位置し、前記第２時間遅延線は、複数の前記サブ光ビームが前記第２ビームコンバイナによって結合された後に、光ビーム中の複数のパルス時間が一致するように、前記サブ光ビームのパルス時間位置を調整するために使用される。

【0023】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、複数のパルス圧縮装置をさらに含み、複数の前記パルス圧縮装置は、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記パルス圧縮装置は、前記パルス増幅モジュールと前記第２時間遅延線との間に位置し、前記パルス圧縮装置は、前記サブ光ビームのパルス幅を圧縮して、前記サブ光ビームのパルス光のピークパワーを高めるために使用される。

【0024】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、複数の光ビームコリメータ装置をさらに含み、複数の前記光ビームコリメータ装置は、複数の前記サブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、前記光ビームコリメータ装置は、前記パルス圧縮装置と前記第２時間遅延線との間に位置し、前記光ビームコリメータ装置は、前記サブ光ビームを調整して、結合後にイオン化閾値を満たすコリメート光ビームにするために使用される。

【0025】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、複数の前記第２ビームコンバイナをさらに含み、前記第２ビームコンバイナの数は、前記サブ光ビームの数よりも１つ少なく、複数の前記第２ビームコンバイナは、１つの前記サブ光ビームに沿って間隔をおいて配置され、残りの前記サブ光ビームは、複数の前記第２ビームコンバイナに１対１対応で投射され、複数の前記サブ光ビームは１つの光ビームに併合される。

【0026】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、複数の第２反射鏡をさらに含み、前記第２反射鏡の数は、前記第２ビームコンバイナの数と同じであり、複数の前記第２反射鏡は、複数の前記第２時間遅延線と複数の前記第２ビームコンバイナとの間に１対１対応で配置され、前記サブ光ビームを前記第２ビームコンバイナに反射するために使用される。

【0027】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、水冷式放熱器をさらに含み、前記水冷式放熱器は、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置に接続され、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置を放熱するために使用される。

【0028】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、パルス光源箱体と、温度センサと、コントローラーとをさらに含み、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置はいずれも前記パルス光源箱体内に配置され、前記パルス光源箱体には、前記サブ光ビームが通過するための複数の光出口が形成され、前記温度センサは、前記パルス光源箱体内に配置され、前記パルス光源箱体の内部の温度を検出するために使用され、前記コントローラーは、前記温度センサ及び前記水冷式放熱器に信号接続され、前記パルス光源箱体内の温度を制御するために使用される。

【0029】

幾つかの実施例では、前記コントローラーは、前記サブ光ビームの出力パラメーターを制御するために、前記パルスシード源、前記光分岐カプラ、前記パルス増幅モジュール、前記パルス圧縮装置及び前記光ビームコリメータ装置に信号接続される。

【0030】

幾つかの実施例では、前記パルス増幅モジュールは、前置増幅モジュールと主増幅モジュールを含み、前記前置増幅モジュールは、前記主増幅モジュールと前記光分岐カプラとの間に位置する。

【0031】

幾つかの実施例では、複数の前記サブ光ビームのパルスのパルス幅は１０ｆｓ～１００ｎｓであり、パルスエネルギーは１０μＪ～１００ｍＪであり、パルス繰返し周波数は５０Ｈｚ～１０ＭＨｚである。

【0032】

幾つかの実施例では、前記光場調整制御アセンブリは、振動ミラーアセンブリと、レンズアセンブリと、空間光変調器とを含み、併合された光ビームは、前記振動ミラーアセンブリに投射され、前記振動ミラーアセンブリは、光ビームの方向を調整し、前記振動ミラーアセンブリから射出された光ビームは、前記レンズアセンブリに投射され、前記レンズアセンブリは、光ビームを前記レンズアセンブリの焦点位置に集束し、空気をイオン化して実像を形成し、前記空間光変調器は、ビームコンバイナと前記振動ミラーアセンブリとの間に位置し、光ビームのパラメーターを調整するために使用され、前記ビームコンバイナは、第１ビームコンバイナ又は第２ビームコンバイナである。

【0033】

幾つかの実施例では、前記パルス光源モジュールは、それぞれパルス光ビームを発生させるための複数のパルス光源を含み、各前記パルス光源のパルスエネルギーは、空気イオン化閾値よりも小さく、複数の前記パルス光源のパルスエネルギーの合計は、空気イオン化閾値よりも大きい。

【0034】

幾つかの実施例では、前記空気イオン化表示装置は、第２繰返し周波数調整アセンブリをさらに含み、前記第２繰返し周波数調整アセンブリは、前記パルス光源と前記表示領域との間に配置され、前記複数のパルス光源の繰返し周波数を調整するために使用される。

【0035】

幾つかの実施例では、前記第２繰返し周波数調整アセンブリは、複数の第２光電検出器と、第２周波数参照源と、第２サーボコントローラとを含み、複数の前記第２光電検出器は、複数の前記パルス光源と前記表示領域との間に１対１対応で配置され、前記パルス光源の繰返し周波数を検出するために使用され、前記第２周波数参照源は、周波数参照標準を提供するために使用され、前記第２サーボコントローラは、前記第２光電検出器、前記第２周波数参照源、及び前記パルス光源に信号接続され、前記第２光電検出器からのフィードバック情報及び前記第２周波数参照源からのフィードバック情報に基づいて、前記パルス光源の出力パルスの繰返し周波数を制御するために使用される。

【0036】

幾つかの実施例では、前記パルス光源と前記表示領域との間に第３光スプリッターが設けられ、複数の前記第３光スプリッターは、複数の前記パルス光源の光ビームの一部を複数の前記第２光電検出器に１対１対応で反射する。

【0037】

幾つかの実施例では、各前記パルス光源はパルス発生器を含み、前記パルス発生器は、パルス光ビームを発生させるために使用され、前記光場調整制御モジュールは、複数の前記パルス光源に１対１対応する光場調整制御器を含み、前記光場調整制御器は、対応する前記パルス発生器と前記表示領域との間に位置し、前記パルス発生器によって発生したパルス光ビームは、前記光場調整制御器に照射され、前記光場調整制御器によって前記表示領域に投射され、前記第３光スプリッターは、対応する前記パルス発生器と前記光場調整制御器との間に位置する。

【0038】

幾つかの実施例では、前記パルス光源モジュールは、第２パルス時間遅延モニターと第３時間遅延線をさらに含み、前記第２パルス時間遅延モニターは、複数の前記パルス光源と前記表示領域との間に配置され、前記パルス光源のパルス遅延信号を監視するために使用され、前記第３時間遅延線は、前記パルス発生器と前記光場調整制御器との間に配置され、前記第２パルス時間遅延モニターに信号接続され、前記第２パルス時間遅延モニターからのフィードバック情報に基づいて、前記パルス光源から射出される光ビームのパルス時間遅延を補償するために使用される。

【0039】

幾つかの実施例では、前記第３時間遅延線の数は、前記パルス光源の数と同じであり、複数の前記第３時間遅延線は、複数の前記パルス光源に１対１対応する。

【0040】

幾つかの実施例では、前記第３光スプリッターと前記光電検出器との間に第４光スプリッターが設けられ、前記第４光スプリッターは、前記第３光スプリッターで反射された光ビームの一部を前記第２パルス時間遅延モニターに反射する。

【0041】

幾つかの実施例では、前記第４光スプリッターは複数あり、１つの前記第４光スプリッターと前記第２パルス時間遅延モニターとの間に第３ビームコンバイナが設けられ、残りの前記第４光スプリッターと前記第３ビームコンバイナとの間に第３反射鏡が設けられ、前記第３反射鏡は、前記第４光スプリッターによって投射された光ビームを前記第３ビームコンバイナに反射するために使用される。

【0042】

幾つかの実施例では、複数の前記パルス光源の繰返し周波数は同じであり、前記パルス光源のパルス幅は５０ｆｓ～１００ｎｓであり、前記パルス光源のパルスエネルギーは２０μＪ～１０ｍＪであり、前記パルス光源の繰返し周波数は５００Ｈｚ～１０ＭＨｚである。

