全息立體廣告燈箱的製作方法
2023-09-12 00:04:40
專利名稱：全息立體廣告燈箱的製作方法
技術領域：
全息立體廣告燈箱
技術領域：
本實用新型涉及全息圖像顯示領域，具體涉及一種全息立體廣告燈箱。
背景技術：
全息圖是一種高質量的三維立體場景的顯示媒介。全息圖記錄是利用幹涉原理記錄物體光波信息，過程可概述為，將雷射分為兩束，其中被攝物體在一束雷射照明下形成漫射的物光束，另一部分雷射作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產生幹涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度，從而利用幹涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著幹涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程序後，便成為一張全息圖，或稱全息照片。全息圖的再現 利用衍射原理再現物體光波信息，在雷射照射下，全息圖作為一個複雜的光柵結構對雷射進行衍射，衍射光波一般可給出與原物光一樣的信息，再現的圖像立體感強，具有真實的視覺效應。目前常見的全息圖產品主要是可以在白光下再現出清晰圖像的兩類全息圖:透射彩虹全息圖和反射全息圖。其中透射彩虹全息圖可與模壓技術結合，生產的模壓彩虹全息圖常用於商品的防偽商標。反射全息圖具有全視差，立體感較強，目前國外已有相關的商業
化廣告產品。然而透射彩虹全息圖由於僅有水平方向視差，不具有上下方向視差，因而無法再現高質量大景深的三維物體，立體感不如反射全息圖。反射全息圖有較強的立體感，然而受拍攝方法和再現光源的限制，也不能再現很大景深的三維物體，其景深基本上在全息圖平面前後小於±30cm。相比之下，菲涅爾全息圖發明於上世紀六十年代，其在雷射光源的照明下不存在色散問題，與相干長度很長的雷射器相結合，可實現超大景深的三維立體物體和場景的展示，景深可達若干米，具有很強的立體感和視覺衝擊力。但是，菲涅爾全息圖只有使用雷射光源照明時，才能清晰再現出立體圖像，而雷射光源的昂貴、體積大、結構複雜等缺點阻礙了菲涅爾全息圖直接作為一種高質量三維顯示媒介的應用。因此，菲涅爾全息圖的應用一直僅限於作為拍攝透射彩虹全息圖和反射全息圖的母版，其遠超其他全息圖的大景深和高質量的立體感都未能得到充分利用。目前，隨著半導體雷射技術的發展，這一限制已被突破，現在已有大量價格低廉、體積小巧、使用簡便的半導體雷射器產品走進市場，充分滿足了菲涅爾全息圖的對光源的基本要求。因此，有必要充分利用菲涅爾全息圖立體感強、景深大的優勢，拓展其應用領域。
實用新型內容本實用新型為了解決現有全息立體燈箱立體感較差、景深較淺的問題，提供一種使用菲涅爾全息圖的立體廣告燈箱，以實現高質量、大景深的三維立體場景展示。[0011]本發明的技術方案為:一種全息立體廣告燈箱，包括:箱體；位於箱體前壁、記錄在透明基底上的菲涅爾全息圖；置於箱體內部，用於發射雷射束的雷射光源；位於箱體內部、雷射光源前方的擴束鏡；以及附在箱體內壁上，用於多次反射經擴束鏡擴束的雷射束以從箱體內部照亮整個菲涅爾全息圖的反射鏡組。一些實施方案中，所述擴束鏡的擴束角Θ與記錄菲涅爾全息圖時所用的參考光的入射角α的關係為θ = α±Λ Θ，其中Λ Θ為趨近於O的補償角。一些實施方案中，雷射光源為半導體雷射器。一些實施方案中，該全息立體廣告燈箱還包括用於固定雷射光源和擴束鏡的支撐件。一些實施方案中，箱體為立方體形狀。一些實施方案中，反射鏡組包括交錯設置於箱體的前後內壁上的多個平面反射鏡。一些實施方案中，菲涅爾全息圖位於箱體前壁適於觀察的位置。一些實施方案中，雷射光源的電源置於箱體內部。一些實施方案中，雷射光源的電源通過支撐件固定在箱體內部。本發明的有益效果在於:由於使用菲涅爾全息圖來製作立體廣告燈箱，所展示的是三維立體圖像，較之 現有利用白光再現的透射彩虹全息圖和反射全息圖廣告燈箱具有更好的立體感，非常大的景深和更強的視覺衝擊力。此外，配合利用小角度擴束器對雷射束進行擴束，以及利用反射鏡組多次反射延長光束傳播距離，可以獲得足夠的雷射束照射面積。
