全息信息記錄和再現(xiàn)裝置、顯示設(shè)備的制造方法
【專利摘要】公開一種全息信息記錄和再現(xiàn)裝置、顯示設(shè)備。全息信息記錄裝置包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束和物光束，該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件，其中該電光調(diào)節(jié)元件布置在待再現(xiàn)物體和該記錄介質(zhì)之間的光路上，接收從該待再現(xiàn)物體散射的該物光束，并且調(diào)節(jié)該物光束的出射方向和焦距以照射該記錄介質(zhì)；以及其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束和經(jīng)該電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)的該物光束，并且該參考光束和該物光束在該記錄介質(zhì)中形成與該待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息。通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)光束的出射方向和焦距，無需旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)即可實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄和再現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化記錄和再現(xiàn)過程，提高可靠性。
【專利說明】
全息信息記錄和再現(xiàn)裝置、顯示設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全息信息記錄裝置、全息信息再現(xiàn)裝置、以及顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]基于全息信息的立體顯示越來越受到關(guān)注。在全息信息的記錄過程中，沿不同路徑傳播的兩個(gè)激光束，即參考光束和物光束，相互干涉形成光學(xué)干涉圖案。該光學(xué)干涉圖樣引起感光記錄介質(zhì)中的化學(xué)或物理變化，使得與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息被記錄在記錄介質(zhì)中。在全息信息的再現(xiàn)過程中，與用于記錄的參考光束相似的參考光束照射到記錄介質(zhì)，使得記錄介質(zhì)中的光學(xué)干涉圖樣對(duì)參考光束進(jìn)行衍射以再現(xiàn)物光束，從而再現(xiàn)信息。
[0003]圖1為一種全息信息記錄和再現(xiàn)裝置的示意圖。如圖1所示，諸如激光器的光源10發(fā)出源光束11，該源光束11被分束器20分成參考光束21和物光束22。參考光束21經(jīng)反射鏡30反射之后的參考光束31照射到光折變晶體40上。另外，物光束22照射到待再現(xiàn)物體70上之后發(fā)生漫反射，并且經(jīng)過漫反射的物光束72照射到光折變晶體40上。參考光束31和物光束72疊加產(chǎn)生干涉，使得與待再現(xiàn)物體70有關(guān)的信息被光折變晶體40記錄。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在提供一種改進(jìn)的全息信息記錄和再現(xiàn)裝置、顯示設(shè)備。
[0005]在第一方面，提供了一種全息信息記錄裝置，包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束和物光束，該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件，其中該電光調(diào)節(jié)元件布置在待再現(xiàn)物體和該記錄介質(zhì)之間的光路上，接收從該待再現(xiàn)物體散射的該物光束，并且調(diào)節(jié)該物光束的出射方向和焦距以照射該記錄介質(zhì)；以及其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束和經(jīng)該電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)的該物光束，并且該參考光束和該物光束在該記錄介質(zhì)中形成與該待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息。在施加的電信號(hào)例如電壓變化時(shí)，該電光調(diào)節(jié)元件的折射率發(fā)生變化，從而使入射光束從其透射之后的方向和焦距發(fā)生變化。根據(jù)本實(shí)用新型，通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)物光束的出射方向和焦距實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄，使得不需要旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)以記錄全息信息。這簡(jiǎn)化了記錄過程并且提高了記錄的可靠性。此外，由于不需要提供在記錄過程中使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置，該全息信息記錄裝置中的部件數(shù)目減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且成本降低。再者，由于記錄介質(zhì)不需要旋轉(zhuǎn)，因此可以防止由于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄時(shí)引起的串?dāng)_。