【0043】

本開示の追加の態様及び利点は、部分的に以下の説明で与えられ、部分的に以下の説明から明らかになるか、又は本開示の実施により知られる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

本開示の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面と併せた実施例の説明から、明らかになり、理解しやすくなる。

【図1】本開示の一実施例に係る空気イオン化表示装置のブロック図である。

【図2】本開示の一実施例に係る双光源空気イオン化表示装置の構造模式図である。

【図3】本開示の一実施例に係る三光源空気イオン化表示装置の構造模式図である。

【図4】本開示の一実施例に係る２つのサブ光ビームの空気イオン化表示装置の構造模式図である。

【図5】本開示の一実施例に係る空気イオン化表示装置の構造模式図である。

【図6】本開示の一実施例に係るパルス光源の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

以下では、本開示の実施例を詳細に説明し、例示的な実施例を添付の図面に示す。同じ又は類似の符号は、同じ又は類似の要素、あるいは同じ又は類似の機能を有する要素を示す。添付の図面を参照しながら以下に説明する実施例は例示的なものであり、本開示を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものとして理解されるべきではない。

【0046】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置を説明する。

【0047】

図１は、本開示の一実施例に係る空気イオン化表示装置のブロック図である。図１に示すように、本開示の実施例の空気イオン化表示装置１００は、パルス光源モジュール１と光場調整制御モジュール２を含む。

【0048】

パルス光源モジュール１は、同期の複数のパルス光ビームを発生させるために使用される。例えば、パルス光源モジュール１は、同時に複数のパルス光ビームを放出する。同時に複数のパルス光ビームを提供することにより、光源エネルギーを大きくすることができる。複数のパルス光ビームは、光場調整制御モジュール２に投射され、光場調整制御モジュール２は、パルス光ビームを調整して集束し、表示領域で空気をイオン化してホログラフィック実像を形成する。

【0049】

光場調整制御モジュール２は、光ビームの方向を変更することができ、また、レンズを使用して光ビームを集束することができる。光ビームのエネルギーが焦点で集中することにより、空気をイオン化することができる。光ビーム方向の揺れに伴って、それに応じてイオン化点の位置が変化し、さらに、ホログラフィック実像を形成することができる。

【0050】

従来技術における空気イオン化表示装置は、ほとんどが単一のパルス光源を採用している。パルス光源のパワーが限られているため、表示画面の画素はユーザーの使用要求を満たすことができない。表示画面の画素を増加させ、図像の鮮明さを向上させるためには、パルス光源の出力パルスパワーをさらに大きくする必要がある。

【0051】

そのため、本開示の実施例の空気イオン化表示装置１００は、パルス電源の数を増加させ、同期の複数のパルス光ビームを提供することで、パルス光源のエネルギーを大きくする、即ち、光源の出力パルスパワーを大きくすることができる。それにより、光場調整制御モジュール２によって調整して集束された集束点の数が増加するので、表示画面の画素が増加し、表示画面の鮮明さが向上する。

【0052】

本開示の実施例では、パルス電源モジュール１が同期の複数のパルス光ビームを発生させるための実現方法は複数あり、以下に異なる実施例で説明される。

【0053】

幾つかの実施例では、パルス光源モジュール１は、複数のパルス光源とビームコンバイナを含む。以下、図２と図３を参照しながら、パルス光源モジュール１に基づいた空気イオン化表示装置を説明する。

【0054】

図２に示すように、パルス光源モジュール１は、複数のパルス光源１０及び第１ビームコンバイナ１１を含む。複数のパルス光源１０はそれぞれパルス光ビームを発生させるために使用される。複数のパルス光源によって発生した光ビームはすべて第１ビームコンバイナ１１に投射されて１つの光ビームに併合され、併合された光ビームは、光場調整制御モジュール２に投射される。

【0055】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００は、パルス光源１０の数を増加させ、即ち、複数のパルス光ビームを提供し、第１ビームコンバイナ１１を使用して複数のパルス光源１０の光ビームを併合することで、複数のパルス光源１０から出力された複数のパルスが表示領域２００の同一位置に同一タイミングで出現し、空気をイオン化することを保証することができる。即ち、複数のパルス光源１０から出力された複数のパルスの空間的同期及び時間的同期の問題が解決される。さらに、空気イオン化表示画面の画素を倍増し、画面の明瞭さを向上させ、ユーザーに良好な使用体験をもたらすことができる。

【0056】

幾つかの実施例では、図２に示すように、空気イオン化表示装置１００は、第１繰返し周波数調整アセンブリ３をさらに含む。第１繰返し周波数調整アセンブリ３は、パルス光源１０と第１ビームコンバイナ１１との間に配置され、複数のパルス光源１０の繰返し周波数を調整するために使用される。第１繰返し周波数調整アセンブリ３は、複数のパルス光源１０に信号接続され、複数のパルス光源１０によって投射された光ビームの繰返し周波数信号を受信して、受信した繰返し周波数信号に基づいてパルス光源１０を調整することができる。

【0057】

パルス光源１０の繰返し周波数は、パルス光源から１秒あたりに出力される光パルスの数を指す。第１繰返し周波数調整アセンブリ３により、複数のパルス光源１０から放出される複数のパルスの繰返し周波数を調整することができる。

【0058】

表示装置は、同じ繰返し周波数のパルス光源１０を必要とするが、各パルス光源がパルスを出力するのは、レーザー装置の内部と外部の要因の影響により、異なる繰返し周波数ジッタが発生することがある。この場合、第１繰返し周波数調整アセンブリ３を配置することで、複数のパルス光源１０の出力パルスの繰返し周波数が同じ数値にロックされる。

【0059】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置では、図３に示すように、第１繰返し周波数調整アセンブリ３は、複数の第１光電検出器３１、第１周波数参照源３２、及び第１サーボコントローラ３３を含む。

【0060】

複数の第１光電検出器３１は、複数のパルス光源１０と第１ビームコンバイナ１１との間に１対１対応で配置され、パルス光源１０の繰返し周波数を検出するために使用される。第１光電検出器３１の数は、パルス光源１０の数と同じである。図２に示すように、本実施例では、パルス光源１０と第１光電検出器３１はいずれも２つある。２つのパルス光源１０はそれぞれ第１パルス光源１０１と第２パルス光源１０２である。２つの第１光電検出器３１はそれぞれ光電検出器３１１と光電検出器３１２である。光電検出器３１１は、第１パルス光源１０１と第１ビームコンバイナ１１との間に対応的に配置され、第１パルス光源１０１の出力パルスの繰返し周波数を検出するために使用される。光電検出器３１２は、第２パルス光源１０２と第１ビームコンバイナ１１との間に対応的に配置され、第２パルス光源１０２の出力パルスの繰返し周波数を検出するために使用される。

【0061】

第１サーボコントローラ３３は、第１光電検出器３１、第１周波数参照源３２、及びパルス光源１０に信号接続される。第１周波数参照源３２は、第１サーボコントローラ３３に周波数参照標準を提供するために使用される。

【0062】

第１サーボコントローラ３３は、光電検出器３１１、第１周波数参照源３２、第１パルス光源１０１、光電検出器３１２及び第２パルス光源１０２に接続され、光ビームがパルス光源１０に対応する第１光電検出器３１に照射されると、パルス繰返し周波数信号が生成する。第１サーボコントローラ３３は、第１光電検出器３１からのフィードバック信号及び第１周波数参照源３２の参照周波数信号に基づいて、パルス光源１０の出力パルスの繰返し周波数を制御することができる。

