专利名称：全息立体广告灯箱的制作方法
技术领域：
全息立体广告灯箱
技术领域：
本实用新型涉及全息图像显示领域，具体涉及一种全息立体广告灯箱。
背景技术：
全息图是一种高质量的三维立体场景的显示媒介。全息图记录是利用干涉原理记录物体光波信息，过程可概述为，将激光分为两束，其中被摄物体在一束激光照明下形成漫射的物光束，另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。全息图的再现 利用衍射原理再现物体光波信息，在激光照射下，全息图作为一个复杂的光栅结构对激光进行衍射，衍射光波一般可给出与原物光一样的信息，再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。目前常见的全息图产品主要是可以在白光下再现出清晰图像的两类全息图:透射彩虹全息图和反射全息图。其中透射彩虹全息图可与模压技术结合，生产的模压彩虹全息图常用于商品的防伪商标。反射全息图具有全视差，立体感较强，目前国外已有相关的商业
化广告产品。然而透射彩虹全息图由于仅有水平方向视差，不具有上下方向视差，因而无法再现高质量大景深的三维物体，立体感不如反射全息图。反射全息图有较强的立体感，然而受拍摄方法和再现光源的限制，也不能再现很大景深的三维物体，其景深基本上在全息图平面前后小于±30cm。相比之下，菲涅尔全息图发明于上世纪六十年代，其在激光光源的照明下不存在色散问题，与相干长度很长的激光器相结合，可实现超大景深的三维立体物体和场景的展示，景深可达若干米，具有很强的立体感和视觉冲击力。但是，菲涅尔全息图只有使用激光光源照明时，才能清晰再现出立体图像，而激光光源的昂贵、体积大、结构复杂等缺点阻碍了菲涅尔全息图直接作为一种高质量三维显示媒介的应用。因此，菲涅尔全息图的应用一直仅限于作为拍摄透射彩虹全息图和反射全息图的母版，其远超其他全息图的大景深和高质量的立体感都未能得到充分利用。目前，随着半导体激光技术的发展，这一限制已被突破，现在已有大量价格低廉、体积小巧、使用简便的半导体激光器产品走进市场，充分满足了菲涅尔全息图的对光源的基本要求。因此，有必要充分利用菲涅尔全息图立体感强、景深大的优势，拓展其应用领域。
实用新型内容本实用新型为了解决现有全息立体灯箱立体感较差、景深较浅的问题，提供一种使用菲涅尔全息图的立体广告灯箱，以实现高质量、大景深的三维立体场景展示。[0011]本发明的技术方案为:一种全息立体广告灯箱，包括:箱体；位于箱体前壁、记录在透明基底上的菲涅尔全息图；置于箱体内部，用于发射激光束的激光光源；位于箱体内部、激光光源前方的扩束镜；以及附在箱体内壁上，用于多次反射经扩束镜扩束的激光束以从箱体内部照亮整个菲涅尔全息图的反射镜组。一些实施方案中，所述扩束镜的扩束角Θ与记录菲涅尔全息图时所用的参考光的入射角α的关系为θ = α±Λ Θ，其中Λ Θ为趋近于O的补偿角。一些实施方案中，激光光源为半导体激光器。一些实施方案中，该全息立体广告灯箱还包括用于固定激光光源和扩束镜的支撑件。一些实施方案中，箱体为立方体形状。一些实施方案中，反射镜组包括交错设置于箱体的前后内壁上的多个平面反射镜。一些实施方案中，菲涅尔全息图位于箱体前壁适于观察的位置。一些实施方案中，激光光源的电源置于箱体内部。一些实施方案中，激光光源的电源通过支撑件固定在箱体内部。本发明的有益效果在于:由于使用菲涅尔全息图来制作立体广告灯箱，所展示的是三维立体图像，较之 现有利用白光再现的透射彩虹全息图和反射全息图广告灯箱具有更好的立体感，非常大的景深和更强的视觉冲击力。此外，配合利用小角度扩束器对激光束进行扩束，以及利用反射镜组多次反射延长光束传播距离，可以获得足够的激光束照射面积。
图1是根据本实用新型的全息立体广告灯箱的结构示意图。附图标记:I电源；2支撑件；3激光光源；4激光束；5扩束镜；6反射镜组；6_1、6-2,6-3平面反射镜；7菲涅尔全息图；8箱体
具体实施方式图1示例性地示出本实用新型的全息立体广告灯箱的结构。从图中可见，全息立体广告灯箱主要包括激光光源3、扩束镜5、反射镜组6、菲涅尔全息图7以及箱体8。其工作原理大体如下:激光光源3发射的激光光束4经扩束镜5扩束后，照射到反射镜组6，经反射镜组6的多次反射，得到足够照亮整个菲涅尔全息图7的照明面积，并从箱体8内部照亮菲涅尔全息图7。使得观察者可以观察到具有高立体感、大景深的菲涅尔全息图再现像。激光光源3位于箱体8内部，用于发射激光束4。例如，可以使用半导体激光器作为激光光源3。激光光源3的电源I也可以在箱体8内部。激光光源3前方设置有扩束镜5，用来将激光光源3发射的激光束4进行扩束。由于菲涅尔全息图拍摄时参考光一般为平行光，当再现光不是平行光时，再现像会发生畸变，再现光的角度越大，畸变越严重。因此最好采用扩束角较小的扩束镜5，并配合采用反射镜组，通过多次反射来延长激光束传输距离，来获得足够的照明面积。较优选的情况中，扩束镜5的扩束角Θ与记录菲涅尔全息图7时所用的参考光的入射角α的关系为θ = α ±Λ Θ，其中Λ Θ为趋近于O的补偿角。Λ Θ太大，则会影响菲涅尔全息图的再现像亮度。激光光源3、其电源1，以及扩束镜5分别可以通过使用支撑件2来固定在箱体8内部。支撑件2不仅固定激光光源3和扩束镜5的位置，还可以固定它们的方向，使得激光束4能够更容易以合适的角度照射到反射镜组6上。