[0006]例如，該全息信息記錄裝置還包括光束分離元件，其中該光束分離元件布置成將該光源發(fā)射的源光束分離成該參考光束和該物光束。該光束分離元件可以是分光棱鏡、偏振分束器等。該分光棱鏡可以將源光束按照一定比例分成一定夾角的反射光束和透射光束。示例性地，該分光棱鏡可以將源光束按照1:1的比例分離成該參考光束和該物光束，其中該參考光束為透射光束，該物光束為反射光束。該光束分離元件還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的其它光學(xué)元件，只要其可以對(duì)源光束分束即可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。
[0007]例如，該全息信息記錄裝置還包括至少一個(gè)光束偏轉(zhuǎn)元件，其中該光束偏轉(zhuǎn)元件布置成將該參考光束偏轉(zhuǎn)到該記錄介質(zhì)以及將該物光束偏轉(zhuǎn)到該待再現(xiàn)物體。該光束偏轉(zhuǎn)元件可以是反射鏡、全反射棱鏡等。通過在全息信息記錄裝置中提供該光束偏轉(zhuǎn)元件，光路的設(shè)計(jì)自由度可以顯著提高。該光束偏轉(zhuǎn)元件還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的其它光學(xué)元件，只要其可以對(duì)光束偏轉(zhuǎn)即可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。
[0008]例如，該全息信息記錄裝置還包括光束擴(kuò)展元件，其中該光束擴(kuò)展元件布置在該光源和該光束分離元件之間的光路上，接收該光源發(fā)射的源光束，并且將該源光束擴(kuò)束準(zhǔn)直后照射該光束分離元件。該光束擴(kuò)展元件可以擴(kuò)展源光束的直徑，并且可以減小源光束的發(fā)散角。該光束擴(kuò)展元件可以是開普勒型擴(kuò)束器、伽利略型擴(kuò)束器或者其它透鏡組合。該光束擴(kuò)展元件還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的其它光學(xué)元件，只要其可以對(duì)光源發(fā)射的源光束進(jìn)行擴(kuò)束準(zhǔn)直即可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。
[0009]例如，該全息信息記錄裝置還包括光束聚集元件，其中該光束聚集元件布置在該待再現(xiàn)物體的上游，并且將物光束會(huì)聚到該待再現(xiàn)物體。該光束聚集元件可以是諸如凸透鏡的光學(xué)元件，用于會(huì)聚物光束以提高其利用效率。該光束聚集元件還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的其它光學(xué)元件，只要其可以對(duì)物光束進(jìn)行會(huì)聚即可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限定。
[0010]例如，該電光調(diào)節(jié)元件為液晶透鏡。普通光學(xué)透鏡由于依賴厚度、折射率與焦距單一，已經(jīng)不能滿足精細(xì)小型光學(xué)系統(tǒng)的要求。相比之下，液晶透鏡具有尺寸微小、厚度薄、易于集成、成像質(zhì)量好、響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較快，焦距可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。例如，液晶透鏡能夠在毫秒量級(jí)的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)光束的方向調(diào)節(jié)和焦距的變化功能。采用液晶透鏡作為電光調(diào)節(jié)元件以實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄(和再現(xiàn))，與采用傳統(tǒng)光學(xué)元件相比具有顯著優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)光學(xué)元件通常需要多種光學(xué)元件用于分光、準(zhǔn)直、偏轉(zhuǎn)和會(huì)聚等，使得光路復(fù)雜，光路的調(diào)整復(fù)雜且耗時(shí)，系統(tǒng)部件數(shù)目多且體積龐大。采用諸如液晶透鏡的電光調(diào)節(jié)元件用于全息信息的記錄(和再現(xiàn))時(shí)，極大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的光路，使得光路調(diào)整簡(jiǎn)單。由于液晶透鏡的響應(yīng)速度快，因此可以實(shí)現(xiàn)快速的光束調(diào)節(jié)，從而快速地完成全息信息的記錄(和再現(xiàn))。液晶透鏡外形小巧且易于集成，這有利于提高全息信息記錄(和再現(xiàn))裝置的微型化和集成化。再者，與諸如透鏡、透鏡陣列或透鏡組合的傳統(tǒng)光學(xué)元件相比，液晶透鏡在價(jià)格上更具優(yōu)勢(shì)，這有利于液晶透鏡的廣泛應(yīng)用并且降低全息信息記錄(和再現(xiàn))裝置的成本。
[0011]例如，該記錄介質(zhì)為光折變晶體、光折變聚合物、光致聚合物和光致變色材料其中之一。該記錄介質(zhì)可以由能夠?qū)δ骋徊ㄩL(zhǎng)的光束做出相應(yīng)并且內(nèi)部折射率發(fā)生變化的任何全息記錄材料形成。