【0063】

具体的には、第１サーボコントローラ３３は、光電検出器３１１によってフィードバックされた第１パルス光源１０１の出力パルスの繰返し周波数パラメーターを受信した後、第１周波数参照源３２によって提供された周波数パラメーターと比較し、第１パルス光源１０１の出力パルスがパラメーターの要求を満たさない場合、第１パルス光源１０１の出力パルスが要求を満たすまで、第１パルス光源１０１を調整する。同様に、第１サーボコントローラ３３は、第１周波数参照源３２と光電検出器３１２に応じて、第２パルス光源１０２の出力パルスの繰返し周波数パラメーターを調整する。それにより、複数のパルス光源１０の出力パルスの繰返し周波数が同じ数値にロックされ、周波数ジッタが低減される。

【0064】

幾つかの実施例では、図２及び３に示すように、パルス光源１０と第１ビームコンバイナ１１との間に第１光スプリッター１２が設けられ、複数の第１光スプリッター１２は、複数のパルス光源１０の光ビームの一部を複数の第１光電検出器３１に１対１対応で反射する。第１光スプリッター１２は複数あり、複数の第１光スプリッター１２は、複数のパルス光源１０に１対１対応する。例えば、図２に示すように、第１光スプリッター１２は、それぞれ、第１中間の光スプリッター１２１と第１下部光スプリッター１２２の２つとすることができる。第１パルス光源１０１によって発生した光ビームは、第１中間の光スプリッター１２１を通過して、２つの光ビームに分割される。一方の光ビームは、第１光電検出器３１１に投射され、第１パルス光源１０１によって発生した光ビームの繰返し周波数を検出するために使用される。他方の光ビームは、第１ビームコンバイナ１１に投射される。同様に、第２パルス光源１０２によって発生した光ビームは、第１下部光スプリッター１２２を通過して、２つの光ビームに分割される。一方の光ビームは、光電検出器３１２に投射され、第２パルス光源１０２によって発生した光ビームの繰返し周波数を検出するために使用される。他方の光ビームは、第１ビームコンバイナ１１に投射される。第１サーボコントローラ３３は、光電検出器３１１と光電検出器３１２からのフィードバック信号に基づいて、第１パルス光源１０１と第２パルス光源１０２の実際の出力パルスの繰返し周波数パラメーターを調整する。

【0065】

図３に示すように、幾つかの具体的な実施例では、第１光スプリッター１２は３つあり、それぞれが第１上部の光スプリッター１２３、第１中間の光スプリッター１２１、及び第１下部の光スプリッター１２２である。パルス光源１０は３つあり、それぞれが第１パルス光源１０１、第２パルス光源１０２、及び第３パルス光源１０３である。第１光電検出器３１は３つあり、それぞれが光電検出器３１１、光電検出器３１２、及び光電検出器３１３である。第１中間の光スプリッター１２１は、第１パルス光源１０１によって発生した光ビームの一部を光電検出器３１１に反射する。第１下部の光スプリッター１２２は、第２パルス光源１０２によって発生した光ビームの一部を光電検出器３１２に反射する。第１上部の光スプリッター１２３は、第３パルス光源１０３によって発生した光ビームの一部を光電検出器３１３に反射する。

【0066】

幾つかの具体的な実施例では、第１光スプリッター１２の透過率はＡ１であり、９９％≦Ａ１≦９９．５％であり、第１光スプリッター１２の反射率はＡ２であり、０．５％≦Ａ２≦１％である。パルス光源１０によって発生した光ビームは、第１光スプリッター１２を通過して、一部が第１光電検出器３１に反射され、光ビームの繰返し周波数パラメーターを検出するために使用され、他の一部が第１光スプリッター１２を通過して第１ビームコンバイナ１１に投射される。第１光電検出器３１が光ビームの繰返し周波数パラメーターを検出するとき、検出される光ビームのエネルギーに対する要求が比較的低く、非常に少量の光で繰返し周波数を検出することができる。そのため、第１光スプリッター１２の透過率及び反射率を上記の範囲内に設定することで、第１光電検出器３１が光ビームの繰返し周波数を安定して正確に検出するのを保証することができるとともに、第１ビームコンバイナ１１に照射される光ビームエネルギーの割合を高めることができる。ほとんどの光ビームは、第１光スプリッター１２を透過して、第１ビームコンバイナ１１に照射された後、光場調整制御モジュール２に照射されて結像に使用される。それにより、ホログラフィック実像の画素をさらに増加させることができる。

【0067】

図示のように、本実施例では、空気イオン化表示装置１００は、第１パルス時間遅延モニター４と少なくとも１つの第１時間遅延線５をさらに含む。

【0068】

第１パルス時間遅延モニター４は、第１ビームコンバイナ１１と光場調整制御モジュール２との間に配置され、第１ビームコンバイナ１１から射出された光ビームのパルス遅延信号を監視するために使用される。異なるパルス光源１０によって発生した光ビームは、第１ビームコンバイナ１１に到達するまでに異なる経路をとる。例えば、第２パルス光源１０２によって発生した光ビームは、直線的に第１ビームコンバイナ１１に照射される。第１パルス光源１０１によって発生した光ビームは一回反射されてから、第１ビームコンバイナ１１に照射される。その結果、２つのパルス光源１０によって発生した光ビームが結合された後にパルス遅延がある。パルス光源１０と第１ビームコンバイナ１１との間に配置され、且つ第１パルス時間遅延モニター４に信号接続された第１時間遅延線５、例えば、図中の時間遅延線６１、時間遅延線６２及び時間遅延線６３により、第１パルス時間遅延モニター４からのフィードバック信号に基づいて、第１パルス光源１０１によって発生した光ビームに対して、パルス伝送の光路差及び繰返し周波数の低周波数ジッタによるパルス時間遅延を補償することで、結合された２つのパルスが時間的に同期される。

【0069】

図示のように、本開示の幾つかの実施例によれば、複数のパルス光源１０によって発生した光ビームが第１ビームコンバイナ１１を通過して１つの光ビームを形成するプロセスにおいて、１つのパルス光源１０によって発生した光ビームが第１ビームコンバイナ１１を通過し、残りのパルス光源１０によって発生した光ビームが反射されてから、第１ビームコンバイナ１１を通過した光ビームと併合されてもよい。このようにして、第１ビームコンバイナ１１を通過した光ビームを参照として、反射されてから併合される光ビームを調整することができる。

【0070】

このとき、反射された光ビームは、パルス光源１０の数よりも１つ少ないため、第１時間遅延線５の数は、パルス光源１０の数よりも１つ少ない。第１時間遅延線５は、同じ数のパルス光源１０に１対１対応する。第１時間遅延線５のそれぞれは、１つのパルス光源１０によって発生した光ビームのパルス時間遅延を制御する。このようにして、複数のパルス光源１０によって発生した光ビームは、第１ビームコンバイナ１１を通過するときに１つのパルス光ビームに結合することができ、パルス時間を同期させて、光ビームが結合された後のパルス遅延の存在により空気をイオン化できない状況を回避することができる。

【0071】

図２又は３に示すように、本開示の幾つかの実施例によれば、第１ビームコンバイナ１１と光場調整制御モジュール２との間に第２光スプリッター１３が設けられる。第２光スプリッター１３は、第１ビームコンバイナ１１で発生した１つの光ビームを２つの部分に分割する。一方の部分は、第２光スプリッター１３を通過して光場調整制御モジュール２に投射され、光場調整制御モジュール２によって空気をイオン化して、ユーザーが望む図形を形成する。他方の部分は、第２光スプリッター１３によって第１パルス時間遅延モニター４に反射される。第１パルス時間遅延モニター４によりコントローラー４２と第１時間遅延線５に情報をフィードバックすることによって、パルス光源１０から出力された光ビームのパルス時間遅延が制御される。第２光スプリッター１３を配置することによって、第１パルス時間遅延モニター４が結合後のパルス遅延情報を取得するための利便性を提供することができ、構造も簡単で実現しやすい。

