透明全息顯示系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種顯示系統，特別是涉及一種透明全息顯示系統。
【背景技術】
[0002]目前的汽車平視顯示系統大多采用LED (發光二極管)和IXD (液晶顯示器)的顯示方案，光效低，亮度低，成本高，體積大，且HUD尺寸一般不超過10英寸。若要在汽車玻璃上看到足夠亮度的大尺寸圖像，現有公開資料中一般會使用熒光薄膜加激光振鏡掃描成像的方案，但此種方案受制于振鏡掃描頻率，存在無法顯示復雜圖案，圖案閃爍等缺點且使用單束強光掃描存在嚴重的安全隱患。而全息投影的方案具有光效高、亮度高、體積小等優勢。文獻中公開的全息投影方案分成使用預存圖片的方式或者實時計算的方式。但現有全息投影在汽車玻璃上，光將透過玻璃，人眼不能看到相應的圖像，而公開文獻中使用全息投影技術制作的平視顯示系統同樣具有尺寸較小(不超過10寸)的缺點。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種透明全息顯示系統，其可以顯示復雜的圖像，亮度高、能耗低、可以顯示大尺寸圖像(例如在整塊汽車前檔玻璃上顯示圖像)。
[0004]本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:一種透明全息顯示系統，其特征在于，其包括電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統、熒光屏幕，激光光源、空間光調制器都與電源連接，激光光源、空間光調制器都與控制系統連接，激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、熒光屏幕依次連接。
[0005]優選地，所述電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統構成一個全息投影系統。
[0006]優選地，所述空間光調制器使用硅基液晶，且使用相位調制。
[0007]優選地，所述激光光源使用一臺或多臺半導體激光器。
[0008]優選地，所述控制系統輸出控制信號至激光光源，以調節光源輸出功率。
[0009]優選地，所述控制系統通過如下步驟生成全息圖，輸出至空間光調制器:
步驟一，接收信號生成系統生成的目標圖像；
步驟二，生成或讀取相位；
步驟三，處理輸入的目標圖像；
步驟四，將輸入的振幅矩陣點乘相位矩陣；
步驟五，全息變換；
步驟六，量化上一步結果；
步驟七，判斷是否輸出，若是則輸出量化后的相位矩陣，若否則執行步驟八；
步驟八，光斑補償，使用光斑振幅分布矩陣點乘上步量化后的相位；
步驟九，全息逆變換；
步驟十，迭代條件判斷，判斷是否滿足迭代條件，若是則執行步驟十一；若否則將步驟九獲得的相位作為輸入，并根據需求丟棄步驟九獲得的振幅而采用目標圖像振幅，或者部分保留步驟九中振幅并結合目標圖像振幅生成新振幅，跳回步驟四；
步驟十一，圖像對比，將步驟九中生成振幅或其平方與目標圖像振幅或其平方對比； 步驟十二，計算補償參數；
步驟十三，根據補償參數/步驟十中生成振幅、目標圖像生成經補償的新目標圖像，并跳至步驟三。
[0010]優選地，所述熒光屏幕可采用在現有介質上黏貼熒光粉薄膜，或涂覆熒光粉或使用夾層介質，在夾層中間涂覆或設置熒光粉，或在制作介質時混入熒光材料。
[0011 ] 優選地，所述熒光屏幕使用透明介質。
[0012]優選地，所述熒光屏幕可使用一種或多種不同熒光粉，或一層或多層不同熒光粉。
[0013]優選地，所述熒光屏幕一側涂覆有防特定波段光線通過的薄膜。該薄膜用以防止非投影側進入的環境光包含有與熒光粉激發波段相近的光，對圖像造成干擾。
[0014]本發明的積極進步效果在于:本發明可以顯示復雜的圖像，能耗低。亮度高，屏幕尺寸大。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明透明全息顯示系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。
[0017]如圖1所示，本發明透明全息顯示系統包括電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統、熒光屏幕，激光光源、空間光調制器都與電源連接，激光光源、空間光調制器都與控制系統連接，激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、熒光屏幕依次連接。控制系統采用符合車規的芯片及配套電路，例如英偉達的Tegra Kl芯片。通過與車機或其它設備連接獲得信號，生成顯示的圖像視頻，使用如下方法實時將顯示信號轉換成全息圖像視頻:
步驟一，接收信號生成系統生成的目標圖像；
步驟二，生成或讀取相位；
步驟三，處理輸入的目標圖像；
步驟四，將輸入的振幅矩陣點乘相位矩陣；
步驟五，全息變換；
步驟六，量化上一步結果；
步驟七，判斷是否輸出，若是則輸出量化后的相位矩陣，若否則執行步驟八；
步驟八，光斑補償，使用光斑振幅分布矩陣點乘上步量化后的相位；
步驟九，全息逆變換；
步驟十，迭代條件判斷，判斷是否滿足迭代條件，若是則執行步驟十一；若否則將步驟九獲得的相位作為輸入，并根據需求丟棄步驟九獲得的振幅而采用目標圖像振幅，或者部分保留步驟九中振幅并結合目標圖像振幅生成新振幅，跳回步驟四；
步驟十一，圖像對比，將步驟九中生成振幅或其平方與目標圖像振幅或其平方對比； 步驟十二，計算補償參數；
步驟十三，根據補償參數/步驟十中生成振幅、目標圖像生成經補償的新目標圖像，并跳至步驟三。