[0012]例如，該光源為激光器，并且該參考光束和該物光束為相干光束。采用激光器作為全息信息記錄裝置的光源，可以方便地提供彼此相干的參考光束和物光束，使得該參考光束和物光束相互干涉形成光學(xué)干涉圖案，從而在該記錄介質(zhì)中形成與該待再現(xiàn)物體有關(guān)的
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[0013]在第二方面，本實(shí)用新型提供了一種全息信息再現(xiàn)裝置，包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束，并且該記錄介質(zhì)含有由物光束和該參考光束形成的與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息，該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件，其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束，該參考光束與該記錄介質(zhì)中的信息相互作用以產(chǎn)生再現(xiàn)光束；以及其中該電光調(diào)節(jié)元件在光路中布置在該記錄介質(zhì)的下游，接收從該記錄介質(zhì)發(fā)射的該再現(xiàn)光束，并且調(diào)節(jié)該再現(xiàn)光束的出射方向和焦距以形成該待再現(xiàn)物體的全息像。根據(jù)本實(shí)用新型，通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)再現(xiàn)光束的出射方向和焦距實(shí)現(xiàn)全息信息的再現(xiàn)，使得不需要旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)以再現(xiàn)全息信息。這簡(jiǎn)化了再現(xiàn)過程并且提高了再現(xiàn)的可靠性。此夕卜，由于不需要提供在再現(xiàn)過程中使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置，該全息信息再現(xiàn)裝置中的部件數(shù)目減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且成本降低。再者，由于記錄介質(zhì)不需要旋轉(zhuǎn)，因此可以防止由于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)進(jìn)行再現(xiàn)時(shí)引起的串?dāng)_。
[0014]例如，該全息信息再現(xiàn)裝置還包括光束擴(kuò)展元件，其中該光束擴(kuò)展元件布置成接收該光源發(fā)射的源光束并且將該源光束擴(kuò)束準(zhǔn)直后照射該記錄介質(zhì)。該光束擴(kuò)展元件可以擴(kuò)展源光束的直徑，并且可以減小源光束的發(fā)散角。
[0015]例如，該電光調(diào)節(jié)元件為液晶透鏡。通過采用液晶透鏡作為電光調(diào)節(jié)元件，有利于全息信息再現(xiàn)裝置的小型化。
[0016]在第三方面，本實(shí)用新型提供了一種顯示設(shè)備，包括上文所述的全息信息記錄裝置以及上文所述的全息信息再現(xiàn)裝置。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的顯示設(shè)備具有與上文所述的全息信息記錄裝置和全息信息再現(xiàn)裝置相同或相似的益處，此處不再贅述。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的全息信息記錄和再現(xiàn)裝置、顯示設(shè)備，通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)物光束的出射方向和焦距實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄和再現(xiàn)，使得不需要旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)以記錄和再現(xiàn)全息信息。這簡(jiǎn)化了記錄和再現(xiàn)過程并且提高了記錄和再現(xiàn)的可靠性。此外，由于不需要提供在記錄和再現(xiàn)過程中使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置，全息信息記錄和再現(xiàn)裝置中的部件數(shù)目減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且成本降低。再者，由于記錄介質(zhì)不需要旋轉(zhuǎn)，因此可以防止由于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄和再現(xiàn)時(shí)引起的串?dāng)_。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖做簡(jiǎn)單介紹。應(yīng)理解，下面描述中的附圖僅僅涉及本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而不是旨在限制本實(shí)用新型。
[0020]圖1為已知的全息信息記錄和再現(xiàn)裝置的示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全息信息記錄裝置的示意圖；
[0022]圖3A和3B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電光調(diào)節(jié)元件進(jìn)行全息信息記錄的原理圖；以及