【0072】

本開示の幾つかの具体的な実施例によれば、第２光スプリッター１３の透過率はＡ３であり、９８％≦Ａ３≦９９．５％であり、第２光スプリッター１３の反射率はＡ４であり、０．５％≦Ａ４≦２％である。第１パルス時間遅延モニター４が光ビームの遅延パラメーターを検出するとき、検出される光ビームのエネルギーに対する要求が比較的低く、非常に少量の光でパルス遅延を検出することができる。そのため、第２光スプリッター１３の透過率及び反射率を上記に範囲内に設定することで、パルス時間遅延モニターが光ビームの遅延情報を安定して正確に検出するのを保証することができるとともに、光場調整制御モジュール２に照射される光ビームエネルギーの割合を高めることができる。ほとんどの光ビームは、光スプリッター１３を通過して光場調整制御モジュール２に照射されて結像に使用される。それにより、ホログラフィック実像の画素をさらに増加させることができる。

【0073】

幾つかの具体的な実施例では、第１ビームコンバイナ１１は複数あり、図３に示すように、第１ビームコンバイナ１１は２つあり、それぞれがビームコンバイナ１１１及びビームコンバイナ１１２である。第１ビームコンバイナ１１の数は、パルス光源１０の数よりも１つ少なくてもよい。複数の第１ビームコンバイナ１１は、１つのパルス光源１０から射出された光ビームに沿って間隔をおいて配置され、残りのパルス光源１０によって発生した光ビームは、複数の第１ビームコンバイナ１１に１対１対応で投射され、複数のパルス光源１０から射出された光ビームは、複数の第１ビームコンバイナ１１によって１つの光ビームに併合される。

【0074】

図示のように、複数の第１ビームコンバイナ１１は互いに平行に配置され、複数のパルス光源１０のうちの１つによって発生した光ビームは、複数の第１ビームコンバイナ１１を順に通過して照射され、残りのパルス光源によって発生した光ビームは、複数の第１ビームコンバイナ１１に１対１対応で照射され、第１ビームコンバイナ１１の反射作用下で、第１ビームコンバイナ１１を通過した光ビームと併合される。

【0075】

複数の第１ビームコンバイナ１１を配置することによって、複数のパルス光源３の併合方式を簡略化することができ、さらに、空気イオン化表示装置の構造設計を簡略化するとともに、光ビームの併合中に生じる損失を低減することができる。

【0076】

図２又は３に示すように、本開示の幾つかの実施例では、空気イオン化表示装置１００は、複数の第１反射鏡１４をさらに含む。第１反射鏡１４は、パルス光源１０と第１ビームコンバイナ１１との間に配置され、パルス光ビームを第１ビームコンバイナ１１に反射して併合するために使用される。第１反射鏡１４を配置することで、平行に配置された複数の光ビームを第１ビームコンバイナ１１に反射することができ、さらに、複数のパルス光源１０の配置を容易にし、複数のパルス光源１０の間の距離を短くすることができ、空気イオン化表示装置の全体的な構造を小さくすることに資する。

【0077】

さらに、図３に示すように、第１反射鏡１４の数は、パルス光源１０の数よりも１つ少ない。例えば、図２において、第１反射鏡１４は１つあり、図３において、第１反射鏡１４は２つあり、それぞれが１番目の第１反射鏡７１と２番目の第２反射鏡７２である。複数のパルス光源１０のうち、１つのパルス光源１０によって発生した光ビームは第１ビームコンバイナ１１を通過し、残りのパルス光源１０によって発生した光ビームは、第１ビームコンバイナ１１によって反射されてから、第１ビームコンバイナ１１を通過した光ビームと併合される。第１ビームコンバイナ１１を通過した光ビームは、反射構造を必要とせず、第１ビームコンバイナ１１に直接照射すればよい。残りのパルス光源１０によって発生した光ビームは、第１反射鏡１４の反射作用で第１ビームコンバイナ１１に照射される。このようにして、第１反射鏡１４を１つ減らすことができ、空気イオン化表示装置１００の構造設計をさらに簡略化することができる。

【0078】

本実施例では、複数のパルス光源１０の繰返し周波数は同じであり、パルス光源１０のパルス幅は５０ｆｓ～１００ｎｓであり、パルス光源１０のパルスエネルギーは２０μＪ～１０ｍＪであり、パルス光源１０の繰返し周波数は５００Ｈｚ～１０ＭＨｚである。これにより、ホログラフィック実像の結像効果及び画素を増加させることができる。

【0079】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００では、光場調整制御モジュール２は、振動ミラーアセンブリ、レンズアセンブリ、及び空間光変調器を含む。第１ビームコンバイナ１１から射出された光ビームは、振動ミラーアセンブリに投射される。振動ミラーアセンブリは、垂直に配置された２組の反射鏡を含む。２組の反射鏡はそれぞれ前後方向及び左右方向に揺動して、光ビームの照射経路を制御する。振動ミラーアセンブリから射出された光ビームはレンズアセンブリに投射され、レンズアセンブリは光ビームを集束する。光ビームがレンズアセンブリの焦点位置に集中された後に、パワー密度が増加し、イオン化のためのパワー閾値に達する。最終的に、高パワーレーザーによって空気分子がイオン化されて、発光する輝点が形成されて、ユーザーの望む実像が形成される。

【0080】

空間光変調器は、第１ビームコンバイナ１１と振動ミラーアセンブリとの間に位置し、光の振幅、位相、偏光状態などのパラメーターを変調することで、光波変調を実現する。光ビームは、光場を変調するように空間光変調器を通過し、次に集束システムを通過して複数の集束点を形成するため、表示画面の画素が増加する。

【0081】

レンズアセンブリは、可変焦点レンズとフラットフィールド集束レンズを含む。可変焦点レンズは、フラットフィールド集束レンズと振動ミラーアセンブリとの間に位置する。高パワーパルス光源から出力されたレーザーパルスは、光場を変調するように空間光変調器を通過し、次にその射出方向を調整するように振動ミラーアセンブリに反射される。光ビームは、可変焦点レンズ及びフラットフィールド集束レンズを透過した後に、空気イオン化領域中の指定された点に集束される。最終的に、高パワーレーザーで空気分子がイオン化されて、発光する輝点が形成される。

【0082】

可変焦点レンズは、結像要求に応じて焦点と可変焦点レンズとの間の距離を調整することができ、さらに、焦点位置を調整することによって３次元立体構造の実像を生成することができる。フラットフィールド集束レンズと可変焦点レンズの協働により、生成された実像が結像中に曲がったり歪んだりするのを防ぐことができる。コントローラー４２は、空間光変調器、振動ミラーアセンブリ、及びレンズアセンブリを積極的に制御し、表示する必要のある画面に応じてレーザーイオン化点の位置及び表示画面の画素を調整する。

【0083】

別の幾つかの実施例では、パルス光源モジュール１は、光を分割して、ビームコンバイナとともに同期の複数のパルス光ビームを生成する。以下、図４を参照しながら、パルス光源モジュール１に基づいた空気イオン化表示装置を説明する。

【0084】

図４に示すように、本開示の実施例の空気イオン化表示装置１００は、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、第２ビームコンバイナ４－１、光場調整制御モジュール２、複数のパルス増幅モジュール、及び複数の第２時間遅延線２－１２を含む。

【0085】

具体的には、パルスシード源１－１は、パルス光ビームを発生させることができる。光分岐カプラ１－２は、パルス光ビームの経路において、パルスシード源１－１の近くに配置され、パルス光ビームを複数のサブ光ビームに分割するために使用される。パルス光ビームは、光分岐カプラ１－２に照射されて複数のサブ光ビームに分割される。複数のサブ光ビームのエネルギーを均等に分配することができる。

【0086】

複数のサブ光ビームは、透過及び反射を経た後に、いずれも第２ビームコンバイナ４－１に投射されて１つの光ビームに併合される。第２ビームコンバイナ４－１によって併合された光ビームは、光場調整制御モジュール２に投射される。光場調整制御モジュール２は、光ビームを調整して集束し、表示領域６－１で空気をイオン化して実像画面を形成する。

