專利名稱：一種用于生成全息干涉條紋的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全息成像領(lǐng)域，并且尤其涉及一種用于生成全息干涉條紋的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體的真實三維圖像的技術(shù)，具體可分為以下兩個過程(I)全息圖生成過程利用干涉原理記錄物體光波信息，利用一部分激光照射被攝物體，以形成漫射式的物光束，另一部分激光作為參考光束射到全息底片上，以與所述物光束疊加產(chǎn)生干涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強度，從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理程序后，便成為一張全息圖，或稱全息照片。(2)成像再現(xiàn)過程全息圖猶如一個復(fù)雜的光柵，在相干激光照射下，一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個像，即原始像(又稱初始像)和共軛像。再現(xiàn)的圖像立體感強，具有真實的視覺效應(yīng)。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息，故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個圖像，通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像，而且能互不干擾地分別顯示出來。簡而言之，該過程利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息。全息圖是由不同密度、不同角度的全息干涉條紋組成的，全息干涉條紋的密度決定色彩，全息干涉條紋的角度決定觀測方向?；诖嗽?，目前已開發(fā)出數(shù)字干涉條紋全息拍攝系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)數(shù)字圖像生成全息干涉條紋，而不再如傳統(tǒng)的光學(xué)平臺或點陣平臺那樣依賴于激光產(chǎn)生全息干涉條紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使得所產(chǎn)生的全息圖具有水晶白光效果的用于生成全息干涉條紋的方法以及使用該方法的系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種用于生成全息干涉條紋的方法，該方法包括針對一數(shù)字圖像，生成該數(shù)字圖像的BMP灰度位圖；根據(jù)該BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種用于生成全息干涉條紋的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括位圖生成模塊，用于生成一數(shù)字圖像的BMP灰度位圖；角度及密度確定模塊，用于根據(jù)所述BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及全息干涉條紋生成模塊，用于根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。本發(fā)明通過在不對稱切面全息干涉條紋模式下生成低密度的全息干涉條紋，可生成一特殊的全息干涉條紋，由該全息干涉條紋所組成的全息圖可具有理想的水晶白光效果O本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖I為本發(fā)明提供的用于生成全息干涉條紋的方法的流程圖；圖2為本發(fā)明所生成的全息干涉條紋與普通全息干涉條紋的對比示意圖；以及圖3為本發(fā)明提供的用于生成全息干涉條紋的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。圖I為本發(fā)明提供的用于生成全息干涉條紋的方法的流程圖。如圖I所示，本發(fā)明提供了一種用于生成全息干涉條紋的方法，該方法包括針對一數(shù)字圖像，生成該數(shù)字圖像的BMP灰度位圖(該BMP指代一種圖像格式，該圖像格式為本領(lǐng)域所公知)；根據(jù)該BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/_的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。所述切面可作以下理解利用全息光將全息干涉條紋曝光至光致抗蝕劑膠層上，全息光于全息干涉條紋較明的部分所透過的光的強度要大于全息光于全息干涉條紋較暗的部分所透光的光的強度，故相較于全息干涉條紋較暗的部分，較明的部分可于光致抗蝕劑膠層上蝕刻得較深，具體切面圖可參見圖2。