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全息信息再現(xiàn)裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行詳細(xì)說明，所舉實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并非以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]附圖中示出的部件標(biāo)注如下:10光源；11源光束；20分束器;21參考光束；22物光束;30反射鏡;31參考光束;40光折變晶體;70待再現(xiàn)物體;72物光束；100光源；101源光束；110光束擴(kuò)展元件；120光束分離元件；121參考光束；122物光束；130光束偏轉(zhuǎn)元件；140記錄介質(zhì)；142再現(xiàn)光束；150光束偏轉(zhuǎn)元件；152物光束；160光束聚集元件；162物光束；170待再現(xiàn)物體；172物光束；180電光調(diào)節(jié)元件；182、182 ’物光束；183再現(xiàn)光束；190全息像。
[0026]在圖1所示的全息信息記錄和再現(xiàn)裝置的記錄過程中，將光折變晶體40設(shè)置在一個(gè)角度后，該全息信息記錄和再現(xiàn)裝置只能記錄在相應(yīng)角度接收到的待再現(xiàn)物體70的漫反射的物光束72。如果要記錄待再現(xiàn)物體70的完整的漫反射的物光束72，光折變晶體40需要分別旋轉(zhuǎn)到多個(gè)角度，使得待再現(xiàn)物體70在這些角度下的漫反射的物光束72被光折變晶體40記錄，從而更真實(shí)地記錄該待再現(xiàn)物體70。即，該全息信息記錄和再現(xiàn)裝置在記錄全息信息時(shí)，光折變晶體40需要旋轉(zhuǎn)不同角度以實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄。類似地，在該全息信息的再現(xiàn)過程中，光折變晶體40也需要旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)全息信息的再現(xiàn)。因此，該全息信息記錄和再現(xiàn)裝置中需要額外提供使光折變晶體旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置，這增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
[0027]為此，本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供了一種全息信息記錄裝置，包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束和物光束，該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件，其中該電光調(diào)節(jié)元件布置在待再現(xiàn)物體和該記錄介質(zhì)之間的光路上，接收從該待再現(xiàn)物體散射的該物光束，并且調(diào)節(jié)該物光束的出射方向和焦距以照射該記錄介質(zhì)；以及其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束和經(jīng)該電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)的該物光束，并且該參考光束和該物光束在該記錄介質(zhì)中形成與該待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息。
[0028]下面結(jié)合圖2具體說明全息信息記錄裝置的【具體實(shí)施方式】。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全息信息記錄裝置的示意圖。如圖2所示，該全息信息記錄裝置包括光源100和記錄介質(zhì)140。光源100布置成提供參考光束121和物光束122。該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件180，其布置在待再現(xiàn)物體170和記錄介質(zhì)140之間的光路上，接收從待再現(xiàn)物體170散射的物光束172，并且調(diào)節(jié)物光束182的出射方向和焦距以照射記錄介質(zhì)140。記錄介質(zhì)140布置成接收來自光源100的參考光束131和經(jīng)電光調(diào)節(jié)元件180調(diào)節(jié)的物光束182。參考光束131和物光束182在記錄介質(zhì)140中形成與待再現(xiàn)物體170有關(guān)的信息。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型，通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)物光束的出射方向和焦距實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄，使得不需要旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)以記錄全息信息。這簡(jiǎn)化了記錄過程并且提高了記錄的可靠性。此外，由于不需要提供在記錄過程中使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置，該全息信息記錄裝置中的部件數(shù)目減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且成本降低。再者，由于記錄介質(zhì)不需要旋轉(zhuǎn)，因此可以防止由于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄時(shí)引起的串?dāng)_。