[0018]此外控制系統也可以使用專有芯片、FPGA、DSP等芯片及其配套電路。或者也可使用預存的全息圖根據輸入信號調用預存全息圖顯示。
[0019]電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統構成一個全息投影系統。全息投影系統通過衍射和干涉原理成像。
[0020]空間光調制器使用硅基液晶，使用相位調制。
[0021]激光光源使用一臺或多臺半導體激光器(可使用不同波段半導體激光器，激發不同熒光粉以生成彩色圖案)，波段與透明熒光屏幕所使用熒光粉受激波段一致，例如紫外波段、405nm波段等，激光光源也可使用可見光波段激發熒光粉后，自身剩余能量與熒光粉合色，產生更豐富的色彩。
[0022]熒光屏幕可采用在現有介質(例如汽車玻璃)上黏貼熒光粉薄膜，或涂覆熒光粉或使用夾層介質，在夾層中間涂覆或設置熒光粉，或在制作介質時混入熒光材料。熒光屏幕使用透明介質，例如玻璃，塑料等。熒光粉薄膜或熒光粉可使用多種受激波段不同，受激后發出不同顏色的可見光波的材料，從而生成彩色圖像。多種熒光粉材料也可分別涂覆在多張薄膜上，然后再依次黏貼在透明介質上。
[0023]透明介質一面涂覆保護膜，防止從此方向入射的一定波段的光激發熒光粉，對成像形成干擾，同時防止從全息投影系統方向投射出的特定波段的光從此面出射。例如，在汽車前檔玻璃顯示應用中，全息投影系統位于汽車中控處，用肉眼不可見的紫外波段向涂覆過熒光粉材料的前檔玻璃投射圖案，熒光粉受激后發出可見光波成像供車內乘員觀看，前檔外側涂覆防紫外膜，或做防紫外處理，反射車外入射的紫外波段的光，防止其激發熒光粉對成像形成干擾，同時也可防止未被熒光粉吸收的紫外光射出車外對外部人員造成傷害。
[0024]以上所述的具體實施例，對本發明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種透明全息顯示系統，其特征在于，其包括電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統、熒光屏幕，激光光源、空間光調制器都與電源連接，激光光源、空間光調制器都與控制系統連接，激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、熒光屏幕依次連接。2.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統構成一個全息投影系統。3.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述空間光調制器使用硅基液晶，且使用相位調制。4.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述激光光源使用一臺或多臺半導體激光器。5.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述控制系統輸出控制信號至激光光源，以調節光源輸出功率。6.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述控制系統通過如下步驟生成全息圖，輸出至空間光調制器: 步驟一，接收信號生成系統生成的目標圖像； 步驟二，生成或讀取相位； 步驟三，處理輸入的目標圖像； 步驟四，將輸入的振幅矩陣點乘相位矩陣； 步驟五，全息變換； 步驟六，量化上一步結果； 步驟七，判斷是否輸出，若是則輸出量化后的相位矩陣，若否則執行步驟八； 步驟八，光斑補償，使用光斑振幅分布矩陣點乘上步量化后的相位； 步驟九，全息逆變換； 步驟十，迭代條件判斷，判斷是否滿足迭代條件，若是則執行步驟十一；若否則將步驟九獲得的相位作為輸入，并根據需求丟棄步驟九獲得的振幅而采用目標圖像振幅，或者部分保留步驟九中振幅并結合目標圖像振幅生成新振幅，跳回步驟四； 步驟十一，圖像對比，將步驟九中生成振幅或其平方與目標圖像振幅或其平方對比； 步驟十二，計算補償參數； 步驟十三，根據補償參數/步驟十中生成振幅、目標圖像生成經補償的新目標圖像，并跳至步驟三。7.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述熒光屏幕可采用在現有介質上黏貼熒光粉薄膜，或涂覆熒光粉或使用夾層介質，在夾層中間涂覆或設置熒光粉，或在制作介質時混入焚光材料。8.如權利要求1所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述熒光屏幕使用透明介質。9.如權利要求8所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述熒光屏幕可使用一種或多種不同熒光粉，或一層或多層不同熒光粉。10.如權利要求8所述的透明全息顯示系統，其特征在于，所述熒光屏幕一側涂覆有防特定波段光線通過的薄膜。
【專利摘要】本發明公開了一種透明全息顯示系統，其包括電源、激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、控制系統、熒光屏幕，激光光源、空間光調制器都與電源連接，激光光源、空間光調制器都與控制系統連接，激光光源、光束整合系統、空間光調制器、聚焦投影系統、熒光屏幕依次連接。本發明可以顯示復雜的圖像，亮度高、能耗低、可以顯示大尺寸圖像。
【IPC分類】G03H1/12, G03H1/22, G02B27/01
【公開號】CN105573094
【申請號】CN201510162632
【發明人】談順毅
【申請人】江蘇慧光電子科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年4月8日