圓筒式全息圖的製作方法、製作裝置及製得的全息圖的製作方法

2023-11-30 09:04:26

專利名稱：圓筒式全息圖的製作方法、製作裝置及製得的全息圖的製作方法
技術領域：
本發明涉及全息技術領域，更具體的說，涉及一種圓筒式全息圖的制 作方法、製作裝置及製得的全息圖。
背景技術：
全息照相自從發明以來一直是人們賴以支撐三維立體顯示夢想的理想 工具。記錄材料的突破，數碼全息的誕生，各類廉價優質雷射光源的出現， 預示著人們近半世紀的夢想和努力正在快速成為現實。顯示全息正從科學 和藝術的殿堂逐步進入人們日常生活，最大限度地挑戰著人們對現有信息 技術的基本認識。未來的信息技術所面臨的對象不僅僅是普通的二維平面 信息處理，而是對整個三維空間乃至時空意義上的信息採集，編碼，傳輸， 解調及顯示。圓筒式全息圖是一種記錄在圓筒狀的全息記錄材料上的全息圖，或者 說，只有全息記錄材料彎曲形成一預定半徑的弧形或者圓簡時，其表面記 錄的圖形信息才能清晰的成一立體像。轉動圓筒式全息圖，可以從各個不同角度觀察到物體再現的像，達到周視的效果。美國人Lloyd Cross提出了 圓筒式360度視角白光再現組合全息圖的製作方法。以360度視角的圓筒式全息圖為例，圓筒式全息圖的信息採集過程如 圖1所示，通過攝影機3對被攝物體1的360度方向拍攝N個視圖，其相 鄰兩個視圖的視角差為360/N度，N越大，則最終的全息圖像在旋轉觀看 時的連續性就越好，為了保證全息圖形較好的連續性，視圖的個數一般不 少於360幅。在拍攝過程中，可將被攝物體1擺放在一可旋轉平臺2的中 心，攝影機3聚焦於旋轉平臺2的中心迸行拍攝。傳統的360度圓筒全息圖的記錄光路如圖2所示雷射從雷射器中發 出後到達投影系統4，投影系統4由照明透鏡41、記錄了被攝物體信息的 二維底片42和投影透鏡43組成，照明透鏡41將雷射均勻的照射到二維底 片42上，通過投影透鏡43，使底片42成像。柱面透鏡61和場鏡62 (為 球面透鏡)疊放在一起，設置在底片42通過投影透鏡43後的成像位置處， 由於柱面透鏡61在YZ平面內是沒有曲率變化的，因而，雷射通過柱面透鏡61和場鏡62後，其XZ平面內的焦距小於YZ平面內的焦距，並使底 片42在YZ平面內成的像位於XZ平面內的焦點位置，它們將所成的像壓 縮成一條，通過全息記錄材料7前面的狹縫S後，將單元全息圖記錄在位 於柱面透鏡61和場鏡62在X方向的焦點處的全息記錄材料7 (如銀鹽制 成的全息軟片)上，從而使每一張二維底片在全息記錄材料7的狹縫S處 形成一個窄條狀的單元全息圖。參考光R在YZ平面內，由頂部或底部斜 射向全息記錄材料7。依次更換不同視角的二維底片42，並沿X方向移動全息記錄材料7， 逐單元全息圖曝光，直到圖1所攝得的所有的單元全息圖全部依次記錄在 全息記錄材料7上。單元全息圖之間的位置關係是根據各二維底片42之間 的視角關係而定的，這樣，在全息圖再現的時候，形成的全息立體像就與 被攝物體一致。圖3示出了 360度視角圓筒式全息圖的再現過程將全息圖彎成圓筒 型，其半徑r等於製作過程中場鏡62與狹縫S的距離。用白光點光源51 照明全息圖，點光源51的位置與記錄時參考光源的位置相同。則人眼5 通過各個視圖的單元全息圖看到其相應視圖的全息像，從而通過該圓筒全 息圖，便能看到在圓筒中有一 360度視角的全息立體像。