【0087】

光場調整制御モジュール２は、光ビームの方向を変更することができ、また、レンズを使用して光ビームを集束することもできる。光ビームのエネルギーが焦点で集中することにより、空気がイオン化される。光ビーム方向の揺れに伴って、それに応じてイオン化点の位置が変化し、さらに、ホログラフィック実像を形成することができる。

【0088】

従来技術における空気イオン化表示装置では、パルス光源は、パルスシード源１－１によってパルス光ビームを出力し、分割せずにイオン化を直接行う解決策を採用するため、パルス光源のパワーが限られ、表示画面の画素がユーザーの使用要求を満たさない。表示画面の画素を増加させ、図像の鮮明さを向上させるためには、パルス光源の出力パルスパワーをさらに大きくする必要がある。従来技術は、単一の光ビームを出力する場合のパルス光源のパルスパワーを大幅に向上させるこが困難であるため、空気イオン化表示装置の表示画面の画素を増加させることが困難になる。

【0089】

そのため、本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００は、光分岐カプラ１－２を使用して、パルスシード源１－１によって発生したパルス光ビームを多重サブ光ビームに分割し、第２ビームコンバイナ４－１を使用して、多重サブ光ビームを併合することで、多重サブ光ビームの複数のパルスが表示領域６－１の同一位置に同一タイミングで出現すること、及び空気をイオン化することを同時に保証する。即ち、多重サブ光ビームの複数のパルスの間の空間的同期及び時間的同期の問題を解決し、さらに、空気イオン化表示画面の画素を増加させ、ユーザーに良好な使用体験をもたらすことができる。

【0090】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００では、複数のパルス増幅モジュールは、複数のサブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、サブ光ビームのパルスを増幅するために使用される。パルス増幅モジュールは、第２ビームコンバイナ４－１と光分岐カプラ１－２との間に位置する。パルス増幅モジュールを配置することで、サブ光ビームのパルスエネルギーを高めることができ、さらに、結像時の結像品質及び輝度を向上させることができる。

【0091】

本開示の一実施例によれば、図４に示すように、複数の第２時間遅延線２－１２は、複数のサブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、第２時間遅延線２－１２は、パルス増幅モジュールと第２ビームコンバイナ４－１との間に位置する。第２時間遅延線２－１２は、サブ光ビームが第２ビームコンバイナ４－１で結合された後に、複数のサブ光ビーム中の複数のパルスが時間的に一致するように、サブ光ビームのパルス時間位置を調整するために使用される。

【0092】

図４に示すように、幾つかの具体的な実施例では、第２ビームコンバイナ４－１は複数あり、第２ビームコンバイナ４－１の数は、サブ光ビームの数よりも１つ少なくてもよい。複数の第２ビームコンバイナ４－１は、１つのサブ光ビームに沿って互いに平行に間隔をおいて配置され、この光ビームは、複数の第２ビームコンバイナ４－１を順に通過して照射され、残りのサブ光ビームは、複数の第２ビームコンバイナ４－１に１対１対応で投射され、第２ビームコンバイナ４－１の反射作用下で、第２ビームコンバイナ４－１を通過したサブ光ビームと１つの光ビームに併合される。

【0093】

複数の第２ビームコンバイナ４－１を配置することで、複数のサブ光ビームの併合方式を簡略化することができ、さらに、空気イオン化表示装置１００の構造設計を簡略化するとともに、光ビームの併合中に生じる損失を低減することができる。

【0094】

図４に示すように、本開示の一実施例によれば、空気イオン化表示装置１００は、複数の第２反射鏡３－１をさらに含む。第２反射鏡３－１は、第２時間遅延線２－１２と第２ビームコンバイナ４－１との間に配置され、サブ光ビームを第２ビームコンバイナ４－１に反射して併合するために使用される。第２反射鏡３－１を配置することで、平行に配置された複数のサブ光ビームを第２ビームコンバイナ４－１に反射することができ、空気イオン化表示装置１００の全体的な構造を小さくすることが容易になる。

【0095】

さらに、図４に示すように、第２反射鏡３－１の数は、サブ光ビームの数よりも１つ少ない。複数のサブ光ビームのうち、１つのサブ光ビームは第２ビームコンバイナ４－１を通過し、残りのサブ光ビームは、第２ビームコンバイナ４－１によって反射されてから、第２ビームコンバイナ４－１を通過した光ビームと併合される。第２ビームコンバイナ４－１を通過した光ビームは、反射構造を必要とせず、第２ビームコンバイナ４－１に直接照射すればよい。残りのサブ光ビームは、第２反射鏡３－１の反射により第２ビームコンバイナ４－１に照射される。このようにして、第２反射鏡３－１を１つ減らすことができ、空気イオン化表示装置１００の構造設計をさらに簡略化することができる。

【0096】

本開示の一実施例によれば、空気イオン化表示装置１００は、複数のパルス圧縮装置をさらに含む。複数のパルス圧縮装置は、複数のサブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、且つパルス圧縮装置は、パルス増幅モジュールと第２時間遅延線２－１２との間に位置し、即ち、各サブ光ビームの経路に１つのパルス圧縮装置が配置される。即ち、サブ光ビームの進行方向において、パルス圧縮装置は、パルス増幅モジュールと第２時間遅延線２－１２との間に配置される。パルス圧縮装置は、サブ光ビームのパルス幅を圧縮して、サブ光ビームのパルス光ピークパワーを高めるために使用される。

【0097】

図４に示すように、パルス圧縮装置は２つあり、それぞれが第１パルス圧縮装置１－４－１と第２パルス圧縮装置１－４－２である。第１パルス圧縮装１－４－１は第１サブ光ビームに配置され、第２パルス圧縮装置１－４－２は第２サブ光ビームに配置される。サブ光ビームにパルス圧縮装置を配置することで、サブ光ビームのパルス光ピークパワーを高めることができ、さらに、集束された光ビームのパルスピークパワーを高めることができ、結像効果の改善が容易になる。

【0098】

本開示の一実施例によれば、空気イオン化表示装置１００は、複数の光ビームコリメータ装置をさらに含む。複数の光ビームコリメータ装置は、複数のサブ光ビームの経路に１対１対応で配置され、且つ、光ビームコリメータ装置は、パルス圧縮装置と第２時間遅延線２－１２との間に位置する。光ビームコリメータ装置は、イオン化閾値を満たすコリメート光ビームにサブ光ビームを調整するために使用される。つまり、各サブ光ビーム経路には１つの光ビームコリメータ装置が設けられる。サブ光ビームの進行方向において、光ビームコリメータ装置は、サブ光ビーム経路上のパルス圧縮装置と第２時間遅延線２－１２との間に位置する。サブ光ビームは、光ビームコリメータ装置を通過した後、イオン化閾値を満たすコリメート光ビームに調整される。

【0099】

図４に示すように、光ビームコリメータ装置は２つあり、それぞれが第１光ビームコリメータ装置１－５－１と第２光ビームコリメータ装置１－５－２である。第１光ビームコリメータ装置１－５－１は第１サブ光ビームに配置され、第２光ビームコリメータ装置１－５－２は第２サブ光ビームに配置される。サブ光ビームに光ビームコリメータ装置を配置することで、サブ光ビームがイオン化閾値の要求を満たすように、光ビームコリメータ装置を使用してサブ光ビームの光ビームパラメーターを調整することができ、さらに、イオン化結像の効果を改善することができる。

【0100】

本開示の一実施例によれば、空気イオン化表示装置１００は水冷式放熱器８－１をさらに含む。水冷式放熱器８－１は、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置及び光ビームコリメータ装置に接続され、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置及び光ビームコリメータ装置を放熱するために使用される。

