一种利用光声效应实现空气成像的装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用光声效应实现空气成像的装置，包括第一激光器、第一偏转镜、第一投影仪；所述第一激光器、第一偏转镜处于同一直线上；所述第一偏转镜用于改变第一激光器发出光束的传播方向，所述第一偏转镜高速偏转使光线传播形成一个立体面，经过空气中的水蒸气由于光声效应，形成空气屏幕，所述第一投影仪向空气屏幕投射光线，实现图像显示；一种利用光声效应实现空气成像的系统；本方法避免了传统空气成像方法的复杂、繁琐的步骤，可以实现高分辨率的成像，更快速、简单地在空气中成像。

A device and system for air imaging using photoacoustic effect

【技术实现步骤摘要】
一种利用光声效应实现空气成像的装置及系统
本技术涉及一种利用光声效应实现空气成像的装置及系统，属于空气成像

技术介绍
光声效应就是当物质受到周期性强度调制的光照射时，产生声信号的现象。用光照射某种媒质时，由于媒质对光的吸收会使其内部的温度改变从而引起媒质内某些区域结构和体积变化；当采用脉冲光源或调制光源时，媒质温度的升降会引起媒质的体积涨缩，因而可以向外辐射声波。这种现象称为光声效应（photoacousticeffect）。空气成像主要是通过空气显示屏来完成的。空气显示屏主要包括两种：一有介质空中成像显示屏，二无介质空中成像显示屏。有介质空中成像显示屏从硬件构成，我们可以看出它有两个致命的缺点，成像质量不佳；薄雾的湿气使人不适；无介质空中成像显示屏主要包括两种：1）AIR屏，基本原理是通过一个具有负折射率的玻璃，将二维图像推送到另一个三维空间；2）MagicScreen；将一个平面传送到另一个三维空间中。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用光声效应实现空气成像的装置及系统。一种利用光声效应实现空气成像的装置，包括第一激光器、第一偏转镜、第一投影仪；所述第一激光器、第一偏转镜处于同一直线上；所述第一偏转镜用于改变第一激光器发出光束的传播方向，所述第一偏转镜高速偏转使光线传播形成一个立体面，通过光声效应、空气中的水蒸气，形成空气屏幕，所述第一投影仪向空气屏幕投射光线，实现图像显示。优选地，还包括至少一个第一波前调制器，所述第一波前调制器设于第一激光器的下方，所述第一波前调制器将；第一激光器发出的光束进行调制。优选地，还包括第一反射镜，所述第一反射镜设于第一偏转镜的对侧，所述第一反射镜将第一偏转镜反射的光线进行反射产生更大范围的光束范围与光束强度。优选地，所述第一投影仪为三色激光器，所述三色激光器与两路波前调制器共同作用实现三维z方向的空间调制，即第一激光器和第二激光器分别通过第一波前调制器和第二波前调制器、三色激光器通过第一分光器和第二分光器耦合到同一个光路上，第一偏转镜实现耦合光路的偏振，三色激光器加载视频信号，视频信号与第一偏转镜空间扫描的位置一一对应。优选地，所述第一激光器的激光波长工作在水蒸气吸收波段。优选地，所述第一偏转镜为电流偏转镜、或通过MEMS技术制成的偏转镜、或是基于超表面结构的高速光偏转器至少之一，所述第一偏转镜实现至少一维空间高速偏转。优选地，还括空气加湿器，所述空气加湿器用于为装置提供空气湿度。一种利用光声效应实现空气成像的系统，所述系统包括前述任一项所述的装置。优选地，所述系统包括多套，多套所述系统共同成像。优选地，多套所述系统产生的超声波在空间相干叠加。与现有技术相比，本技术所达到的有益效果：本技术提出了将光声效应应用于空气成像领域，可以在空间任意位置显示任意图像，既可以用于平面显示，又可以应用真三维显示领域。同时，本装置避免了传统空气成像方法的复杂、繁琐的步骤，可以实现高分辨率的成像，更快速、简单地在空气中成像，为未来真三维显示的进一步发展提供了新思路。