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，針對一數(shù)字圖像生成該數(shù)字圖像的BMP灰度位圖是很容易的，可通過專業(yè)的軟件實現(xiàn)。全息干涉條紋的密度與角度為全息干涉條紋的兩大特性，本發(fā)明通過BMP灰度位圖的灰度值來確定對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度，灰度值與全息干涉條紋的角度和密度之間的對應(yīng)關(guān)系如下灰度值為0，全息干涉條紋的角度為O度，密度為O線/mm ;灰度值為I，全息干涉條紋的角度為O. 703度，密度為2. 73線/mm ;灰度值為2，全息干涉條紋的角度為I. 406度，密度為5. 46線/mm ;灰度值為3，全息干涉條紋的角度為2. 109度，密度為8. 19線/mm ;
灰度值為4，全息干涉條紋的角度為2. 812度，密度為10. 92線/mm ;......灰度值為255，全息干涉條紋的角度為180度，密度為700線/mm。以上給出了將0-180度的角度及0-700線/mm的密度均勻分割為256份，以分別對應(yīng)于0-255的灰度值，例如BMP灰度位圖的一個灰度變化對應(yīng)于全息干涉條紋O. 703度的角度變化，一個灰度變化對應(yīng)于全息干涉條紋O. 73線/mm的密度變化，該對應(yīng)關(guān)系僅僅是示例性的。本發(fā)明的發(fā)明點在于通過采用不對稱切面全息干涉條紋模式生成在低密度的全息干涉條紋，從而實現(xiàn)具有水晶白光效果的全息圖，至于 全息干涉條紋的角度和密度與灰度值的對應(yīng)關(guān)系，則并不限于以上對應(yīng)關(guān)系，其他對應(yīng)方式亦可適用于本發(fā)明。優(yōu)選地，所述全息干涉條紋的密度位于0-300線/_的范圍內(nèi)，相比于密度位于0-700線/_的范圍內(nèi)的全息干涉條紋，藉此得到的全息干涉條紋更粗(由于每毫米的線數(shù)更少，故密度小的全息干涉條紋當(dāng)然比密度大的全息干涉條紋更粗)，灰度階調(diào)可非常充分地記錄在光致抗蝕劑膠層上，所達到水晶白光效果優(yōu)于全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)的情形，可達到更為理想的水晶白光效果。所述光致抗蝕劑膠層主要為正性光致抗蝕劑，正性光致抗蝕劑主要為甲基丙烯甲酯、烯砜和重氮類這三種聚合物，最常用的是甲基丙烯甲酯膠，典型特性為靈敏度40-80 μ C/cm2 (加速電壓為20KV時)、分辨率O. I μ m。圖2為本發(fā)明所生成的全息干涉條紋與普通全息干涉條紋的對比示意圖。如圖2所示，對于普通全息干涉條紋而言，其由明至暗以及由暗至明均是漸變的，至于其切面，則呈拋物線對稱結(jié)構(gòu)。而對于本發(fā)明的全息干涉條紋而言，其由明至暗是漸變的，由暗至明則是突變的，至于其切面，則由高至低漸變、由低至高突變，呈非對稱鋸齒結(jié)構(gòu)。普通全息干涉條紋是由于激光器物光與參考光相干產(chǎn)生的，當(dāng)兩個波的相位相同時，產(chǎn)生相長干涉，形成干涉條紋圖像中的明亮條紋，當(dāng)兩個波的相位相反時則產(chǎn)生相消干涉，形成暗條紋，于是構(gòu)成了明暗相間的干涉條紋圖像。所產(chǎn)生的干涉條紋形狀與明暗條紋間距的變化也是連續(xù)均勻的，其原理決定它所產(chǎn)生的干涉條紋只能是對稱切面的全息干涉條紋。普通平臺和點陣機原理均是利用激光相干原理產(chǎn)生的條紋，只能產(chǎn)生切面為對稱切面的全息干涉條紋，無法產(chǎn)生本發(fā)明所使用的不對稱切面全息干涉條紋，切面為對稱切面的全息干涉條紋所組成的全息圖所能實現(xiàn)的效果也僅為普通的全席彩虹效果。本發(fā)明所使用的非對稱切面全息干涉條紋可通過數(shù)字干涉條紋全息拍攝系統(tǒng)產(chǎn)生，因為其全息干涉條紋產(chǎn)生方式是源自數(shù)字圖像，而非依賴于激光，故可人為改變?nèi)⒏缮鏃l紋的分布，使得全息干涉條紋的切面呈本發(fā)明的非對稱形式，即滿足“全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變”這一條件，在此情況下，可使得由低密度的該全息干涉條紋組成的全息圖具有如白光、水晶的視覺效果，該全息圖是不同于以往任何全息平臺所拍攝的全息圖的，且所達到的白光、水晶視覺效果亦是以往任何全息平臺所拍攝的全息圖無法達到的。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種用于生成全息干涉條紋的系統(tǒng)，圖3為本發(fā)明提供的用于生成全息干涉條紋的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該系統(tǒng)包括位圖生成模塊100，用于生成一數(shù)字圖像的BMP灰度位圖；角度及密度確定模塊200，用于根據(jù)所述BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及全息干涉條紋生成模塊300，用于根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。