【0101】

パルスシード源１－１は高エネルギーパルス光源を発生され、光ビームは、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置及び光ビームコリメータ装置を順に通過し、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置及び光ビームコリメータ装置は動作中に大量の熱を発生させるため、水冷式放熱器８－１を配置することで、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置及び光ビームコリメータ装置を放熱して、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置及び光ビームコリメータ装置に熱か過度に集中することによる機器の損傷を防止することができる。また、水冷式放熱器８－１は、水路の流れ方向を調整することにより放熱領域を調整することができ、制御性が高く、複数の機器を同時に放熱することができ、且つ、水冷のコストが低く、効果が良好であり、空気イオン化表示装置の放熱要求を満たすことができる。

【0102】

本開示の一実施例によれば、空気イオン化表示装置１００は、パルス光源箱体１０－１、温度センサ及びコントローラー７－１をさらに含む。

【0103】

パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置はすべてパルス光源箱体１０－１内に配置される。パルス光源箱体１０－１には、サブ光ビームが通過するための複数の光出口が形成される。即ち、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置の外側にパルス光源箱体１０－１でカバーされる。パルス光源箱体１０－１を使用して、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置をカバーし、パルス光源箱体１０－１に光出口を配置することによって、パルス光源箱体１０－１を使用してパルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置を損傷から保護することができるとともに、構造が簡単であり、光ビームの通常の伝送には影響が与えられない。

【0104】

温度センサは、パルス光源箱体１０－１内に配置され、パルス光源箱体１０－１の内部の温度を検出するために使用される。コントローラー７－１は、温度センサ及び水冷式放熱器８－１に信号接続され、パルス光源箱体内１０－１の温度を制御するために使用される。

【0105】

パルス光源箱体１０－１内に温度センサを配置することで、温度センサを使用してパルス光源箱体１０－１の温度を検出し、次に、温度情報をコントローラー７－１にフィードバックすることができる。コントローラー７－１は、水冷式放熱器８－１を制御して、パルス光源箱体１０－１内の機器を放熱し、パルス光源箱体１０－１内の機器に安定した良好な動作環境を提供する。

【0106】

本開示の一実施例によれば、コントローラー７－１は、サブ光ビームの出力パラメーターを制御するために、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置に信号接続される。即ち、コントローラー７－１はまた、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置を制御することができ、パルスシード源１－１、光分岐カプラ１－２、パルス増幅モジュール、パルス圧縮装置、及び光ビームコリメータ装置の動作状態を制御することで、サブ光ビームの出力パラメーターを調整し、サブ光ビームがイオン化結像の要求を満たすことを保証する。

【0107】

本開示の一実施例によれば、空気イオン化表示装置１００はコンピューター９－１をさらに含む。コンピューター９－１は、第２時間遅延線２－１２、光場調整制御モジュール２、及びコントローラー７－１に信号接続され、空気イオン化表示装置１００の各モジュールの動作状態をリアルタイムで制御し、装置の安定した動作を保証するために使用される。

【0108】

本開示の一実施例によれば、パルス増幅モジュールは、前置増幅モジュールと主増幅モジュールを含む。前置増幅モジュールは、主増幅モジュールと光分岐カプラ１－２との間に位置する。即ち、パルス増幅モジュールは、前置増幅モジュールと主増幅モジュールにより構成される。サブ光ビームは、前置増幅モジュールを通過してから、主増幅モジュールを通過する。サブ光ビームに対するパルス増幅モジュールの増幅効果を向上させることができる。

【0109】

本開示の一実施例によれば、複数のサブ光ビームのパルス幅は１０ｆｓ～１００ｎｓであり、パルスエネルギーは１０μＪ～１００ｍＪであり、パルス繰返し周波数は５０Ｈｚ～１０ＭＨｚである。

【0110】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００では、光場調整制御モジュールは、振動ミラーアセンブリ、レンズアセンブリ、及び空間光変調器を含む。第２ビームコンバイナ－４－１から射出された光ビームは、振動ミラーアセンブリに投射される。振動ミラーアセンブリは、垂直に配置された２組の反射鏡を含む。２組の反射鏡はそれぞれ前後方向及び左右方向に揺動して、光ビームの照射経路を制御する。振動ミラーアセンブリから射出された光ビームはレンズアセンブリに投射され、レンズアセンブリは光ビームを集束する。光ビームがレンズアセンブリの焦点位置に集中された後に、パワー密度が増加し、イオン化のためのパワー閾値に達する。最終的に、高パワーレーザーによって空気分子がイオン化されて、発光する輝点が形成されて、ユーザーの望む実像が形成される。

【0111】

空間光変調器は、第２ビームコンバイナ４－１と振動ミラーアセンブリとの間に位置し、光の振幅、位相、偏光状態などのパラメーターを変調することで、光波変調を実現する。光ビームは、光場を変調するように空間光変調器を通過し、次に集束システムを通過して複数の集束点を形成するため、表示画面の画素が増加する。

【0112】

レンズアセンブリは、可変焦点レンズとフラットフィールド集束レンズを含む。可変焦点レンズは、フラットフィールド集束レンズと振動ミラーアセンブリとの間に位置する。光ビームは、光場を変調するように空間光変調器を通過し、次にその射出方向を調整するように振動ミラーアセンブリに反射される。光ビームは、可変焦点レンズ及びフラットフィールド集束レンズを透過した後に、空気イオン化領域中の指定された点に集束される。最終的に、高パワーレーザーで空気分子がイオン化されて、発光する輝点が形成される。

【0113】

可変焦点レンズは、結像要求に応じて焦点と可変焦点レンズとの間の距離を調整することができ、さらに、焦点位置を調整することによって３次元立体構造の実像を生成することができる。フラットフィールド集束レンズと可変焦点レンズの協働により、生成された実像が結像中に曲がったり歪んだりするのを防ぐことができる。コンピューター９－１は、空間光変調器、振動ミラーアセンブリ、及びレンズアセンブリを積極的に制御し、表示する必要のある画面に応じてレーザーイオン化点の位置及び表示画面の画素を調整する。

【0114】

本開示の別の幾つかの実施例では、パルス光源モジュール１は、複数のパルス光源を採用し、パルス光源のパルスエネルギーを限定する。以下、図５と６を参照しながら、該パルス光源モジュール１に基づいた本開示の空気イオン化表示装置１００を説明する。

【0115】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００は複数のパルス光源１０を含む。パルス光源１０のパルスエネルギーは、空気イオン化閾値よりも小さく、複数のパルス光源１０のパルスエネルギーの合計は、空気イオン化閾値よりも大きい。複数のパルス光源１０によって発生した光ビームの大部分は、光場調整制御モジュール２に投射される。光場調整制御モジュール２は、複数のパルス光ビームを調整して集束し、表示領域の指定された位置で合流させ、空気をイオン化して、ホログラフィック実像を形成する。

【0116】

各パルス光源１０のパルスパワー密度が比較的小さく、空気イオン化閾値よりも小さい。パルス光源１０によって発生した単一の光ビームは、投射中に周囲の空気をイオン化することがない。複数の低パワーパルス光源１０が互いに協働して同じ点を照射し、複数の光ビームが交差する位置でのレーザーパワー密度が重畳して空気イオン化の閾値を超えることで、合流点での空気をイオン化して、ホログラフィック実像を形成する。

【0117】

このようにして、本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００は、複数のパルス光源１０の協働により、光ビームの合流点でのレーザーパワー密度を向上させて、光ビームの合流点の位置で空気をイオン化してホログラフィック実像を形成することができる。その結果、単一のパルス光源１０に対する規格要求を低減し、空気イオン化表示装置１００の製造コストを大幅に低減することができるとともに、従来の空気イオン化表示装置１００のレンズアセンブリを排除することができ、空気イオン化表示装置１００の構造設計を簡略化することができる。

【0118】

図５に示すように、幾つかの具体的な実施例では、空気イオン化表示装置１００は、第２繰返し周波数調整アセンブリ２０をさらに含む。第２繰返し周波数調整アセンブリ２０は、パルス光源１０と表示領域との間に配置され、複数のパルス光源１０の繰返し周波数を調整するために使用される。第２繰返し周波数調整アセンブリ２０は、複数のパルス光源１０に信号接続され、且つ、複数のパルス光源１０によって投射された光ビームの繰返し周波数信号を受信して、受信した繰返し周波数信号に基づいてパルス光源１０を調整することができる。