這種圓筒式全息圖預定的圓筒半徑r等於全息記錄材料7到柱面透鏡 61的距離，而全息記錄材料7位於柱面透鏡61和場鏡62的X方向的焦點 處，這個距離受到柱面透鏡61和場鏡62的焦距的共同制約，要想改變圓 筒半徑r,就必須要改變柱面透鏡61的曲率半徑才可以實現。因而，對於 曲率半徑固定的一套記錄系統，只能製造出同一種半徑的圓筒全息圖，也 就是說，相對於不同半徑的圓筒，就需要一個與其相對應的柱面透鏡61， 在很大程度上限制了該方法的應用範圍。另外，由於這種記錄光學系統比 較複雜，雷射經過光學系統後，雷射的能量浪費了很多，落在全息記錄材 料上的雷射能量降低；而且，在全息記錄材料上一次記錄的是一窄條，激 光分布比較分散，不夠集中，這就不僅對雷射功率要求高，而且僅僅只有 在昂貴的高感光靈敏度的全息記錄材料上才能較好的實現，如最古老而常 用的記錄介質一一銀鹽，其感光靈敏度很高，但難以控制，成本高，不容 易批量生產，這就導致傳統的圓筒式全息圖難以廣泛應用。在光致抗蝕劑 (如光刻膠版，其感光靈敏度比銀鹽低兩個數量級)等低感光靈敏度材料 上實現很困難，因而至今仍未見類似效果的全息產品出現。為克服上述缺陷，本發明所要解決的技術問題之一是提供一種圓筒式 全息圖的製作方法，使得同一套製作裝置可以不更換其中的透鏡部件即可 製得不同半徑的圓筒式全息圖，且製得的全息圖可以很好的在低感光靈敏 度材料上記錄。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種圓筒式全息圖的製作方法，包括以下步驟(a) 獲取多幅不同視角的數碼圖片；(b) 將每一幅數碼圖片分割成若干行行信息，行信息的行數與數碼圖 片在垂直方向上的像素數相對應，並對每一行行信息進行編碼處理；(C)投影系統讀取編碼處理後的行信息，雷射通過該投影系統後將讀 入的行信息壓縮在全息記錄材料的對應的一點上；(d) 重複步驟(C)，投影系統依次讀取信息，從一幅圖像的第一行到 最後一行，逐點記錄每一行行信息，直至一幅單元全息圖記錄完為止；(e) 重複步驟(C)和步驟(d)，逐列記錄每一幅單元全息圖，直至 所有視角的單元全息圖都對應的記錄在全息記錄材料上。所述的步驟(e)後還包括一個將全息記錄材料金屬化，通過模壓或熱 塑工藝，批量生產出圓筒式全息圖的步驟，其中，所述的全息記錄材料為 光致抗蝕劑。這樣的設計，使得圓筒式全息圖可以批量生產，大大降低了 圓筒式全息圖的成本。所述的步驟(b)中，該編碼處理的步驟還包括將每一行行信息分色為 三行分別帶有R， G, B三原色灰度信息的分色的步驟，對應的，在步驟 (c)中，投影系統讀取編碼處理後的行信息時，三行分色信息按照其三原 色波長的比例關係a/b-(Xr- Lg)/(入g-Xb)進行空間排列，其中，a代表紅分量 行信息和綠分量行信息之間的距離，b代表綠分量行信息和藍分量行信息 之間的距離，Xr、 Xg、 Xb分別代表紅光、綠光、藍光的波長，投影系統為 計算機和由計算機控制的空間光調製器。這樣的設計使得白光在照射在以 上述空間順序排列的三原色行信息後，在所成的像上，分色信息在成像位 置相互疊加，人眼能夠看到真彩色的全息再現像。