[0030]該全息信息記錄裝置還可以包括光束分離元件120。光束分離元件120布置成將光源100發(fā)射的源光束101分離成參考光束121和物光束122。光束分離元件120可以是分光棱鏡、偏振分束器等。示例性地，光束分離元件120為分光棱鏡，其將源光束101按照1:1的比例分離成參考光束121和物光束122。如所示，參考光束121可以為透射光束，并且物光束122可以為反射光束。
[0031]該全息信息記錄裝置還可以包括至少一個(gè)光束偏轉(zhuǎn)元件130、150。光束偏轉(zhuǎn)元件130布置成將參考光束121偏轉(zhuǎn)到記錄介質(zhì)140。光束偏轉(zhuǎn)元件150布置成將物光束122偏轉(zhuǎn)到待再現(xiàn)物體170。光束偏轉(zhuǎn)元件130、150可以是反射鏡、全反射棱鏡等。
[0032]該全息信息記錄裝置還可以包括光束擴(kuò)展元件110。光束擴(kuò)展元件110布置在光源100和光束分離元件120之間的光路上，接收光源100發(fā)射的源光束101，并且將源光束101擴(kuò)束準(zhǔn)直后照射光束分離元件120。光束擴(kuò)展元件110可以擴(kuò)展源光束101的直徑，并且可以減小源光束101的發(fā)散角。光束擴(kuò)展元件110可以是開普勒型擴(kuò)束器、伽利略型擴(kuò)束器、或者其它透鏡組合。
[0033]該全息信息記錄裝置還可以包括光束聚集元件160。光束聚集元件160布置在待再現(xiàn)物體170的上游，并且將經(jīng)過光束偏轉(zhuǎn)元件150偏轉(zhuǎn)的物光束152會(huì)聚到待再現(xiàn)物體170。光束聚集元件160可以是諸如凸透鏡的光學(xué)元件，用于形成會(huì)聚的物光束162以提高利用效率。
[0034]該電光調(diào)節(jié)元件180可以為液晶透鏡。液晶透鏡是一種典型的微光學(xué)元件，具有尺寸微小、厚度薄、易于集成、成像質(zhì)量好、響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較快，焦距可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。例如，液晶透鏡能夠在毫秒量級(jí)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)光束的方向調(diào)節(jié)和焦距的變化功能。因此，通過采用液晶透鏡作為電光調(diào)節(jié)元件180，有利于全息信息記錄裝置的小型化。該液晶透鏡可以為聚合物分散液晶(PDLC)透鏡，也可以是其它類型的液晶透鏡。
[0035]液晶透鏡可以通過具有非對(duì)稱電極結(jié)構(gòu)的液晶盒來實(shí)現(xiàn)。例如，通過將液晶盒的導(dǎo)電玻璃一面刻蝕出圓孔或者環(huán)帶等形狀，形成上下玻璃導(dǎo)電基板的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由此制成液晶透鏡。當(dāng)在兩片導(dǎo)電玻璃之間施加電壓時(shí)，液晶盒內(nèi)產(chǎn)生非均勻電場(chǎng)分布，對(duì)液晶指向矢產(chǎn)生誘導(dǎo)，形成非均勻的有效折射率分布。即，液晶呈現(xiàn)出光學(xué)透鏡漸變折射率梯度分布，造成對(duì)光線的偏折，達(dá)到聚焦效果，形成聚焦光學(xué)透鏡。由于只需在一導(dǎo)電玻璃的表面形成圓孔或環(huán)帶，從而形成非對(duì)稱電極以實(shí)現(xiàn)透鏡功能，這種液晶透鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可以較好地兼容液晶面板的當(dāng)前工藝。
[0036]可替換地，液晶透鏡可以由具有球形腔的液晶盒來實(shí)現(xiàn)。例如，在平板對(duì)稱的導(dǎo)電液晶盒內(nèi)部制作成突起的球面面型結(jié)構(gòu)，將液晶注入球面型結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生聚焦，并且在電場(chǎng)調(diào)控下液晶光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生折射率的變化，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)焦距的目的。在液晶盒內(nèi)部形成球形腔并且將液晶灌注于該球形腔，這相當(dāng)于通過改變材料厚度實(shí)現(xiàn)光束的折射率分布，從而有利于電光調(diào)節(jié)元件在全息信息記錄(和再現(xiàn))過程中的穩(wěn)定性。
[0037]記錄介質(zhì)140可以為光折變晶體、光折變聚合物、光致聚合物和光致變色材料其中之一。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，以記錄介質(zhì)140為光折變晶體作為示例進(jìn)行闡述。光折變晶體主要包括電光晶體和鉍硅族氧化物，其中電光晶體的電光系數(shù)大且衍射效率高，鉍硅族氧化物晶體的響應(yīng)時(shí)間短且光折變靈敏度較大。常見的光折變晶體包括鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、鈦酸鋇(BaT13)、鈮酸鉀(KNbO3)、硅酸鉍(Bi12S12Q)、鍺酸鉍(Bi12GeO2O)等。光致聚合物具有高的感光靈敏度，大的動(dòng)態(tài)范圍和高的記錄密度等優(yōu)點(diǎn)，也可以應(yīng)用于本實(shí)用新型的記錄介質(zhì)140。此外，記錄介質(zhì)140可以是光折變聚合物，例如PMMA:DTNB:C60、PQ/PMMA等。