其中，所述角度及密度確定模塊200將0-180度的角度及0_700線/mm的密度均勻分割為256份，以分別對應(yīng)于的0-255的灰度值。優(yōu)選地，所述全息干涉條紋的密度位于0-300線/mm的范圍內(nèi)。所述用于生成全息干涉條紋的系統(tǒng)可嵌入現(xiàn)有的數(shù)字干涉條紋全息拍攝系統(tǒng)中，該數(shù)字干涉條紋全息拍攝系統(tǒng)可利用LOCOS空間光調(diào)制器顯示并監(jiān)視由所述全息干涉條紋生成模塊300所生成的全息干涉條紋；之后，光路系統(tǒng)可將將所述LOCOS空 間光調(diào)制器所顯示的全息干涉條紋縮小并記錄在置于機械系統(tǒng)上的涂布了光致抗蝕劑的玻璃板上；之后，機械系統(tǒng)移動所述玻璃板，所述光路系統(tǒng)再次將另一全息干涉條紋縮小并記錄在涂布了光致抗蝕劑的玻璃板上，重復(fù)該操作，從而將多個全息干涉條紋拼合在所述涂布了光致抗蝕劑的玻璃板上，得到整個數(shù)字圖像的全息圖。通過顯影便可顯現(xiàn)出涂布了光致抗蝕劑的玻璃板上的全息圖?？偠灾?，使用本發(fā)明的用于生成全息干涉條紋的方法及系統(tǒng)，通過在不對稱切面全息干涉條紋模式下生成低密度的全息干涉條紋，可生成一特殊的全息干涉條紋，由該全息干涉條紋所組成的全息圖可具有理想的水晶白光效果。雖然本發(fā)明已通過上述實施例所公開，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可以作各種的變動與修改。因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以所附權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于生成全息干涉條紋的方法，該方法包括 針對一數(shù)字圖像，生成該數(shù)字圖像的BMP灰度位圖； 根據(jù)該BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及 根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋， 其特征在于，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度包括將0-180度的角度及0-700線/mm的密度均勻分割為256份，以分別對應(yīng)于的0-255 的灰度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-300線/mm的范圍內(nèi)。
4.一種用于生成全息干涉條紋的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 位圖生成模塊(100)，用于生成一數(shù)字圖像的BMP灰度位圖； 角度及密度確定模塊(200)，用于根據(jù)所述BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及 全息干涉條紋生成模塊(300)，用于根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋， 其特征在于，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述角度及密度確定模塊(200)將0-180度的角度及0-700線/mm的密度均勻分割為256份，以分別對應(yīng)于的0-255的灰度值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-300線/_的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于生成全息干涉條紋的方法及系統(tǒng)，該方法包括針對一數(shù)字圖像，生成該數(shù)字圖像的BMP灰度位圖；根據(jù)該BMP灰度位圖的每一像素的灰度值，確定該像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度；以及根據(jù)每一像素所對應(yīng)的全息干涉條紋的角度和密度以及不對稱切面全息干涉條紋模式，生成所述數(shù)字圖像的全息干涉條紋，其中，所述全息干涉條紋的密度位于0-700線/mm的范圍內(nèi)，所述不對稱切面全息干涉條紋模式被配置為全息干涉條紋由明至暗漸變、由暗至明突變，全息干涉條紋切面由高至低漸變、由低至高突變。通過在不對稱切面全息干涉條紋模式下生成低密度的全息干涉條紋，由該全息干涉條紋所組成的全息圖可具有理想的水晶白光效果。
文檔編號G03H1/08GK102722096SQ201110078768
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者吳濤, 蘇昊, 談學(xué)能 申請人:武漢思臻光信息科技有限公司