本發明所要解決的技術問題之二是提供一種使用了上述方法的圓筒式全息圖的製作裝置，使得同一套製作裝置可以不更換其中的透鏡部件即可 製得不同半徑的圓筒式全息圖，且製得的全息圖可以很好的在低感光靈敏 度材料上記錄。一種圓筒式全息圖的製作裝置，包括.*發射出雷射束的雷射器、分光 器、記載了所攝圖像的編碼信息的投影系統、全息成像系統，分光器將激 光束分為參考光和照射到投影系統的物光，其中所述投影系統為能對圖 像信息按行分割編碼的圖像顯示系統，所述的全息成像系統包括成像透鏡 和全息記錄材料，全息記錄材料上的相應曝光點位於成像透鏡的焦點處； 攜帶有投影系統上圖像信息的物光通過成像透鏡匯聚到其焦點處，與直接 照射到全息記錄材料上的參考光重疊為一點，在全息記錄材料上曝光。所述的投影系統為計算機和與計算機連接的空間光調製器。空間光調製器(Spatial Light Modulator,簡稱SLM)能將數碼圖像通過該器件顯示 出來，通過輸入包含有二維的光強分布空間排列的圖像，在雷射照射後， 形成具有此二維的光強分布的輸出光。使用SLM進行投影顯示，能更加方便快捷的對數碼圖像進行數據編碼。所述的全息成像系統還包括可帶動全息記錄材料在成像透鏡的焦平面 上配合空間光調製器移動的移動平臺。這樣的設計可以使不同的圖像行信 息在全息記錄材料的相應位置處依次逐點曝光時，對全息記錄材料的曝光 點的位置的控制更加容易、精確。所述的全息成像系統還包括空間光調製器前設置的隨機散射屏，雷射 通過隨機散射屏後再照射到空間光調製器上。隨即散射屏平滑了空間光調 制器SLM的頻譜曲線，使得雷射在成像透鏡的焦點處形成一均勻光斑， 在此處記錄全息圖，避免了 SLM上的高頻信息的損失，全息圖在有限的 尺寸上能夠完整的記錄SLM上的低頻與高頻信息，再現時成的像就不會 出現如輪廓線，灰度損失，細節難辯等細節差異。所述的全息成像系統還包括全息記錄材料前在物光和參考光的光斑重 疊中心處放置一大小與全息記錄材料相適應的方形光鬧，使得全息記錄材 料上每兩個相鄰的曝光點都不互相重合。這樣的設計使得能更好的象素化 記錄全息圖，每一幅不同視角的圖像的行信息之間不會互相干涉，人眼通 過該全息像素，便能看到其相應視圖中相應行的真彩色還原信息.本發明所要解決的技術問題之三是提供一種使用了上述方法製得的全一種使用上述方法製得的圓筒式全息圖，其特徵在於所述圓筒式全 息圖的橫向由不少於一個的記錄點組成，記錄點的個數與再現的立體圖像 的視角數相對應，同一行的記錄點對應於不同的圖片同一物理位置的行信 息；圓筒式全息圖的縱向由不少於一個的記錄點組成，記錄點的個數與數 碼圖片在垂直方向上的像素數相對應，同一列的記錄點對應於同一幅圖片 相應的行信息。該圓筒式全息圖彎成一預定弧度，並在光的照射下，能全 息再現立體圖像。所述的圓筒式全息圖上每一個記錄點都呈方形。方形的記錄點是由於 在全息記錄材料形成的母板上的曝光時，全息記錄材料之前放置了方形光 闌，雷射通過隨機散射屏後聚焦形成的光斑通過了方形光闌後形成方形曝 光點，這樣可以使曝光點在全息記錄材料上排列整齊，每兩個相鄰的記錄 點點都不互相重合，並儘可能充分的利用全息記錄材料。