【0119】

パルス光源１０の繰返し周波数は、１秒あたりにパルス光源１０によって発生したトリガパルスの数を指す。第２繰返し周波数調整アセンブリ２０により、複数のパルス光源１０から放出された複数の光ビームのパルス繰返し周波数を調整することができる。

【0120】

本開示の実施例に係る空気イオン化表示装置１００では、第２繰返し周波数調整アセンブリ２０は、第２光電検出器２１、第２周波数参照源２２、及び第２サーボコントローラ２３を含む。

【0121】

第２光電検出器２１は複数とすることができ、その数がパルス光源１０の数と同じであってもよい。複数の第２光電検出器２１は、複数のパルス光源１０と表示領域との間に１対１対応で配置され、パルス光源の繰返し周波数を検出するために使用される。図５に示すように、本実施例では、パルス光源１０と第２光電検出器２１はいずれも２つある。２つのパルス光源１０はそれぞれ第１パルス光源１５と第２パルス光源１６である。１番目の第２光電検出器２１は、第１パルス光源１５と表示領域との間に対応的に配置され、第１パルス光源１５の光ビーム出力の繰返し周波数を検出するために使用される。２番目の第２光電検出器２１は、第２パルス光源１６と表示領域との間に対応的に配置され、第２パルス光源１６の光ビーム出力の繰返し周波数を検出するために使用される。

【0122】

第２サーボコントローラ２３は、第２光電検出器２１、第２周波数参照源２２、及びパルス光源１０に信号接続される。第２周波数参照源２２は、第２サーボコントローラ２３に周波数参照標準を提供するために使用される。第２周波数参照源２２には、所望の周波数の周波数標準パラメーターが予め設定される。機器起動後に、第２周波数参照源２２によって出力された周波数パラメーターは周波数標準として、第２サーボコントローラ２３に参照として提供される。

【0123】

第２サーボコントローラ２３は、１番目の第２光電検出器、第２周波数参照源２２、第１パルス光源１５、２番目の第２光電検出器、及び第２パルス光源１６に接続される。光ビームがパルス光源１０に対応する第２光電検出器２１に照射されると、フィードバック情報が生成される。第２サーボコントローラ２３は、第２光電検出器２１からのフィードバック情報、及び第２周波数参照源２２による周波数標準信号に基づいて、パルス光源１０を制御することにより、その出力パルスの繰返し周波数を制御する。

【0124】

具体的には、第２サーボコントローラ２３は、１番目の第２光電検出器２１によってフィードバックされた第１パルス光源１５の光ビーム射出の繰返し周波数パラメーターを受信した後、第２周波数参照源２２によって提供された周波数パラメーターと比較しており、第１パルス光源１５の出力光ビームがパラメーター要求を満たさない場合、第１パルス光源１５の出力光ビームが要求を満たすまで第１パルス光源１５を調整する。同様に、第２サーボコントローラ２３は、第２周波数参照源２２及び２番目の第２光電検出器２１に応じて、第２パルス光源１６の光ビーム出力の繰返し周波数パラメーターを調整する。

【0125】

図６に示すように、パルス光源１０と表示領域との間に第３光スプリッター１７が設けられ、複数の第１光スプリッター１７は、複数のパルス光源１０の光ビームの一部を複数の第２光電検出器２１に１対１対応で反射する。第３光スプリッター１７は、これに対応して、第１パルス光源１５の光ビームの一部を１番目の第２光電検出器２１に反射する。第１パルス光源１５によって発生した光ビームは、第３光スプリッター１７を通過した後に、２つの光ビームに分割される。一方の光ビームは、第２光電検出器２１に投射されて、第１パルス光源１５が光ビームを発生する繰返し周波数を検出するために使用される。他方の光ビームは、表示領域に投射されて、イオン化結像のために使用される。同様に、第２パルス光源１６によって発生した光ビームは、第３光スプリッター１７を通過した後に、２つの光ビームに分割される。一方の光ビームは、第２光電検出器２１に投射され、第２パルス光源１６が光ビームを発生させる繰返し周波数を検出するために使用される。他方の光ビームは、表示領域に投射されて、イオン化結像のために使用される。第２サーボコントローラ２３は、１番目の第２光電検出器２１と２番目の第２光電検出器２１からのフィードバック情報に基づいて、第１パルス光源１５と第２パルス光源１６のパルス繰返し周波数パラメーターを調整する。

【0126】

幾つかの具体的な実施例では、第３光スプリッター１７の透過率はＡ１であり、９９％≦Ａ１≦９９．５％であり、第３光スプリッター１７の反射率はＡ２であり、０．５％≦Ａ２≦１％である。パルス光源１０によって発生した光ビームは、第３光スプリッター１７を通過し、一方の部分は、周波数パラメーターを検出するために光電検出器に使用され、他方の部分は、結像のために使用される。第２光電検出器２１が光ビームの繰返し周波数パラメーターを検討するとき、比較的少量のエネルギーの光ビームで繰返し周波数を検出することができるため、第３光スプリッター１７の透過率と反射率を上記の範囲内に設定することで、光電検出器が光ビームの繰返し周波数を安定して正確に検出することができるとともに、結像のためのパルスエネルギーが占めるパルスの総エネルギーの割合を高めて、圧倒的多数の光ビームは、結像のために光スプリッターを通過する。

【0127】

本開示の幾つかの実施例によれば、各パルス光源１０はパルス発生器０１１を含む。パルス発生器０１１は、パルス光ビームを発生させるために使用される。複数のパルス光源１０は、複数のパルス光ビームを同期に発生させる。光場調整制御モジュール２は、複数のパルス光源１０に１対１対応する光場調整制御器０１２を含む。光場調整制御器０１２は、それに対応するパルス発生器０１１と表示領域との間に位置する。パルス発生器０１１によって発生したパルス光ビームは、光場調整制御器０１２に照射され、光場調整制御を経て表示領域に投射される。第３光スプリッター１７は、パルス発生器０１１と光場調整制御器０１２との間に位置する。

【0128】

パルス発生器０１１によって発生した光ビームは、光場調整制御器０１２を通過する。光場調整制御器０１２は、パルス発生器０１１によって発生した光ビームを調整し制御することにより、光ビームの方向を制御することができる。それにより、複数のパルス発生器０１１によって発生した光ビームを制御して結像領域４０で合流させ、合流点で空気をイオン化して、必要に応じて特定の位置でホログラフィック実像を形成するための実像を形成することができる。

【0129】

第３光スプリッター１７をパルス発生器０１１と光場調整制御器０１２との間に配置することで、パルス発生器０１１により光場調整制御器０１２に照射される光ビームの方向が固定であるため、第３光スプリッター１７が光ビームを分離することに利便性を提供することができ、光ビームの投射方向に揺れが発生して分光効果に影響を与えるのを防止し、第２光電検出器２１が常に光ビームを検出できることを保証することができる。

【0130】

本開示の幾つかの実施例によれば、パルス光源モジュール１は、第２パルス時間遅延モニター８と第３時間遅延線９をさらに含む。第２パルス時間遅延モニター８は、複数のパルス光源１０と表示領域との間に配置され、パルス光源１０の出力パルス遅延信号を監視するために使用される。第２パルス時間遅延モニター８は、監視して得たパルス遅延信号をコントローラー５２に入力し、次に第３時間遅延線９を駆動して、複数のパルス光源１０によって発生した複数のパルスを表示領域に同期に投射するように、複数のパルスの時間遅延を制御する。

【0131】

第３時間遅延線９は、パルス発生器０１１と光場調整制御器０１２との間に配置され、第２パルス時間遅延モニター８に信号接続され、第２パルス時間遅延モニター８からのフィードバック情報に基づいて、パルス光源１０の出力光ビームのパルス時間遅延を補償するために使用される。

