[发明专利]圆筒式全息图的制作方法、制作装置及制得的全息图有效
申请号: | 200710073304.0 | 申请日: | 2007-02-09 |
公开(公告)号: | CN101241204A | 公开(公告)日: | 2008-08-13 |
发明(设计)人: | 范诚;蔡志森;柯重来;陈曼东;卢玮 | 申请(专利权)人: | 深圳市泛彩溢实业有限公司 |
主分类号: | G02B5/32 | 分类号: | G02B5/32;G03H1/04;G03H1/22 |
代理公司: | 深圳创友专利商标代理有限公司 | 代理人: | 江耀纯 |
地址: | 518104广东省深圳*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 圆筒 全息图 制作方法 制作 装置 | ||
技术领域
本发明涉及全息技术领域,更具体的说,涉及一种圆筒式全息图的制作方法、制作装置及制得的全息图。
背景技术
全息照相自从发明以来一直是人们赖以支撑三维立体显示梦想的理想工具。记录材料的突破,数码全息的诞生,各类廉价优质激光光源的出现,预示着人们近半世纪的梦想和努力正在快速成为现实。显示全息正从科学和艺术的殿堂逐步进入人们日常生活,最大限度地挑战着人们对现有信息技术的基本认识。未来的信息技术所面临的对象不仅仅是普通的二维平面信息处理,而是对整个三维空间乃至时空意义上的信息采集,编码,传输,解调及显示。
圆筒式全息图是一种记录在圆筒状的全息记录材料上的全息图,或者说,只有全息记录材料弯曲形成一预定半径的弧形或者圆筒时,其表面记录的图形信息才能清晰的成一立体像。转动圆筒式全息图,可以从各个不同角度观察到物体再现的像,达到周视的效果。美国人Lloyd Cross提出了圆筒式360度视角白光再现组合全息图的制作方法。
以360度视角的圆筒式全息图为例,圆筒式全息图的信息采集过程如图1所示,通过摄影机3对被摄物体1的360度方向拍摄N个视图,其相邻两个视图的视角差为360/N度,N越大,则最终的全息图像在旋转观看时的连续性就越好,为了保证全息图形较好的连续性,视图的个数一般不少于360幅。在拍摄过程中,可将被摄物体1摆放在一可旋转平台2的中心,摄影机3聚焦于旋转平台2的中心进行拍摄。
传统的360度圆筒全息图的记录光路如图2所示:激光从激光器中发出后到达投影系统4,投影系统4由照明透镜41、记录了被摄物体信息的二维底片42和投影透镜43组成,照明透镜41将激光均匀的照射到二维底片42上,通过投影透镜43,使底片42成像。柱面透镜61和场镜62(为球面透镜)叠放在一起,设置在底片42通过投影透镜43后的成像位置处,由于柱面透镜61在YZ平面内是没有曲率变化的,因而,激光通过柱面透镜61和场镜62后,其XZ平面内的焦距小于YZ平面内的焦距,并使底片42在YZ平面内成的像位于XZ平面内的焦点位置,它们将所成的像压缩成一条,通过全息记录材料7前面的狭缝S后,将单元全息图记录在位于柱面透镜61和场镜62在X方向的焦点处的全息记录材料7(如银盐制成的全息软片)上,从而使每一张二维底片在全息记录材料7的狭缝S处形成一个窄条状的单元全息图。参考光R在YZ平面内,由顶部或底部斜射向全息记录材料7。
依次更换不同视角的二维底片42,并沿X方向移动全息记录材料7,逐单元全息图曝光,直到图1所摄得的所有的单元全息图全部依次记录在全息记录材料7上。单元全息图之间的位置关系是根据各二维底片42之间的视角关系而定的,这样,在全息图再现的时候,形成的全息立体像就与被摄物体一致。
图3示出了360度视角圆筒式全息图的再现过程:将全息图弯成圆筒型,其半径r等于制作过程中场镜62与狭缝S的距离。用白光点光源51照明全息图,点光源51的位置与记录时参考光源的位置相同。则人眼5通过各个视图的单元全息图看到其相应视图的全息像,从而通过该圆筒全息图,便能看到在圆筒中有一360度视角的全息立体像。
这种圆筒式全息图预定的圆筒半径r等于全息记录材料7到柱面透镜61的距离,而全息记录材料7位于柱面透镜61和场镜62的X方向的焦点处,这个距离受到柱面透镜61和场镜62的焦距的共同制约,要想改变圆筒半径r,就必须要改变柱面透镜61的曲率半径才可以实现。因而,对于曲率半径固定的一套记录系统,只能制造出同一种半径的圆筒全息图,也就是说,相对于不同半径的圆筒,就需要一个与其相对应的柱面透镜61,在很大程度上限制了该方法的应用范围。另外,由于这种记录光学系统比较复杂,激光经过光学系统后,激光的能量浪费了很多,落在全息记录材料上的激光能量降低;而且,在全息记录材料上一次记录的是一窄条,激光分布比较分散,不够集中,这就不仅对激光功率要求高,而且仅仅只有在昂贵的高感光灵敏度的全息记录材料上才能较好的实现,如最古老而常用的记录介质——银盐,其感光灵敏度很高,但难以控制,成本高,不容易批量生产,这就导致传统的圆筒式全息图难以广泛应用。在光致抗蚀剂(如光刻胶版,其感光灵敏度比银盐低两个数量级)等低感光灵敏度材料上实现很困难,因而至今仍未见类似效果的全息产品出现。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明所要解决的技术问题之一是提供一种圆筒式全息图的制作方法,使得同一套制作装置可以不更换其中的透镜部件即可制得不同半径的圆筒式全息图,且制得的全息图可以很好的在低感光灵敏度材料上记录。
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