本發明由於將一幅圖像分割、編碼處理成若干行行信息後，每行行信 息對應的逐點記錄在位於成像透鏡的焦點處的全息記錄材料上，行信息只 通過一個成像透鏡進行壓縮記錄，可以通過調節物距達到調節像距，而制 得的圓筒式全息圖的半徑等於全息記錄材料和成像透鏡成的像之間的距 離，即成像透鏡的像距與焦距之差，因而，可以通過調節物距達到調節最 終圓筒全息圖的半徑的效果，同一套製作裝置可以不用更換其中的透鏡部 件製得不同半徑的圓筒式全息圖。另外，由於雷射一次只將一行的行信息 記錄到一點上，在記錄點處雷射的強度較高，即使在光致抗蝕劑等低感光 靈敏度材料上光刻的效果也比較好，降低了成本，使用的範圍更廣。


圖1是圓筒式全息圖的信息採集示意圖；圖2是傳統的360度視角圓筒式全息圖的記錄光路示意圖；圖3是360度視角圓筒式全息圖的再現示意圖；圖4是本發明具體實施例的窄條單元全息圖的成像示意圖；圖5是本發明具體實施例圓筒式全息圖的製作光路示意圖；圖6是本發明具體實施例的三原色編碼在SLM上的分布示意圖；圖7是本發明具體實施例圓筒式全息圖的實際光路示意8是不透明的反射圓筒式模壓全息圖的成像示意圖；圖9是透明的反射圓筒式模壓全息圖的成像示意圖。其中1、被攝物體，2、可旋轉平臺，3、攝影機，4、投影系統，41照明透 鏡、42、底片，43、投影透鏡，5、人眼，51、點光源，61、柱面透鏡，62、 場鏡，7、全息記錄材料，8、投影系統，81、準直透鏡，82、 SLM， 83、 隨機散射屏，84、物光空間濾波器，85、物光擴束鏡，9、全息成像系統， 91、成像透鏡，92、全息記錄材料，93、移動平臺，94、方形光闌，11、 計算機，12、雷射器，13、快門，14、分光鏡，15、物光平面鏡，16、參 考光擴束鏡，17、參考光空間濾波器，18、參考光平面鏡。
具體實施方式
下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。 傳統的圓筒式全息圖的製作原理為採集N幅不同視角的圖像後(以 360。的視角為例，如圖1所示)，將第n幅圖案投影到柱面透鏡61和場鏡 62處，利用柱面透鏡61將該幅圖案壓縮到全息圖附近形成一窄條狀的單 元全息圖進行記錄，依次將N幅圖像全部壓縮到全息記錄材料7上形成圓 筒式全息圖。因而最終形成的圓筒式全息圖半徑r等於全息記錄材料7到 柱面透鏡61的距離，取決於柱面透鏡61的曲率半徑。圖4示出了在圓筒 式全息圖再現過程中，每一個單元全息圖的成像過程。點光源51照明全息 圖，人眼5通過各個視圖的單元全息圖看到其相應視圖的全息像，從而通 過該圓筒全息圖，便能看到在圓筒中心處有一 360度都能觀看的全息立體 像。通過對原圓筒式全息圖的每個單元全息圖的成像規律進行分析，可以 得到以下兩條事實1、通過單元寬度為W-2tct/N的窄條全息圖，人眼5 所看到的信息是按圖1方式所拍攝的物體第n (n=l， 2....N)個視圖在距全 息圖為r處投影像；2、投影像的高度信息與單元全息圖的高度信息是一一 對應的，即投影像在某一高度上的信息都被記錄在單元全息圖中的對應 高度上，全息圖上無垂直視差。將第n個視圖拆分為M行，其對應的第m 行視圖的單元全息圖為Hnm， m=l， 2.…M，對每一行進行獨立操作，並 將其第m行的空間編碼Onm(如圖6所示)通過圓筒式全息圖的記錄光路 (如圖5所示)成像於CTnm，且在成像光路的焦點記錄全息圖Hnm。