全息投影器硬件设计思路与规划.docVIP

全息投影器硬件设计 一、硬件总体设计思路与规划 本产品是一款突破常规的投影显示模式的投影产品，由于引入了当下必威体育精装版的全息影像技，使它不再依赖于屏幕显示，从而使我们的产品有更广阔的市场。基于此我们将对我们的产品做一下规划。对硬件的设计主要分为光源设计模块、电源设计模块、接口设计模块以及其他为提高产品安全性与稳定性而增加的模块。这些模块的设计将设备可能会在不同的场合使用而产生的各种因素都考虑到硬件设计中，对所有的因素集中分析、综合考虑，提出了一套合理性较高设计方案。 二、主要部件设计 2.1光源设计 2.1.1设计思路与规划 传统的投影机是以灯泡作为光源发射，而我们的设备采用激光作为投影光源，可充分发挥激光光源分色分时特性，采用光谱合成以及分时工作的模式，直接应用于照明光学图像芯片，抛弃过去在光机中一定使用到的UV、红外、偏振镜、复眼透镜这样的一些光学器件，是投影机从根本上发生变化。激光作为光源记录全息图H，再以与原参考光一致的再现激光照明全息图，在全息图平面上得到与原记录物光完全一致的再现光。对相干长度有限的激光器，如He-Ne激光，被记录物体的大小或景深非常有限，这时应采取对物体分区照明的方法扩大被摄物体的景深，对相干长度较长的激光器，如带标准具的Ar+激光器，记录的场景可达数米。激光再现全息图的缺点是再现光必须用激光，这在很大程度上限制了它的使用。 激光再现全息的另一种类型是脉冲全息，全息记录通常在防震的全息台上进行，记录的物体一般为静物，而脉冲全息无须在全息台上记录，并可对生物或其他运动物体进行全息记录，它的记录光源是脉冲的宽度相当窄的脉冲激光器。脉冲全息在在全息干涉计量和全息电影中有广泛的应用。 2.1.2基本激光成像电路图 2.1.3具体设计 用单波长激光记录的全息图是单色的。彩色全息术的目的则是记录和再现彩色三维全息图像。与普通彩色印刷技术一样，彩色全息术涉及两个基本问题：三原色信息的获取和三原色信息的再现。三原色的获取目前有两种方法，一种是用含有三原色的单台激光器或多台单色复合激光器作为光源，照明彩色物体获取三原色信息；另一种方法是对彩色二维图片进行类似于彩色印刷的分色处理，以黑白的三原色图片作为全息记录的物。在获得三原色信息后，并不是对三原色信息进行普通的全息记录就能得到彩色全息图。例如用含有三原色的激光替代单色激光作普通全息记录，我们在同一张全息干板上得到的是三幅全息图，它们分别由红、绿、蓝激光相干而成，当用三色激光再现时，每一波长的激光将再现三幅不同大小和位置略有不同的全息图，三个波长的激光将再现九幅全息图，它们重迭在一起，图像显得模糊不清，这一现象称为色串扰。所以，解决色串扰是彩色全息的重要研究课题，激光再现彩色全息常用编码技术或多方向参考光解决色串扰，而白光彩色全息常采用彩虹全息或反射全息方法解决色串扰利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源。是一种相干光源。自从1960年美国的T.H.梅曼制成红宝石激光器以来，各类激光光源的品种已达数百种，输出波长范围从短波紫外直到远红外。激光光源可按其工作物质(也称激活物质)分为固体激光源（晶体和钕玻璃）、气体激光源（包括原子、离子、分子、准分子）、液体激光源（包括有机染料、无机液体、螯合物）和半导体激光源4种类型。激光光源由工作物质、泵浦激励源和谐振腔 3部分组成。工作物质中的粒子（分子、原子或离子）在泵浦激励源的作用下，被激励到高能级的激发态，造成高能级激发态上的粒子数多于低能级激发态上的粒子数，即形成粒子数反转。粒子从高能级跃迁到低能级时，就产生光子，如果光子在谐振腔反射镜的作用下，返回到工作物质而诱发出同样性质的跃迁，则产生同频率、同方向、同相位的辐射。如此靠谐振腔的反馈放大循环下去，往返振荡，辐射不断增强，最终即形成强大的激光束输出。 为记录彩色全息图，必须要选择合适的全息记录材料。卤化银记录介质是常用的全息记录介质。在彩色全息中或直接用全色干板，如柯达649F、Agfa8E56等，或用红敏和蓝敏的卤化银分别对红光和蓝绿光感光，然后再将这两种材料复合。折射率调制位相型的记录材料是另一种比较理想的材料。现已有红敏的重铬酸明胶，全色的光致聚合物，特别是杜邦公司的光致聚合物已进入商品化阶段。在彩色全息的记录方法的研究中有一点应值得注意，在目前的最大的显示全息市场——模压全息中，作为母板的感光材料是仅感蓝绿光的光致抗蚀剂材料，为了实现彩色模压全息，必须在制作方法上解决非全色记录材料的彩色记录问题。 2.2电源设计 2.2.1设计思路与规划 电源是所以电子设备工作的动力来源，由于我们的设备主要在露天环境中使用，所以提供稳定、可靠、耐用的电压使我们设计