一种带张角透射式几何全息屏的制作方法

本技术涉及光学显示，尤其是涉及一种带张角透射式几何全息屏及其应用。

背景技术：

1、透射式几何全息屏是一种新型平板光学透镜元件，它是由两组相互垂直的镜面阵列组合形成的特殊透镜。这种结构使得位于其一侧的物点发出的光一次经过两组镜组的光学转化后(反射)可以在物点相对与透镜的对称位置附近成像。这种成像方式与普通镜面成像非常类似，都是在相对于镜面的对称位置成像，所不同的是透射式几何全息屏所成的像是实像，而普通平面镜只能成虚像。

2、因此，借助它可以实现非常理想的几何全息显示效果。但是这种新型平板透镜在生产加工过程需要大规模制备非常精密的微结构，所以加工成本极高。所以实际应用中，为了节省成本，显示窗口往往制备的很小，无法满足大面积显示的应用。

技术实现思路

1、针对现有透射式几何全息屏加工成本高对显示设备显示窗口的限制，提供一种带张角透射式几何全息屏及其应用，采用相对较小的成本就能实现显示窗口的显著增大，同时还可以增加透射式几何全息屏的机械强度，提高稳定性。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种带张角透射式几何全息屏，包括透射式几何全息屏，沿所述透射式几何全息屏的边缘一周设有至少一组张角镜组，所述张角镜组用于将超出透射式几何全息屏边缘的部分光线反射至透射式几何全息屏上，并经过透射式几何全息屏的光学转化参与成像；

3、每组张角镜组由一对张角镜组成，两个张角镜分别位于透射式几何全息屏的入射面和出射面一侧；

4、透射式几何全息屏的水平投影面积为s1，透射式几何全息屏入射面一侧或者出射面一侧的所有张角镜的水平投影面积为s2，s1和s2单位为㎜2，满足：

5、进一步地，所述透射式几何全息屏的周长为c，透射式几何全息屏的入射面或者出射面与所对应的多个张角镜的相交线长度总和为l，满足：c和l的单位为㎜。

6、进一步地，保持透射式几何全息屏处于水平，在分别与透射式几何全息屏和张角镜均垂直的截面上，以透射式几何全息屏边缘的中心为原点o，以过原点o的水平线为x轴，以过原点o的竖直线为y轴的坐标系下，满足：

7、|y1+y2|≤3，单位㎜；

8、其中，y1和y2分别为相同x坐标x时，透射式几何全息屏入射面一侧的张角镜截面反射层的y坐标和透射式几何全息屏出射面一侧的张角镜截面反射层的y坐标，|y1+y2|表示y1+y2的绝对值。

9、进一步地，单个所述张角镜最小宽度为w㎜，w≥3。

10、进一步地，单个所述张角镜与透射式几何全息屏之间的角度可调。

11、进一步地，单个所述张角镜的强度满足：平搭荷重质量不小于219g。

12、本实用新型还提供一种带张角透射式几何全息屏，由多个上述的带张角透射式几何全息屏拼接形成。

13、本实用新型还提供一种上述带张角透射式几何全息屏的应用，具体应用于虚拟显示系统，包含显示设备、交互设备以及带张角透射式几何全息屏，显示设备的图像经过带张角透射式几何全息屏的光学转换形成悬浮在空中的实像，交互设备可以识别用户的交互信息。

14、本实用新型还提供一种上述带张角透射式几何全息屏的应用，具体应用于几何全息显示系统，包含投影显示设备、交互设备以及带张角透射式几何全息屏，投影显示设备的投射光经过带张角透射式几何全息屏的光学转换形成共轭像，共轭像的光线输出至视窗位置，供用户观看，交互设备可以识别用户的交互信息。

15、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过增设张角镜使得本实用新型采用相对较小的成本就能实现显示窗口的显著增大，同时还可以增加透射式几何全息屏的机械强度，提高稳定性。

技术特征：

1.一种带张角透射式几何全息屏，包括透射式几何全息屏(1)，其特征在于：沿所述透射式几何全息屏(1)的边缘一周设有至少一组张角镜组(2)，所述张角镜组(2)用于将超出透射式几何全息屏(1)边缘的部分光线反射至透射式几何全息屏(1)上，并经过透射式几何全息屏(1)的光学转化参与成像；

2.根据权利要求1所述的一种带张角透射式几何全息屏，其特征在于：所述透射式几何全息屏(1)的周长为c，透射式几何全息屏(1)的入射面或者出射面与所对应的多个张角镜(21)的相交线长度总和为l，满足：c和l的单位为㎜。

3.根据权利要求1所述的一种带张角透射式几何全息屏，其特征在于：保持透射式几何全息屏(1)处于水平，在分别与透射式几何全息屏(1)和张角镜(21)均垂直的截面上，以透射式几何全息屏(1)边缘的中心为原点o，以过原点o的水平线为x轴，以过原点o的竖直线为y轴的坐标系下，满足：

4.根据权利要求1所述的一种带张角透射式几何全息屏，其特征在于：单个所述张角镜(21)最小宽度为w㎜，w≥3。

5.根据权利要求1所述的一种带张角透射式几何全息屏，其特征在于：单个所述张角镜(21)与透射式几何全息屏(1)之间的角度可调。

6.根据权利要求1所述的一种带张角透射式几何全息屏，其特征在于：单个所述张角镜(21)的强度满足：平搭荷重质量不小于219g。

技术总结
本技术涉及光学显示技术领域，公开了一种带张角透射式几何全息屏，包括透射式几何全息屏，沿所述透射式几何全息屏的边缘一周设有至少一组张角镜组，所述张角镜组用于将超出透射式几何全息屏边缘的部分光线反射至透射式几何全息屏上，并经过透射式几何全息屏的光学转化参与成像；每组张角镜组由一对张角镜组成，两个张角镜分别位于透射式几何全息屏的入射面和出射面一侧；透射式几何全息屏的水平投影面积为S<subgt;1</subgt;，透射式几何全息屏入射面一侧或者出射面一侧的所有张角镜的水平投影面积为S<subgt;2</subgt;，S<subgt;1</subgt;和S<subgt;2</subgt;单位为㎜<supgt;2</supgt;，满足：本技术采用相对较小的成本就能实现显示窗口的显著增大，同时还可以增加透射式几何全息屏的机械强度，提高稳定性。

技术研发人员：王广军,余为伟
受保护的技术使用者：荆门市探梦科技有限公司
技术研发日：20210223
技术公布日：2024/1/15