則一幅圖像記錄完成後，在對記錄的全息圖像進行還原時，與一次將一幅圖 像記錄在一窄條狀的單元全息圖上的效果是一樣的。這就可以先將圖像分 割為若干行行信息後，逐行對圖像進行壓縮。圖6、圖7示意出了圓筒式全息圖模壓母板的實際光路布置。全息圖 製作裝置包括發射出雷射束的雷射器12，快門13，分光器14、物光平 面鏡15、參考光擴束鏡16、參考光空間濾波器17、參考光平面鏡18、投 影系統8、包括成像透鏡91和放置在移動平臺93上的全息記錄材料92(實 施中選用光刻膠版)的全息成像系統9。投影系統8包括準直透鏡81、 連接到計算機11的記載了所攝圖像的編碼信息的空間光調製器82、物光 空間濾波器84和物光擴束鏡85。雷射器12發出的雷射束LB，經由計算機11控制的快門13後照射到 分光器14，被分為物光和參考光。物光經物光平面鏡15反射，再經物光 擴束鏡85擴束，物光空間濾波器84濾波後照射到準直透鏡81上，準直後 照明空間光調製器82; SLM 82上的信息是圖6所示的第n個視圖中第m 行信息的空間編碼Onm;為了使每個像素全息圖中光能分布均勻，在SLM 82前面加一隨機散射屏83;從空間光調製器SLM 82出來的物光攜帶有按 行分割編碼後的圖像的行信息Onm，經過成像透鏡91成像於0、nm並在 成像透鏡焦點處形成一均勻亮斑，將形成的全息圖記錄在全息記錄材料92 上。參考光通過參考光平面鏡18反射，經參考光擴束鏡16擴束，參考光 空間濾波器17濾波後與物光重疊照射到全息記錄材料92上。物光與參考 光的夾角e同再現時再現光和圓筒表面中心橫截圓的夾角相同。全息記錄 材料92前在物光和參考光的光斑重疊中心處放置有一大小與全息記錄材 料92相適應的方形光闌94，可以讓全息記錄材料92上的曝光點成方形， 每兩個相鄰的曝光點都不會互相干涉。作為全息記錄材料92的光刻膠板被 穩定放置在一個由計算機11控制的XY方向移動平臺93上，XY平面即 是成像透鏡91的焦平面。依次更換SLM 82上的每一幅圖像的行信息，通過移動平臺93帶動光 刻膠版移動，可以使不同的圖像的行信息在光刻膠版的相應位置處依次逐 點曝光，組成一個個窄條狀的單元全息圖。曝光點與曝光點之間排列整齊， 每一幅視圖的所有行信息都記錄在全息記錄材料的對應縱向分布的一列 內，壓縮後的N幅視圖形成的窄條狀的單元全息圖平行排列。形成的全息 圖上，橫向的記錄點的個數與再現的立體圖像的視角數相對應，同一行的記錄點對應於不同的圖片同一物理位置的行信息；縱向的記錄點的個數與數碼圖片在垂直方向上的像素數相對應，同一列的記錄點對應於同一幅圖 片相應的行信息。由於圓筒式全息圖的半徑r等於全息記錄材料92上的全息圖Hnm和 成像透鏡91成的像CTnm之間的距離，即成像透鏡91的像距V與焦距F 之差。根據透鏡成像的物像關係(1/U)+(1/V)=1/F，其中U是物距--SLM 82上的Onm與成像透鏡91的距離，V是像距--成的像CTnm與成像透鏡 91的距離，F是成像透鏡91的焦距。可以得出，圓筒式全息圖的半徑r 可根據成像透鏡91的物像關係任意調整。即當我們需要的圓筒半徑較大 時，我們可以通過將成像透鏡91與SLM82之間的距離縮小實現，反之， 我們需要圓筒的半徑較大時，則可以通過將成像透鏡91與SLM之間的距 離拉遠實現。