[0038]光源100可以為激光器，藉此可以方便地提供彼此相干的參考光束121和物光束122。光源100也可以是其它能夠產(chǎn)生并發(fā)出激光的光學(xué)器件。
[0039]圖3A和3B為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電光調(diào)節(jié)元件進(jìn)行全息信息記錄的原理圖。如圖所示，在施加一電信號(hào)時(shí)，電光調(diào)節(jié)元件180將物光束182聚焦在記錄介質(zhì)140上的某一點(diǎn)。當(dāng)該電信號(hào)變化時(shí)，電光調(diào)節(jié)元件180使物光束182偏轉(zhuǎn)并且聚焦在記錄介質(zhì)140上的另一點(diǎn)。示例性地，該電信號(hào)可以為電壓信號(hào)。由此可見，通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)物光束的出射方向和焦距實(shí)現(xiàn)全息信息的記錄，使得在全息信息的記錄過程中，不需要旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)。
[0040]本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供了一種全息信息再現(xiàn)裝置，包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束，并且該記錄介質(zhì)含有由物光束和該參考光束形成的與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息，該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件，其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束，該參考光束與該記錄介質(zhì)中的信息相互作用以產(chǎn)生再現(xiàn)光束；以及其中該電光調(diào)節(jié)元件在光路中布置在該記錄介質(zhì)的下游，接收從該記錄介質(zhì)發(fā)射的該再現(xiàn)光束，并且調(diào)節(jié)該再現(xiàn)光束的出射方向和焦距以形成該待再現(xiàn)物體的全息像。
[0041]下面結(jié)合圖4具體說明全息信息再現(xiàn)裝置的【具體實(shí)施方式】。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全息信息再現(xiàn)裝置的示意圖。如圖4所示，該全息信息再現(xiàn)裝置包括光源100和記錄介質(zhì)140。光源100布置成提供參考光束。記錄介質(zhì)140含有由物光束和該參考光束形成的與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息。該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件180。記錄介質(zhì)140布置成接收來自該光源100的參考光束，參考光束與記錄介質(zhì)140中的信息相互作用以產(chǎn)生再現(xiàn)光束142。電光調(diào)節(jié)元件180在光路中布置在記錄介質(zhì)140的下游，接收從記錄介質(zhì)140發(fā)射的再現(xiàn)光束142，并且調(diào)節(jié)再現(xiàn)光束183的出射方向和焦距以形成待再現(xiàn)物體170的全息像 190 0
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型，通過采用電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)再現(xiàn)光束的出射方向和焦距實(shí)現(xiàn)全息信息的再現(xiàn)，使得不需要旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)以再現(xiàn)全息信息。這簡(jiǎn)化了再現(xiàn)過程并且提高了再現(xiàn)的可靠性。此外，由于不需要提供在再現(xiàn)過程中使記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置，該全息信息再現(xiàn)裝置中的部件數(shù)目減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且成本降低。再者，由于記錄介質(zhì)不需要旋轉(zhuǎn)，因此可以防止由于旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)進(jìn)行再現(xiàn)時(shí)引起的串?dāng)_。