圖1是根據本實用新型的全息立體廣告燈箱的結構示意圖。附圖標記:I電源；2支撐件；3雷射光源；4雷射束；5擴束鏡；6反射鏡組；6_1、6-2,6-3平面反射鏡；7菲涅爾全息圖；8箱體
具體實施方式圖1示例性地示出本實用新型的全息立體廣告燈箱的結構。從圖中可見，全息立體廣告燈箱主要包括雷射光源3、擴束鏡5、反射鏡組6、菲涅爾全息圖7以及箱體8。其工作原理大體如下:雷射光源3發射的雷射光束4經擴束鏡5擴束後，照射到反射鏡組6，經反射鏡組6的多次反射，得到足夠照亮整個菲涅爾全息圖7的照明面積，並從箱體8內部照亮菲涅爾全息圖7。使得觀察者可以觀察到具有高立體感、大景深的菲涅爾全息圖再現像。雷射光源3位於箱體8內部，用於發射雷射束4。例如，可以使用半導體雷射器作為雷射光源3。雷射光源3的電源I也可以在箱體8內部。雷射光源3前方設置有擴束鏡5，用來將雷射光源3發射的雷射束4進行擴束。由於菲涅爾全息圖拍攝時參考光一般為平行光，當再現光不是平行光時，再現像會發生畸變，再現光的角度越大，畸變越嚴重。因此最好採用擴束角較小的擴束鏡5，並配合採用反射鏡組，通過多次反射來延長雷射束傳輸距離，來獲得足夠的照明面積。較優選的情況中，擴束鏡5的擴束角Θ與記錄菲涅爾全息圖7時所用的參考光的入射角α的關係為θ = α ±Λ Θ，其中Λ Θ為趨近於O的補償角。Λ Θ太大，則會影響菲涅爾全息圖的再現像亮度。雷射光源3、其電源1，以及擴束鏡5分別可以通過使用支撐件2來固定在箱體8內部。支撐件2不僅固定雷射光源3和擴束鏡5的位置，還可以固定它們的方向，使得雷射束4能夠更容易以合適的角度照射到反射鏡組6上。例如，可以使用具有斜面的支撐件2，使得雷射束4斜向照射到反射鏡組6的反射鏡6-1上。反射鏡組6附在箱體8的內壁上，用於多次反射經擴束鏡5擴束的雷射束4，以從箱體8內部照亮整個菲涅爾全息圖7。其可以是反射介質在外層的多塊平面反射鏡。在圖1所示的示例性情形中，反射鏡組6為交錯設置於箱體8前後內壁上的多個平面反射鏡。然而，反射鏡組6也可以設置為其他形式，每個反射鏡的位置也不限於箱體8的前後壁，並且每個反射鏡可以多次反射雷射束4。只要保證最終雷射束4能夠照亮整個面積的菲涅爾全息圖 即可。反射鏡組6中反射鏡的數目，以及每塊反射鏡的面積和形狀應根據實際情況確定。與菲涅爾全息圖7的面積、位置、形狀；箱體8的形狀、尺寸；擴束鏡5的擴束角；以及反射鏡組的設置，等多種因素相關。菲涅爾全息圖7為公知的普通菲涅爾全息圖，既可以是實物拍攝，也可以是合成菲涅爾全息圖，並且可以使用各種全息記錄材料來記錄。由於雷射束4是從箱體8內部照亮菲涅爾全息圖7的，因此，菲涅爾全息圖7應記錄在透明基底上，例如可以是基於玻璃基底，或是通過模壓轉移到塑料基底`。菲涅爾全息圖7位於箱體8的前壁。作為廣告燈箱，菲涅爾全息圖7可位於箱體8前壁適於觀察的位置。例如其中心高度可以處於中等身高成年人眼部所在的高度。在圖1中，菲涅爾全息圖7是放置在箱體8前壁上部開出一個窗口處。箱體8為燈箱的主體結構，用於容納其他各部件，並允許雷射束4在其內部空間多次反射。箱體可以是立方體形狀。燈箱的厚度，即前後壁之間的距離可隨菲涅爾全息圖尺寸變化，菲涅爾全息圖尺寸越大，雷射束需要被擴束的面積越大，保證照亮整個菲涅爾全息圖。燈箱厚度太窄，則不能給出足夠的空間供雷射束傳播，太寬則不適宜作為廣告燈箱使用。