例如，可以使用具有斜面的支撑件2，使得激光束4斜向照射到反射镜组6的反射镜6-1上。反射镜组6附在箱体8的内壁上，用于多次反射经扩束镜5扩束的激光束4，以从箱体8内部照亮整个菲涅尔全息图7。其可以是反射介质在外层的多块平面反射镜。在图1所示的示例性情形中，反射镜组6为交错设置于箱体8前后内壁上的多个平面反射镜。然而，反射镜组6也可以设置为其他形式，每个反射镜的位置也不限于箱体8的前后壁，并且每个反射镜可以多次反射激光束4。只要保证最终激光束4能够照亮整个面积的菲涅尔全息图 即可。反射镜组6中反射镜的数目，以及每块反射镜的面积和形状应根据实际情况确定。与菲涅尔全息图7的面积、位置、形状；箱体8的形状、尺寸；扩束镜5的扩束角；以及反射镜组的设置，等多种因素相关。菲涅尔全息图7为公知的普通菲涅尔全息图，既可以是实物拍摄，也可以是合成菲涅尔全息图，并且可以使用各种全息记录材料来记录。由于激光束4是从箱体8内部照亮菲涅尔全息图7的，因此，菲涅尔全息图7应记录在透明基底上，例如可以是基于玻璃基底，或是通过模压转移到塑料基底`。菲涅尔全息图7位于箱体8的前壁。作为广告灯箱，菲涅尔全息图7可位于箱体8前壁适于观察的位置。例如其中心高度可以处于中等身高成年人眼部所在的高度。在图1中，菲涅尔全息图7是放置在箱体8前壁上部开出一个窗口处。箱体8为灯箱的主体结构，用于容纳其他各部件，并允许激光束4在其内部空间多次反射。箱体可以是立方体形状。灯箱的厚度，即前后壁之间的距离可随菲涅尔全息图尺寸变化，菲涅尔全息图尺寸越大，激光束需要被扩束的面积越大，保证照亮整个菲涅尔全息图。灯箱厚度太窄，则不能给出足够的空间供激光束传播，太宽则不适宜作为广告灯箱使用。通常情况下，可以使用厚度为约20-25cm的灯箱。图1的全息立体广告灯箱工作过程如下:接通电源1，使得固定于支撑件2斜面上的激光光源3发出激光束4，经过扩束镜5后被扩束成发散光束，经过平面反射镜6-1、6-2、6-3多次反射后，激光束4被扩束到足够大的尺寸，能够照亮整个菲涅尔全息图7的面积。本发明的全息立体广告灯箱通过使用激光束照射菲涅尔全息图，可以使观察者体验到到具有强立体感、大景深的全息立体再现像。通过使用具有较小扩束角的扩束镜，并配合使用反射镜组多次反射延长激光束传输距离，既得到了足以照明整个菲涅尔全息图的照明面积，又能够最大程度地再现菲涅尔全息图的三维立体效果。[0042]以上所述本实用新型的具体实施方式
，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种全息立体广告灯箱，包括: 箱体⑶； 位于箱体(8)前壁、记录在透明基底上的菲涅尔全息图(7)； 置于箱体(8)内部，用于发射激光束(4)的激光光源(3)； 位于箱体⑶内部、激光光源⑶前方的扩束镜(5);以及 附在箱体内壁上，用于多次反射经扩束镜(5)扩束的激光束(4)以从箱体(8)内部照亮整个菲涅尔全息图(7)的反射镜组(6)。
2.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，扩束镜(5)的扩束角Θ与记录菲涅尔全息图(7)时所用的参考光的入射角α的关系为:θ = α ± Λ Θ，其中Λ Θ为趋近于O的补偿角。
3.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，激光光源(3)为半导体激光器。
4.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，还包括用于固定激光光源(3)和扩束镜(5)的支撑件⑵。
5.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，箱体(8)为立方体形状。
6.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，反射镜组(6)包括交错设置于箱体(8)的前后内壁上的多个平面反射镜。
7.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，菲涅尔全息图(7)位于箱体(8)前壁适于观察的位置。
8.根据权利要求1所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，激光光源(3)的电源(I)置于箱体⑶内部。
9.根据权利要求4所述的全息立体广告灯箱，其特征在于，激光光源(3)的电源(I)通过支撑件(2)固定在箱体(8)内部。
专利摘要本实用新型公开了一种全息广告灯箱，包括箱体；位于箱体前壁、记录在透明基底上的菲涅尔全息图；置于箱体内部，用于发射激光束的激光光源；位于箱体内部、激光光源前方的扩束镜；以及附在箱体内壁上，用于多次反射经扩束镜扩束的激光束以从箱体内部照亮整个菲涅尔全息图的反射镜组。本实用新型使用具有强立体感、大景深的菲涅尔全息图，利用具有较小扩束角的扩束镜，并配合反射镜组多次反射延长激光束传输距离，从而最大程度地再现了菲涅尔全息图的立体效果。
文档编号G09F13/04GK203070705SQ20122074919
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者王笑冰, 李建兵, 张海明 申请人:深圳大学反光材料厂