這樣， 一套系統就可以通過調節各元件之間的位置關係而制 得的不同圓筒半徑的全息圖。若對圖像的行信息進行相應的分色編碼處理，則可以在全息圖上再現 真彩色的全息像。將第n個視圖的第m行行信息Onm按R， G， B三原色分色為Onmr_— 紅分量灰度信息，Onmg—一綠分量灰度信息，Onmb藍分量灰度信息三 個只有灰度信息的行信息，並按其紅光波長Ax、綠光波長人g、藍光波長人b 的三原色波長的比例在SLM上進行空間排列。如圖6所示，a為紅分量灰 度信息與綠分量灰度信息的行信息之間的空間間距，b為綠分量灰度信息 與藍分量灰度信息的行信息之間的空間間距，則按照^氣XrAg)/(Xg-Xb)的 比例將三行行信息進行空間排列。當白光再現時，由於R， G， B三原色分色Onmr， Onmg， Onmb， 在空間的排列滿足a/b-(Xr- ig)/(Xg-Xb)，則三原色的光譜重疊，三原色分色 信息將在成像處重疊，人眼5觀看Hnm時將看到和分色前一樣的真彩色像。圓筒式全息圖的製作步驟如下1) .採集目標視角觀察範圍內的N個視圖，獲取多幅不同視角的數碼 圖片。採集過程中，目標可以有動作變化，也可以是三維動化軟體所生成 的任意虛擬場景。採集的視角範圍根據需要選擇，如180°、 270°，或者是 360°的周視視角。N的大小決定了最終全息圖像的連續性， 一般為360的 整數倍，如720， 1080等。其中某個視圖的單元全息圖寬度為W=2tct/N。2) 將N個視圖分別拆分為M行，M的大小取決於最終全息像在垂方向上的分辨能力，一般情況下與各平面視圖在垂直方向上的像素數相當。 可以通過對圖像進行三原色分色編碼以獲得有真彩色信息的全息圖。對以上M*N個圖像進行三原色分色並對每個圖像按其三原色波長的比例關係 a/b-(Xr- ig)/(Xg-Xb)(如圖6所示)進行空間排列以獲得第n個視圖第m行信 息的空間編碼Onm。3) 將Onm通過計算機輸入到SLM上，並逐點記錄其相應的單元全 息圖Hnm。當然，圖像信息也可以一次性輸入到SLM的存儲器內，SLM 將每幅圖像的行信息依次讀出顯示。艮口將獲得的圖像按視角順序排列，從第一幅圖像的第一行行信息開 始，當計算機在SLM上輸出該行信息的三原色分色後的三行行編碼的同 時，計算機控制快門打開，射出一束雷射束，通過移動平臺的控制，將單 元全息圖記錄在全息記錄材料、即光刻膠版的第一列的頂部。將SLM上 的行信息換為第一幅圖像的第二行行信息，同樣，計算機控制快門打開， 射出一束雷射束，移動平臺將光刻膠版向上移動AH (AH-最終全息像的 高度Hf/M)，將單元全息圖記錄在光刻膠版的第一列的第二行的位置。每 記錄一個行信息，移動平臺就將光刻膠版向上移動AH，直至第一幅圖像 的M行行信息全部記錄在光刻膠版的第一列為止。將SLM上的行信息換為第二幅圖像的第一行行信息，移動平臺將光 刻膠版移動到第二列的頂部，第二列與的一列間距為W (W-2tct/N)。重 復上述步驟，直至第N幅圖像的第M行都記錄在光刻膠版上為止。這樣， 圓筒式全息圖就完整的記錄在了光刻膠版上。圓筒式全息圖的橫向由不少 於一個的記錄點組成，記錄點的個數與再現的立體圖像的視角數相對應， 同一行的記錄點對應於不同的圖片同一物理位置的行信息；圓筒式全息圖 的縱向由不少於一個的記錄點組成，記錄點的個數與數碼圖片在垂直方向 上的像素數相對應，同一列的記錄點對應於同一幅圖片相應的行信息。