通常情況下，可以使用厚度為約20-25cm的燈箱。圖1的全息立體廣告燈箱工作過程如下:接通電源1，使得固定於支撐件2斜面上的雷射光源3發出雷射束4，經過擴束鏡5後被擴束成發散光束，經過平面反射鏡6-1、6-2、6-3多次反射後，雷射束4被擴束到足夠大的尺寸，能夠照亮整個菲涅爾全息圖7的面積。本發明的全息立體廣告燈箱通過使用雷射束照射菲涅爾全息圖，可以使觀察者體驗到到具有強立體感、大景深的全息立體再現像。通過使用具有較小擴束角的擴束鏡，並配合使用反射鏡組多次反射延長雷射束傳輸距離，既得到了足以照明整個菲涅爾全息圖的照明面積，又能夠最大程度地再現菲涅爾全息圖的三維立體效果。[0042]以上所述本實用新型的具體實施方式
，並不構成對本實用新型保護範圍的限定。任何根據本實用新型的技術構思所作出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本實用新型權利要求的保護範圍內。
權利要求1.一種全息立體廣告燈箱，包括: 箱體⑶； 位於箱體(8)前壁、記錄在透明基底上的菲涅爾全息圖(7)； 置於箱體(8)內部，用於發射雷射束(4)的雷射光源(3)； 位於箱體⑶內部、雷射光源⑶前方的擴束鏡(5);以及 附在箱體內壁上，用於多次反射經擴束鏡(5)擴束的雷射束(4)以從箱體(8)內部照亮整個菲涅爾全息圖(7)的反射鏡組(6)。
2.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，擴束鏡(5)的擴束角Θ與記錄菲涅爾全息圖(7)時所用的參考光的入射角α的關係為:θ = α ± Λ Θ，其中Λ Θ為趨近於O的補償角。
3.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，雷射光源(3)為半導體雷射器。
4.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，還包括用於固定雷射光源(3)和擴束鏡(5)的支撐件⑵。
5.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，箱體(8)為立方體形狀。
6.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，反射鏡組(6)包括交錯設置於箱體(8)的前後內壁上的多個平面反射鏡。
7.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，菲涅爾全息圖(7)位於箱體(8)前壁適於觀察的位置。
8.根據權利要求1所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，雷射光源(3)的電源(I)置於箱體⑶內部。
9.根據權利要求4所述的全息立體廣告燈箱，其特徵在於，雷射光源(3)的電源(I)通過支撐件(2)固定在箱體(8)內部。
專利摘要本實用新型公開了一種全息廣告燈箱，包括箱體；位於箱體前壁、記錄在透明基底上的菲涅爾全息圖；置於箱體內部，用於發射雷射束的雷射光源；位於箱體內部、雷射光源前方的擴束鏡；以及附在箱體內壁上，用於多次反射經擴束鏡擴束的雷射束以從箱體內部照亮整個菲涅爾全息圖的反射鏡組。本實用新型使用具有強立體感、大景深的菲涅爾全息圖，利用具有較小擴束角的擴束鏡，並配合反射鏡組多次反射延長雷射束傳輸距離，從而最大程度地再現了菲涅爾全息圖的立體效果。
文檔編號G09F13/04GK203070705SQ20122074919
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者王笑冰, 李建兵, 張海明 申請人:深圳大學反光材料廠