[0043]需要說明的是，結(jié)合圖4所描述的全息信息再現(xiàn)裝置可以是在結(jié)合圖2所描述的全息信息記錄裝置的基礎(chǔ)上形成的，也可以單獨(dú)形成的?？紤]到架構(gòu)成本以及光路穩(wěn)定性等因素，該全息信息再現(xiàn)裝置通常是上述全息信息記錄裝置的基礎(chǔ)上形成的。在一種情形中，圖4中記錄介質(zhì)140上游的光路可以采用圖2中光束偏轉(zhuǎn)元件130上游的光路，從而利用參考光束121提供用于再現(xiàn)全息信息的參考光束。在另一情形中，圖4中記錄介質(zhì)140上游的光路可以采用圖2中記錄介質(zhì)140上游的包含光束偏轉(zhuǎn)元件130的光路，從而利用參考光束131提供用于再現(xiàn)全息信息的參考光束。在上述兩種情形中，例如，通過在圖2中遮光檔板將物光束122遮擋，并且適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電光調(diào)節(jié)元件180和記錄介質(zhì)140在光路中的位置，可以得到圖4所示的全息信息再現(xiàn)裝置。因此，針對(duì)圖2所示全息信息記錄裝置的各部件描述也適用于圖4所示的全息信息再現(xiàn)裝置的相應(yīng)部件。示例性地，該全息信息再現(xiàn)裝置還可以包括光束擴(kuò)展元件110。類似地，該電光調(diào)節(jié)元件180可以為液晶透鏡。
[0044]需要說明的是，圖2和圖4所示的裝置還可以包括電氣部件，例如用于驅(qū)動(dòng)電光調(diào)節(jié)元件180的驅(qū)動(dòng)電路等。圖2和圖4所示的裝置還可以包括其他光學(xué)部件。例如，在圖2中，待再現(xiàn)物體170和電光調(diào)節(jié)元件180之間可以存在光束聚集元件，用于將物光束172會(huì)聚到電光調(diào)節(jié)元件180。類似地，在圖4中，記錄介質(zhì)140和電光調(diào)節(jié)元件180之間可以存在光束聚集元件，用于將再現(xiàn)光束142會(huì)聚到電光調(diào)節(jié)元件180。此外，在圖2和圖4中，光源100的下游還可以設(shè)置有光閘(shutter)以調(diào)整源光束101的強(qiáng)度。在圖4中，通過光閘可以調(diào)節(jié)源光束101以提供用于再現(xiàn)的參考光束。另外，也可以通過圖2所示的光束分離元件120，將源光束101分離為參考光束以用于再現(xiàn)。
[0045]需要說明的是，此處的表述〃光束聚集元件布置在待再現(xiàn)物體的上游〃是指光束聚集元件在全息信息記錄裝置的光路中布置在待再現(xiàn)物體的上游。即，物光束在經(jīng)過光束聚集元件之后入射到待再現(xiàn)物體。在該全息信息記錄裝置中，光束聚焦元件可以緊挨著待再現(xiàn)物體布置，二者之間不布置其它光學(xué)元件。當(dāng)然，光束聚焦元件和再現(xiàn)物體布置之間也可以存在其它光學(xué)元件。類似地，此處的表述"電光調(diào)節(jié)元件在光路中布置在記錄介質(zhì)的下游"是指電光調(diào)節(jié)元件在全息信息再現(xiàn)裝置的光路中布置在記錄介質(zhì)的下游。即，參考光束入射在記錄介質(zhì)上之后產(chǎn)生再現(xiàn)光束，該再現(xiàn)光束入射到電光調(diào)節(jié)元件。在該全息信息再現(xiàn)裝置中，記錄介質(zhì)和電光調(diào)節(jié)元件之間可以不設(shè)置其它光學(xué)元件，也可以存在其它光學(xué)元件。
[0046]本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供了一種顯示設(shè)備，包括結(jié)合圖2所描述的全息信息記錄裝置以及結(jié)合圖4所描述的全息信息再現(xiàn)裝置。
[0047]本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供了一種全息信息記錄和再現(xiàn)方法。參考圖2所示，在記錄與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息時(shí)，該方法可以包括步驟:
[0048]利用電光調(diào)節(jié)元件180接收從待再現(xiàn)物體170散射的物光束172，并且調(diào)節(jié)物光束182的出射方向和焦距以照射記錄介質(zhì)140;以及
[0049]利用參考光束131照射該記錄介質(zhì)，使得參考光束131和物光束182在記錄介質(zhì)140中形成與待再現(xiàn)物體170有關(guān)的信息。
[0050]如圖2所示，在記錄與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息時(shí)，該方法還可以包括步驟:
[0051 ]將光源100發(fā)射的源光束101分離成參考光束121和物光束122;
[0052]利用物光束122照射待再現(xiàn)物體170;
[0053]利用電光調(diào)節(jié)元件180調(diào)節(jié)由待再現(xiàn)物體170散射的物光束172的出射方向和焦距；以及
[0054]在利用參考光束121照射記錄介質(zhì)140的同時(shí)，利用物光束122照射該記錄介質(zhì)。
[0055]該方法還可以包括步驟:在將光源100發(fā)射的源光束101分離成參考光束121和物光束122之前，對(duì)源光束1I進(jìn)行擴(kuò)束準(zhǔn)直。
[0056]該方法還可以包括步驟:利用光束偏轉(zhuǎn)元件130偏轉(zhuǎn)參考光束121;以及使用經(jīng)偏轉(zhuǎn)的參考光束131照射記錄介質(zhì)140 ο該方法還可以包括步驟:利用光束偏轉(zhuǎn)元件150偏轉(zhuǎn)物光束122，以及使用經(jīng)偏轉(zhuǎn)的物光束152照射待再現(xiàn)物體170。
[0057]利用物光束122照射待再現(xiàn)物體170的步驟還可以包括:使經(jīng)偏轉(zhuǎn)的物光束152會(huì)聚，以及使用經(jīng)會(huì)聚的物光束162照射待再現(xiàn)物體170。
[0058]參考圖4所示，在再現(xiàn)與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息時(shí)，該方法可以包括步驟:
[0059]利用參考光束照射記錄介質(zhì)140以產(chǎn)生再現(xiàn)光束142;以及
[0060]利用電光調(diào)節(jié)元件180接收再現(xiàn)光束142，并且調(diào)節(jié)再現(xiàn)光束183的出射方向和焦距以形成待再現(xiàn)物體170的全息像190。
[0061]如上所述，電光調(diào)節(jié)元件180可以為液晶透鏡。
[0062]僅僅是出于圖示和說明的目的而給出對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的前述描述。它們不是旨在窮舉或者限制本實(shí)用新型的內(nèi)容。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易想到許多調(diào)整和變型，而這些調(diào)整和變形都落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。簡(jiǎn)而言之，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求定義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全息信息記錄裝置，包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束和物光束，其特征在于:該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件， 其中該電光調(diào)節(jié)元件布置在待再現(xiàn)物體和該記錄介質(zhì)之間的光路上，接收從該待再現(xiàn)物體散射的該物光束，并且調(diào)節(jié)該物光束的出射方向和焦距以照射該記錄介質(zhì)；以及 其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束和經(jīng)該電光調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)的該物光束，并且該參考光束和該物光束在該記錄介質(zhì)中形成與該待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于還包括光束分離元件， 其中該光束分離元件布置成將該光源發(fā)射的源光束分離成該參考光束和該物光束。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于還包括至少一個(gè)光束偏轉(zhuǎn)元件， 其中該光束偏轉(zhuǎn)元件布置成將該參考光束偏轉(zhuǎn)到該記錄介質(zhì)以及將該物光束偏轉(zhuǎn)到該待再現(xiàn)物體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于還包括光束擴(kuò)展元件， 其中該光束擴(kuò)展元件布置在該光源和該光束分離元件之間的光路上，接收該光源發(fā)射的源光束，并且將該源光束擴(kuò)束準(zhǔn)直后照射該光束分離元件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于還包括光束聚集元件， 其中該光束聚集元件布置在該待再現(xiàn)物體的上游，并且將物光束會(huì)聚到該待再現(xiàn)物體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于: 該電光調(diào)節(jié)元件為液晶透鏡。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于: 該記錄介質(zhì)為光折變晶體、光折變聚合物、光致聚合物和光致變色材料其中之一。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息信息記錄裝置，其特征在于: 該光源為激光器，并且該參考光束和該物光束為相干光束。9.一種全息信息再現(xiàn)裝置，包括光源和記錄介質(zhì)，該光源布置成提供參考光束，并且該記錄介質(zhì)含有由物光束和該參考光束形成的與待再現(xiàn)物體有關(guān)的信息，其特征在于:該全息信息記錄裝置還包括電光調(diào)節(jié)元件， 其中該記錄介質(zhì)布置成接收來自該光源的該參考光束，該參考光束與該記錄介質(zhì)中的信息相互作用以產(chǎn)生再現(xiàn)光束；以及 其中該電光調(diào)節(jié)元件在光路中布置在該記錄介質(zhì)的下游，接收從該記錄介質(zhì)發(fā)射的該再現(xiàn)光束，并且調(diào)節(jié)該再現(xiàn)光束的出射方向和焦距以形成該待再現(xiàn)物體的全息像。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全息信息再現(xiàn)裝置，其特征在于還包括光束擴(kuò)展元件， 其中該光束擴(kuò)展元件布置成接收該光源發(fā)射的源光束并且將該源光束擴(kuò)束準(zhǔn)直后照射該記錄介質(zhì)。11.一種顯示設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的全息信息記錄裝置以及如權(quán)利要求9-10中任意一項(xiàng)所述的全息信息再現(xiàn)裝置。
【文檔編號(hào)】G11B7/0065GK205564287SQ201620128944
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日
【發(fā)明人】張玉欣, 程鴻飛, 馬永達(dá), 吳新銀, 喬勇
【申請(qǐng)人】京東方科技集團(tuán)股份有限公司