专利名称：一种小型全息计算机的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光彩色计算全息技术、石墨烯全碳芯片技术、固态硬盘存储技术、液晶显示技术、集成电路技术、红外摄像技术、手势识别和手势控制技术。
背景技术：
现有的全息投影仪几乎全部需要透明投影膜或其他代替物，因而难以降低成本，并且会大量占用空间，同时，由于计算机性能和体积的限制，全息投影仪必须以其他电脑为基础，播放固定的全息视频或影像，因而几乎没有人机交互功能，其应用和推广都受到很大限制。本发明改进了传统的全息投影设备，采用石墨烯全碳芯片代替传统的硅芯片，体积更小，运算能力更强，可以将电脑和投影仪整合到一起，实现动态计算全息投影，利用计算机建模进行计算，产生全息图像，并采用了与膜全息投影不同的投影方式，激光全息阵列可以直接在空中投射出计算全息图。同时，本发明内置可见光和红外摄像头，可进行手势识别， 从而进行丰富的人机交互。
发明内容
本发明利用液晶面板模拟全息胶片，使激光器阵列产生的复合白色激光投射到液晶面板上成全息像。与已有的膜全息投影不同，这种全息投影无需昂贵的透明投影膜，而是在空中直接投射出全息影像。本发明内置计算芯片和可见光/红外摄像头，可直接与使用者交互，并且无需外部计算机支持。石墨烯全碳芯片可提供高效节能的运算支持，使全数字可交互的动态计算全息成为可能。本发明外观呈半椭球状(见图1)，其上部为激光全息阵列，内部装有两块PCB和一系列散热通风风扇，以防止激光器和芯片发热引起温度过高(见图2)。本发明的激光全息成像单元(见图3)主要由四部分组成液晶面板、凸透镜、扩束镜和复合白色激光器(包括红绿蓝三色激光二极管和半透镜，见图6 )。三色激光合成一束白色激光，经扩束镜扩束、凸透镜会聚后投射到液晶面板上；内置的运算芯片使用软件建模，再利用虚拟三维模型进行运算，得到干涉图样，显示在液晶面板上，使激光在液晶面板上产生干涉，成全息像。激光全息成像阵列由大量成像单元组成，并为方便生产制造进行了优化(见图4)。本发明设计有特殊的散热系统，以及时为激光器和计算芯片散热。散热系统包括一个主PCB风扇(带铜质散热器)、一个副PCB风扇(带铜质散热器)、四个进风口风扇和四个出风口风扇，以及八个带有滤网的通风口(尺寸及位置见图2)。本发明采用了分散式计算，在主PCB和副PCB上安装了四套石墨烯计算芯片，以进行全息成像所需的高速运算，同时又保证了装置的小型化和节能。本发明的摄像模组安装在整个装置的顶端，包括两个红外摄像头和一个红外灯，用于捕捉手势动作，并将数据即时传送至计算芯片处理，计算芯片识别后发出指令，使图形芯片对全息图进行即时的调节，实现即时的手势控制(见图5)，并可由此增加更多扩展功能，比如全息视频交互、全息游戏等。
图I为外观简图，包括斜~■测，王视图和俯视图。
图2为结构简图，其中字母表示
M-激光成像阵列(带透明保护壳)；
Fs-副散热扇；
PCBs-副 PCB 区；
Fp-主散热扇；
PCBp-主 PCB 区；·
I-进风口风扇(共四个)；
O-出风口风扇(共四个)。
图3为激光彩色全息成像原理图(成像单元)。
图4为激光成像阵列结构图。
图5为控制流程图。
图6为复合白色激光器原理图。
权利要求
1.一种小型全息计算机，其特征在于将全息投影仪和计算机结合在一起，使投影仪摆脱不能自主运算的限制，实现全息投影的人机交互，从而丰富用户体验。
2.根据权利要求项I所述的小型全息计算机，其特征在于使用与普通膜全息投影不同的全息成像原理，装有激光成像阵列，从而无需投影膜，直接在空中投射出计算全息影像。
3.根据权利要求项2所述的小型全息计算机，其特征在于使用了比传统硅芯片运算能力更强、体积更小的石墨烯全碳芯片，实现动态计算全息投影，利用计算机建模进行计算，产生全息图像，无需事先存储所有需要的全息影像。
4.根据权利要求项2所述的激光成像阵列，其特征在于成像过程为复合白色激光器中红绿蓝三色激光二极管产生的激光经半透镜复合，产生白色激光，白色激光经扩束镜扩束、凸透镜汇聚后投射于液晶面板上，与液晶面板上计算产生的干涉条纹发生干涉，从而产生全息像。
5.根据权利要求项4所述的激光成像阵列，其特征在于包括最外部的一块液晶面板，用于显示计算得到的干涉图样、一块波浪状表面的凸透镜阵列，用于汇聚光线、一块多孔不透明板，用作扩束镜阵列和最内部的复合白色激光器阵列；其中复合白色激光器又包括红绿蓝三色激光二极管。
全文摘要
本发明涉及激光彩色计算全息技术、石墨烯全碳芯片技术、固态硬盘存储技术、液晶显示技术、集成电路技术、红外摄像技术、手势识别和手势控制技术。本发明利用液晶面板模拟全息胶片，使激光器阵列产生的复合白色激光投射到液晶面板上成全息像。与已有的膜全息投影不同，这种全息投影无需昂贵的透明投影膜，而是在空中直接投射出全息影像。本发明内置计算芯片和可见光/红外摄像头，可直接与使用者交互，并且无需外部计算机支持。石墨烯全碳芯片可提供高效节能的运算支持，使全数字可交互的计算全息成为可能。本发明外观呈半椭球状，其上部为激光全息阵列，内部装有两块PCB和一系列散热通风风扇，以防止激光器和芯片发热引起温度过高(见附图)。
文档编号G03B29/00GK102902306SQ201210028628
公开日2013年1月30日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者王淩宇 申请人:王淩宇