由 於光刻膠版前設有方形光闌，因而圓筒式全息圖上每一個記錄點都呈方形， 這樣可以使曝光點在全息記錄材料上排列整齊，每兩個相鄰的記錄點點都 不互相重合，並儘可能充分的利用全息記錄材料。該圓筒式全息圖彎成一 預定弧度，並在光的照射下，能全息再現立體圖像。4) 由於光刻膠版記錄的信息呈一種平面浮雕衍射結構，因而可以製作 模壓全息圖母板從而廉價的批量生產。將光刻膠版金屬化，電鑄出鎳母板及工作板，通過熱塑或uv模壓工藝，便生產出所需的模壓全息圖。將具有平面浮雕衍射結構的光刻膠版金屬化可以有很多種方法，如可以在其表面真空鍍介質硫化鋅(ZnS)或鍍 鋁(AL)，或用津鍍、噴鍍的方法對光刻膠版進行表面處理，使光刻膠版 金屬化形成模壓全息圖母板。利用模壓全息圖母板通過熱塑或UV模壓工 藝，便可以批量生產製作出透射式照明360度視角圓筒式數碼模壓全息圖 (如圖3所示)，或反射式照明360度視角圓筒式數碼模壓全息圖(如圖8、 圖9所示，圖8內部照明看實像，圖9外部照明看虛像)。這種模壓的圓筒式全息圖的製作成本低廉，可以應用於很多方面，如1) 一種新的廣告媒介方式無論是透射式還是反射式，都可將其作為一種全新的廣告媒介方式廣 泛應用。小至幾釐米直徑的小禮品，小玩具，大至幾十釐米甚至幾米直徑 的臺面展示及建築裝飾，都可以給人360度視角，真彩色，動態立體的全 新視覺體驗，從而帶來廣告業的革命。2) 燈具產業把本發明所提出的圖像顯示方式同傳統燈具行業相結合，將給現有燈 具產業帶來無限的遐想。3) 包裝產業針對各類圓筒式包裝(如酒類，礦泉水，易拉罐等)，把本發明所生產 出的模壓全息圖與之相結合，將給這類包裝帶來防偽及促銷的新功能。4) 一種新型全息防偽標識這種標識在平面形式下不能辨別其內容，若將其彎成一適當弧度，便 能在白熾燈下清晰再現裡面所包含的內容。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種圓筒式全息圖的製作方法，包括以下步驟(a)獲取多幅不同視角的數碼圖片；(b)將每一幅數碼圖片分割成若干行行信息，行信息的行數與數碼圖片在垂直方向上的像素數相對應，並對每一行行信息進行編碼處理；(c)投影系統讀取編碼處理後的行信息，雷射通過該投影系統後將讀入的行信息壓縮在全息記錄材料的對應的一點上；(d)重複步驟(c)，投影系統依次讀取信息，從一幅圖像的第一行到最後一行，逐點記錄每一行行信息，直至一幅單元全息圖記錄完為止；(e)重複步驟(c)和步驟(d)，逐列記錄每一幅單元全息圖，直至所有視角的單元全息圖都對應的記錄在全息記錄材料上。
2、 如權利要求l所述的一種圓筒式全息圖的製作方法，其特徵在於 所述的步驟(e)後還包括一個將全息記錄材料金屬化，通過模壓或熱塑工 藝，批量生產出圓筒式全息圖的步驟，其中，所述的全息記錄材料為光致 抗蝕劑。
3、 如權利要求1或2所述的一種圓筒式全息圖的製作方法，其特徵在 於所述的步驟(b)中，該編碼處理的步驟還包括將每一行行信息分色為 三行分別帶有R， G， B三原色灰度信息的分色的步驟，對應的，在步驟(c)中，投影系統讀取編碼處理後的行信息時，三行分色信息按照其三原 色波長的比例關係a/bKAj-Xg)/(Xg-Xb)進行空間排列，其中，a代表紅分量 行信息和綠分量行信息之間的距離，b代表綠分量行信息和藍分量行信息 之間的距離，Ax、 Xg、 Xb分別代表紅光、綠光、藍光的波長，投影系統為 計算機和由計算機控制的空間光調製器。