【0132】

第２パルス時間遅延モニター８及び第３時間遅延線９を配置することで、パルス光源１０の出力パルスの遅延情報を監視し調整することができるので、パルス光源１０によって発生したパルスが合流点で時間的に同期することを保証し、ひいては空気イオン化表示装置１００が空中結像を完了することを保証することができる。

【0133】

本開示の幾つかの実施例によれば、第３時間遅延線９の数は、パルス光源１０の数と同じである。複数の第３時間遅延線は、複数のパルス光源１０に１対１対応する。複数の第３時間遅延線９を配置して、それぞれに対応するパルス光源１０によって出力されたパルスを時間補償することで、パルス光源１０によって発生したパルスの時間遅延の不一致により、パルスの合流点での空気分子がイオン化閾値に到達できずイオン化できないことを防止する。

【0134】

図５に示すように、本開示の幾つかの実施例によれば、第３光スプリッター１７と第２光電検出器２１との間に第４光スプリッター１８が配置される。第４光スプリッター１８は、第３光スプリッター１７で反射された光ビームの一部を第２パルス時間遅延モニター８に反射する。即ち、パルス光源１０によって発生した光ビームは、まず第３光スプリッター１７を通過する。光ビームの一方の部分は、第３光スプリッター１７を透過して、結像のために結像領域４０に投射される。光ビームの他方の部分は、第２光電検出器２１に照射される。第２光電検出器２１に照射された光ビームは、第４光スプリッター１８を通過しており、一部が、第２光電検出器上２１に照射され、パルスの繰返し周波数信号を検出するために使用され、もう一部が、第２パルス時間遅延モニター８に照射され、パルスの時間遅延情報を監視するために使用される。このようにして、パルス光源１０の様々なパラメーターを正確に検出することができる。

【0135】

本開示の幾つかの実施例によれば、第４光スプリッター１８は複数ある。１つの第４光スプリッター１８と第２パルス時間遅延モニター８との間に第３ビームコンバイナ１９が設けられ、残りの第４光スプリッター１８と第３ビームコンバイナ１９との間に第３反射鏡３４が設けられる。第３反射鏡３４は、第４光スプリッター１８によって反射された光ビームを第３ビームコンバイナ１９に反射するために使用される。

【0136】

図５に示すように、第４光スプリッター１８は２つあり、それぞれが前部第４光スプリッター１８１と後部第４光スプリッター１８２である。前部第４光スプリッター１８１と第２パルス時間遅延モニター８との間に第３ビームコンバイナ１９が設けられ、後部第４光スプリッター１８２と第３ビームコンバイナ１９との間に第３反射鏡３４が設けられる。第３反射鏡３４は、後部第４光スプリッター１８２によって分離された光ビームを第３ビームコンバイナ１９に照射するために使用される。第３ビームコンバイナ１９は、前部第４光スプリッター１８１及び後部第４光スプリッター１８２によって分離された光ビームを併合して、第２パルス時間遅延モニター８に投射する。

【0137】

幾つかの具体的な実施例では、第４光スプリッター１８は、それぞれ、前部の第４光スプリッター、中間の第４光スプリッター、及び後部の第４光スプリッターの３つに分けることができる。第３反射鏡３４は、それぞれ、１番目の第３反射鏡及び２番目の第３反射鏡の２つとすることができる。前部の第４光スプリッターと第２パルス時間遅延モニター８との間に第３ビームコンバイナ１９が設けられ、中間の第４光スプリッターと第３ビームコンバイナ１９との間に１番目の第３反射鏡が設けられる。１番目の第３反射鏡は、中間の第４光スプリッターによって分離された光ビームを第３ビームコンバイナ１９に照射するために使用される。後部の第４光スプリッターと第３ビームコンバイナ１９との間に２番目の第３反射鏡が設けられる。２番目の第３反射鏡は、後部の第４光スプリッターによって分離された光ビームを第３ビームコンバイナ１９に照射するために使用される。第３ビームコンバイナ１９は、前部の第４光スプリッター１８、中間の第４光スプリッター１８、及び後部の第４光スプリッター１８によって分離された光ビームを併合して、第２パルス時間遅延モニター８に照射する。

【0138】

第３ビームコンバイナ１９及び第３反射鏡３４を配置することで、１つの第２パルス時間遅延モニター８を使用して、複数の光ビームの遅延情報を監視することができ、ひいては第２パルス時間遅延モニター８の動作効率を向上させることができるとともに、空気イオン化表示装置１００の構造設計を簡略化することができる。

【0139】

本実施例では、複数のパルス光源１０の繰返し周波数は同じであり、パルス光源１０のパルス幅は５０ｆｓ～１００ｎｓであり、パルス光源１０のパルスエネルギーは２０μＪ～１０ｍＪであり、パルス光源１０の繰返し周波数は５００Ｈｚ～１０ＭＨｚである。これにより、ホログラフィック実像の結像効果及び画素を増加させることができる。

【0140】

本開示の説明では、「第１特徴」、「第２特徴」は、１つ又は複数の該特徴を含み得る。

【0141】

本開示の説明では、「複数」の意味は、２つ又は２つ以上である。

【0142】

本開示の説明では、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」であるとは、第１と第２特徴が直接接触することを含んでもよいし、第１と第２特徴が直接接触せず、それらの間の別の特徴を介して接触することを含んでもよい。

【0143】

本開示の説明では、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上側」であるとは、第１特徴が第２特徴の真上方及び斜め上方であるか、又は単に第２特徴と比較して第１特徴の水平高さが高いことを意味する。

【0144】

本明細書の説明において、「一実施例」、「幾つかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」、又は「幾つかの例」などの用語を参照する説明は、該実施例又は例と併せて説明される具体的な特徴、構造、材料又は特性が本開示の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書では、上記の用語の例示的な表現は、必ずしも同じ実施例又は例を指すとは限らない。また、説明される具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ又は複数の実施例又は例において、適切な方式で組み合わせることができる。

【0145】

本開示の実施例が示され説明されているが、当業者は、本開示の原理及び趣旨から逸脱することなく、これらの実施例に対して様々な変更、修正、置換、及び変形を行うことができることを理解できる。本開示の範囲は、特許請求の範囲及びその同等物によって限定される。

【符号の説明】

【0146】

空気イオン化表示装置１００；
パルス光源モジュール１、光場調整制御モジュール２；
第１繰返し周波数調整アセンブリ３、第１パルス時間遅延モニター４、第１時間遅延線５、表示領域２００；
パルス光源１０、第１ビームコンバイナ１１、第１光スプリッター１２、第２光スプリッター１３、第１反射鏡１４；
第１光電検出器３１、第１周波数参照源３２、第１サーボコントローラ３３、コントローラー４２；
第１パルス光源１０１、第２パルス光源１０２、光電検出器３１１、光電検出器３１２、光電検出器３１３、第１上部の光スプリッター１２３、第１中間の光スプリッター１２１、第１下部の光スプリッター１２２、ビームコンバイナ１１１、ビームコンバイナ１１２；１番目の第１反射鏡７１、２番目の第２反射鏡７２、第１時間遅延線５は、時間遅延線６１、時間遅延線６２及び時間遅延線６３；
第２ビームコンバイナ４－１、第２時間遅延線２－１２、第２反射鏡３－１、水冷式放熱器８－１、パルス光源箱体１０－１、コンピューター９－１、コントローラー７－１；
第２繰返し周波数調整アセンブリ２０、コントローラー５２、第３光スプリッター１７、第２光電検出器２１、第２周波数参照源２２、第２サーボコントローラ２３、パルス発生器０１１、光場調整制御器０１２、結像領域４０、第２パルス時間遅延モニター８、第３時間遅延線９、第４光スプリッター１８、第３ビームコンバイナ１９、第３反射鏡３４、前部第４光スプリッター１８１、後部第４光スプリッター１８２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】