附图说明图1为本技术实施例1的系统光路图；图2为本技术实施例2的系统光路图；图3为本技术实施例3的系统光路图；图4为本技术实施例4的系统光路图；图5为本技术实施例5的系统光路图；图6为本技术实施例6的系统光路图；图7为本技术实施例7的系统光路图；图8为本技术实施例8的系统光路图；图9为本技术实施例9的系统光路图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：由图1-图9所示，公开了利用光声效应实现空气成像的装置，包括第一激光器1、第一偏转镜2、第一投影仪3；第一激光器1、第一偏转镜2处于同一直线上；第一偏转镜2用于改变第一激光器1发出光束的传播方向，第一偏转镜2高速偏转使光线传播形成一个立体面，通过光声效应、空气中的水蒸气，形成空气屏幕，第一投影仪3向空气屏幕投射光线，实现图像显示。装置还包括至少一个第一波前调制器4，第一波前调制器4设于第一激光器1的下方，第一波前调制器4将第一激光器1发出的光束进行调制。装置还包括第一反射镜10，第一反射镜10设于第一偏转镜2的对侧，第一反射镜10将第一偏转镜2反射的光线进行反射产生更大范围的光束范围与光束强度。第一投影仪3为三色激光器5，三色激光器5与两路波前调制器共同作用实现三维z方向的空间调制，即第一激光器1和第二激光器6分别通过第一波前调制器4和第二波前调制器7、三色激光器5通过第一分光器8和第二分光器9耦合到同一个光路上，第一偏转镜2实现耦合光路的偏振，三色激光器5加载视频信号，视频信号与第一偏转镜2空间扫描的位置一一对应。第一激光器1的激光波长工作在水蒸气吸收波段。第一偏转镜2为电流偏转镜、或通过MEMS技术制成的偏转镜、或是基于超表面结构的高速光偏转器至少之一，第一偏转镜2实现至少一维空间高速偏转。装置还包括空气加湿器，空气加湿器用于为装置提供空气湿度。一种利用光声效应实现空气成像的系统，系统包括前述任一项的装置。系统包括多套，多套系统共同成像，其叠加的空间实现更大尺度的空间成像；多套系统产生的超声波在空间相干叠加，实现固定位置超声波的增强。具体如图1所示，本专利技术实施例公开的一种利用光声效应实现空气成像的装置，包括以下：1，布设设备：按照图1将第一激光器1、第一偏转镜2和第一投影仪3依次布设，使得第一激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用光声效应实现空气成像的装置，其特征在于，包括第一激光器（1）、第一偏转镜（2）、第一投影仪（3）；所述第一激光器（1）、第一偏转镜（2）处于同一直线上；/n所述第一偏转镜（2）用于改变第一激光器（1）发出光束的传播方向，所述第一偏转镜（2）高速偏转使光线传播形成一个立体面，通过光声效应、空气中的水蒸气，形成空气屏幕，所述第一投影仪（3）向空气屏幕投射光线，实现图像显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用光声效应实现空气成像的装置，其特征在于，包括第一激光器（1）、第一偏转镜（2）、第一投影仪（3）；所述第一激光器（1）、第一偏转镜（2）处于同一直线上；
所述第一偏转镜（2）用于改变第一激光器（1）发出光束的传播方向，所述第一偏转镜（2）高速偏转使光线传播形成一个立体面，通过光声效应、空气中的水蒸气，形成空气屏幕，所述第一投影仪（3）向空气屏幕投射光线，实现图像显示。


2.根据权利要求1所述的利用光声效应实现空气成像的装置，其特征在于，还包括至少一个第一波前调制器（4），所述第一波前调制器（4）设于第一激光器（1）的下方，所述第一波前调制器（4）将第一激光器（1）发出的光束进行调制。


3.根据权利要求1所述的利用光声效应实现空气成像的装置，其特征在于，还包括第一反射镜（10），所述第一反射镜（10）设于第一偏转镜（2）的对侧，所述第一反射镜（10）将第一偏转镜（2）反射的光线进行反射产生更大范围的光束范围与光束强度。


4.根据权利要求1所述的利用光声效应实现空气成像的装置，其特征在于，所述第一投影仪（3）为三色激光器（5），所述三色激光器（5）与两路波前调制器共同作用实现三维z方向的空间调制，即第一激光器（1）和第二激光器（6）分别通过第一波前调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学，
申请(专利权)人：句容福芯电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32