4、 使用了如權利要求l所述方法的圓筒式全息圖的製作裝置，包括 發射出雷射束的雷射器、分光器、記載了所攝圖像的編碼信息的投影系統、 全息成像系統，分光器將雷射束分為參考光和照射到投影系統的物光，其特徵在於所述投影系統為能對圖像信息按行分割編碼的圖像顯示系統，所述的全息成像系統包括成像透鏡和全息記錄材料，全息記錄材料上的相應曝光點位於成像透鏡的焦點處；攜帶有投影系統上圖像信息的物光通過 成像透鏡匯聚到其焦點處，與直接照射到全息記錄材料上的參考光重疊為一點，在全息記錄材料上曝光。
5、 如權利要求4所述的一種圓筒式全息圖的製作裝置，其特徵在於-所述的投影系統為計算機和與計算機連接的空間光調製器。
6、 如權利要求5所述的一種圓筒式全息圖的製作裝置，其特徵在於 所述的全息成像系統還包括可帶動全息記錄材料在成像透鏡的焦平面上配 合空間光調製器移動的移動平臺。
7、 如權利要求5所述的一種圓筒式全息圖的製作裝置，其特徵在於-所述的全息成像系統還包括空間光調製器前設置的隨機散射屏，雷射通過 隨機散射屏後再照射到空間光調製器上。
8、 如權利要求7所述的一種圓筒式全息圖的製作裝置，其特徵在於 所述的全息成像系統還包括全息記錄材料前在物光和參考光的光斑重疊中 心處放置一大小與全息記錄材料相適應的方形光闌，使得全息記錄材料上 每兩個相鄰的曝光點都不互相重合。
9、 使用了如權利要求l所述方法製得的圓筒式全息圖，其特徵在於所述圓筒式全息圖的橫向由不少於一個的記錄點組成，記錄點的個數與再 現的立體圖像的視角數相對應，同一行的記錄點對應於不同的圖片同一物理位置的行信息；圓筒式全息圖的縱向由不少於一個的記錄點組成，記錄 點的個數與數碼圖片在垂直方向上的像素數相對應，同一列的記錄點對應 於同一幅圖片相應的行信息。
10、 如權利要求9所述的圓筒式全息圖，其特徵在於所述的圓筒式 全息圖上每一個記錄點都呈方形。
全文摘要
本發明公開一種圓筒式全息圖的製作方法、製作裝置及製得的全息圖。其製作方法為將多幅不同視角的數碼圖片分割成若干行行信息後，對每一行行信息進行編碼處理；投影系統讀取編碼處理後的行信息，雷射通過該投影系統後將讀入的行信息聚集在全息記錄材料的對應的一點上；逐點記錄一幅圖像每一行的行信息，直至一幅單元全息圖記錄完為止；逐列記錄每一幅單元全息圖，直至所有視角的單元全息圖都對應的記錄在全息記錄材料上。本發明由於將一幅圖像分割、編碼處理成若干行行信息後，將行信息逐點記錄在位於成像透鏡的焦點處的全息記錄材料上，行信息只通過一個成像透鏡進行壓縮記錄，故可通過調節物距達到調節最終圓筒全息圖的半徑的效果。
文檔編號G02B5/32GK101241204SQ20071007330
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月9日 優先權日2007年2月9日
發明者瑋 盧, 柯重來, 誠 範, 蔡志森, 陳曼東 申請人:深圳市泛彩溢實業有限公司