專(zhuān)利名稱(chēng)：立體全息成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將激光全息圖再次光學(xué)成像的裝置，尤其涉及利用激光全息圖進(jìn)行立體成像的裝置。
現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外所有的光學(xué)成像裝置都是將平面圖像(例如投影儀、電影放映機(jī)成像)反射或透射通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像為一個(gè)平面圖像并需要借助一定的對(duì)象如屏幕、膠片、或一定的介質(zhì)顯示圖像。但即使原來(lái)的圖像是所謂立體的，可以利用人的眼睛的視差感覺(jué)立體圖像，但本來(lái)的物像不論是二維的或是三維的，經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后最終只能形成二維的平面圖像。利用相干光例如激光產(chǎn)生的全息圖進(jìn)行立體成像，可以恢復(fù)原來(lái)的立體物像，但一般需要巨大的隔震臺(tái)和需要在合適的角度去觀(guān)察，相干光也是必須的，還未見(jiàn)實(shí)用并能可靠使用的對(duì)激光全息圖進(jìn)行立體成像的裝置。
本實(shí)用新型目的如下提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、并能可靠使用的對(duì)激光全息圖進(jìn)行立體成像的裝置。尤其能將激光全息圖在空間的立體成像，可不用成像屏幕，用途極為廣泛，本實(shí)用新型的其它目的在說(shuō)明書(shū)中還有例出。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括殼體、光源、成像透鏡等組成，其特征是在光源上方設(shè)有聚光或擴(kuò)束透鏡，在殼體上還設(shè)有激光全息圖版支撐架，透鏡、和激光全息圖版支撐架在光源經(jīng)透鏡的三角形光束內(nèi)，成像透鏡平面與激光全息圖版支撐架的平面大致平行，即使透鏡平面與全息圖版平面大致平行。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下述，對(duì)于待顯示的菲涅爾全息圖版或夫瑯和費(fèi)全息圖版，各種全息圖的產(chǎn)生一般采用相干光干涉的方法，將所需要拍攝的二維或三維立體像成像到全息感光材料上(如以玻璃為基材的在其上涂復(fù)明膠、銀鹽或其它全息干版)，由同一束激光與經(jīng)過(guò)物的反射的光干涉后在感光材料上曝光，通過(guò)顯影、定影、堅(jiān)膜、漂白等工藝流程，制成所需的且能白光或單色光(相干光)再現(xiàn)的顯示全息圖版，光源為點(diǎn)光源或束光源，點(diǎn)光源經(jīng)適當(dāng)聚焦、束光源經(jīng)擴(kuò)束成30-60度，利用側(cè)束光照射到激光全息圖版上，從激光全息圖版反射的帶有調(diào)幅和調(diào)相的光線(xiàn)與本來(lái)的光線(xiàn)干涉，在經(jīng)過(guò)成像透鏡成像在透鏡的另一側(cè)，成像透鏡為凸透鏡或者菲涅爾透鏡，成像規(guī)律滿(mǎn)足幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的條件。所成的像為在空間分布的立體像。為了獲得最佳的成像效果，考慮到激光全息圖版在制作時(shí)版的角度和光線(xiàn)的角度的差別，激光全息圖版支撐架可調(diào)節(jié)最佳的角度，光源的聚光或擴(kuò)束角度亦可以調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型具有下述效果，在上述比較仔細(xì)的調(diào)節(jié)后，可以得到比較理想的觀(guān)察效果，例如在250W的囟鎢燈45度光束的照射下，以不小于10cm2的激光全息圖版為顯示對(duì)象，在白天看到明顯的立體圖像，在略暗的環(huán)境下觀(guān)察更佳，如果光源更強(qiáng)，所顯示的二維或三維立體圖像就會(huì)更清晰，在白天和晚上均能清楚的看到，如果將二維和三維的圖像組合在一起，共同成像到全息干版上，制成2D+3D組合全息圖像，則照亮此圖版后，空中就再現(xiàn)2D+3D的組合全息圖像，此圖像是平面圖像和真正立體的圖像在空中的組合。由于有此效果，用激光產(chǎn)生的圖像既新穎獨(dú)特，又亮度高，本實(shí)用新型具有十分廣泛的用途，如用于廣告、工藝品等各種領(lǐng)域，有著非常強(qiáng)的感染力和非常獨(dú)特的效果，如在街市的廣告中，可以將廣告品的立體燈光圖像浮現(xiàn)在空中，用于商業(yè)區(qū)和許多公共娛樂(lè)場(chǎng)所，不同于彩色燈箱和霓虹燈，不需要任何支撐架，只要安裝一臺(tái)本裝置，可將立體廣告射向空中在許多臨時(shí)性場(chǎng)合尤其方便，如用于展覽會(huì)、博覽會(huì)、旅游、公園、商業(yè)、宗教以及其它公共關(guān)系活動(dòng)。
由于本實(shí)用新型可以制成大型、和中小型的種種規(guī)格的產(chǎn)品，各有各的用途，只要將相應(yīng)的尺寸放大或縮小即可，主要包括成像透鏡、光源的功率、激光全息圖版及其支撐架、殼體等等。大型的本裝置主要在廣場(chǎng)和大型展覽會(huì)上使用，省去布置的費(fèi)用和繁瑣，中型的本裝置主要可以用于商業(yè)中心和室內(nèi)展覽中心、大型百貨公司的玻璃櫥窗、賓館、酒店的門(mén)廳，小型的本裝置作為新穎工藝品可以進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)。
以下結(jié)合附圖和通過(guò)實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所需的且能白光或單色光(相干光)再現(xiàn)的顯示全息圖版3，此版置于支撐架即支承托架上5，支承托架以螺釘4、11固定在殼體10上，且螺釘為可俯仰、左右調(diào)節(jié)螺釘，用于調(diào)節(jié)支承板的角度，為便于調(diào)節(jié)起碼應(yīng)該在支承平面可調(diào)節(jié)螺釘，一般有3只，當(dāng)然，調(diào)節(jié)的方法和裝置極多，如一只為萬(wàn)向節(jié)型，另兩只可調(diào)，固定全息版的夾持裝置即由顯示全息圖版通過(guò)夾框2和支承架5連接，另一種調(diào)節(jié)方式為將全息圖版支承托架5與光源組件12固接，在光源組件底部設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘11、11a，在外殼上設(shè)有調(diào)節(jié)槽或多組調(diào)節(jié)孔11b，底架的俯仰和底架在外殼上水平距離同時(shí)可以調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方法可以不調(diào)節(jié)鏡頭的聚焦位置。
光源為點(diǎn)光源或束光源經(jīng)聚光鏡6，用囟鎢燈7作光源時(shí)后置反光碗8，典型的可用碘鎢燈，12為光源組件外殼，13為燈光電源。經(jīng)聚光鏡6擴(kuò)束成45度左右較優(yōu)，利用側(cè)束光照射到激光全息圖版上，用束光源可能效果更好，主要選擇氬離子激光器或紅光激光器，亦經(jīng)過(guò)擴(kuò)束，用20-50倍的顯微鏡頭為擴(kuò)束鏡，平行光線(xiàn)擴(kuò)束到45度(與光線(xiàn)軸線(xiàn)的夾角)。從激光全息圖版反射的帶有調(diào)幅和調(diào)相的光線(xiàn)與本來(lái)的光線(xiàn)干涉，在經(jīng)過(guò)成像透鏡成像在透鏡的另一側(cè)。由于激光器長(zhǎng)度較長(zhǎng)，激光器可平行放置并通過(guò)反光鏡反射，亦可以將光源、全息版和成像透鏡設(shè)置成在同一水平平面。
成像透鏡14為凸透鏡或者菲涅爾透鏡，成像規(guī)律滿(mǎn)足幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的條件。用透明塑料或有機(jī)玻璃制成的菲涅爾透鏡(螺旋透鏡)是一更常用的選擇，成像透鏡取焦距為300mm以?xún)?nèi)時(shí)，全息版的物距為1-2倍焦距時(shí)，得到了放大的實(shí)像，成像的大小和質(zhì)量要視全息版的分辯率，光源的功率、物距的距離等，將成像透鏡制成可伸縮調(diào)節(jié)式可方便地調(diào)節(jié)成像的大小，采用鏡頭調(diào)節(jié)裝置或螺旋調(diào)節(jié)裝置即可完成。為了獲得最佳的成像效果，考慮到激光全息圖版在制作時(shí)版的角度和光線(xiàn)的角度的差別，激光全息圖版支撐架可調(diào)節(jié)最佳的角度，光源的擴(kuò)束角度和照射角度亦可以調(diào)節(jié)，即將擴(kuò)束鏡頭亦制成可伸縮式。對(duì)于小型家用工藝品型則成像透鏡焦距取100mm以?xún)?nèi)。
光源、成像透鏡、全息版及其支架呈三角型布置，
圖1為縱向的切面，如水平方向如此布局亦完全可行，在光源為囟鎢燈時(shí)，設(shè)有散熱風(fēng)扇9，在殼體的上方設(shè)有散熱孔和通風(fēng)蓋板1。
在外殼的底部還設(shè)有俯仰調(diào)節(jié)和位置調(diào)節(jié)螺釘11，在外殼上設(shè)有調(diào)節(jié)槽或多組調(diào)節(jié)孔11b。在外殼的四面均可設(shè)有廣告符號(hào)。
全息版的制作工藝仍用常規(guī)的方法，包括可以制成三維的立體全息光柵，但已不屬于本實(shí)用新型的范圍，此處不多贅述。
權(quán)利要求1．立體全息成像裝置，包括殼體、光源、成像透鏡等組成，其特征是在光源上方設(shè)有聚光或擴(kuò)束透鏡，在殼體上還設(shè)有激光全息圖版支撐架，透鏡和激光全息圖版支撐架在光源經(jīng)透鏡的三角形光束內(nèi)，成像透鏡平面與支撐激光全息圖版的平面大致平行。
2．由權(quán)利要求1所述的立體全息成像裝置，其特征是所述支撐架以螺釘(4)固定在殼體(10)上，且螺釘為可調(diào)節(jié)螺釘，在支承架的上設(shè)有固定全息版的夾持裝置(2)。
3．由權(quán)利要求1、2所述的立體全息成像裝置，其特征是成像透鏡為可伸縮調(diào)節(jié)透鏡。
4．由權(quán)利要求1、2所述的立體全息成像裝置，其特征是光源的聚焦或擴(kuò)束透鏡制成可伸縮式。
5．由權(quán)利要求1、2所述的立體全息成像裝置，其特征是所述光源用點(diǎn)光源，選擇囟鎢燈(7)，后置反光碗(8)。
6．由權(quán)利要求1、2所述的立體全息成像裝置，其特征是所述光源用束光源，選擇氬離子激光器或紅光激光器。
7．由權(quán)利要求1、2所述的立體全息成像裝置，其特征是將全息圖版支承托架(5)與光源組件(12)接，在光源組件底部設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘(11、11a)，在外殼上設(shè)有調(diào)節(jié)槽或多組調(diào)節(jié)孔(11b)。
專(zhuān)利摘要立體全息成像裝置,包括殼體、光源、成像透鏡等組成,在光源上方設(shè)有擴(kuò)束透鏡,在殼體上還設(shè)有激光全息圖版支撐架,透鏡、成像透鏡和激光全息圖版支撐架成三角形設(shè)置,成像透鏡平面與激光全息圖版支撐架的平面大致平行。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、并能可靠使用的對(duì)激光全息圖進(jìn)行立體成像。尤其能將激光全息圖在空間立體成像,用途極為廣泛。
文檔編號(hào)G03H5/00GK2306522SQ9723580
公開(kāi)日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1997年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月22日
發(fā)明者薛敏勤 申請(qǐng)人:薛敏勤