专利名称：立体全息成像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将激光全息图再次光学成像的装置，尤其涉及利用激光全息图进行立体成像的装置。
现有国内外所有的光学成像装置都是将平面图像(例如投影仪、电影放映机成像)反射或透射通过光学系统成像为一个平面图像并需要借助一定的对象如屏幕、胶片、或一定的介质显示图像。但即使原来的图像是所谓立体的，可以利用人的眼睛的视差感觉立体图像，但本来的物像不论是二维的或是三维的，经过光学系统后最终只能形成二维的平面图像。利用相干光例如激光产生的全息图进行立体成像，可以恢复原来的立体物像，但一般需要巨大的隔震台和需要在合适的角度去观察，相干光也是必须的，还未见实用并能可靠使用的对激光全息图进行立体成像的装置。
本实用新型目的如下提供一种结构简单、并能可靠使用的对激光全息图进行立体成像的装置。尤其能将激光全息图在空间的立体成像，可不用成像屏幕，用途极为广泛，本实用新型的其它目的在说明书中还有例出。
本实用新型的目的是这样实现的包括壳体、光源、成像透镜等组成，其特征是在光源上方设有聚光或扩束透镜，在壳体上还设有激光全息图版支撑架，透镜、和激光全息图版支撑架在光源经透镜的三角形光束内，成像透镜平面与激光全息图版支撑架的平面大致平行，即使透镜平面与全息图版平面大致平行。
本实用新型的工作过程如下述，对于待显示的菲涅尔全息图版或夫琅和费全息图版，各种全息图的产生一般采用相干光干涉的方法，将所需要拍摄的二维或三维立体像成像到全息感光材料上(如以玻璃为基材的在其上涂复明胶、银盐或其它全息干版)，由同一束激光与经过物的反射的光干涉后在感光材料上曝光，通过显影、定影、坚膜、漂白等工艺流程，制成所需的且能白光或单色光(相干光)再现的显示全息图版，光源为点光源或束光源，点光源经适当聚焦、束光源经扩束成30-60度，利用侧束光照射到激光全息图版上，从激光全息图版反射的带有调幅和调相的光线与本来的光线干涉，在经过成像透镜成像在透镜的另一侧，成像透镜为凸透镜或者菲涅尔透镜，成像规律满足几何光学和波动光学的条件。所成的像为在空间分布的立体像。为了获得最佳的成像效果，考虑到激光全息图版在制作时版的角度和光线的角度的差别，激光全息图版支撑架可调节最佳的角度，光源的聚光或扩束角度亦可以调节。
本实用新型具有下述效果，在上述比较仔细的调节后，可以得到比较理想的观察效果，例如在250W的囟钨灯45度光束的照射下，以不小于10cm2的激光全息图版为显示对象，在白天看到明显的立体图像，在略暗的环境下观察更佳，如果光源更强，所显示的二维或三维立体图像就会更清晰，在白天和晚上均能清楚的看到，如果将二维和三维的图像组合在一起，共同成像到全息干版上，制成2D+3D组合全息图像，则照亮此图版后，空中就再现2D+3D的组合全息图像，此图像是平面图像和真正立体的图像在空中的组合。由于有此效果，用激光产生的图像既新颖独特，又亮度高，本实用新型具有十分广泛的用途，如用于广告、工艺品等各种领域，有着非常强的感染力和非常独特的效果，如在街市的广告中，可以将广告品的立体灯光图像浮现在空中，用于商业区和许多公共娱乐场所，不同于彩色灯箱和霓虹灯，不需要任何支撑架，只要安装一台本装置，可将立体广告射向空中在许多临时性场合尤其方便，如用于展览会、博览会、旅游、公园、商业、宗教以及其它公共关系活动。
由于本实用新型可以制成大型、和中小型的种种规格的产品，各有各的用途，只要将相应的尺寸放大或缩小即可，主要包括成像透镜、光源的功率、激光全息图版及其支撑架、壳体等等。大型的本装置主要在广场和大型展览会上使用，省去布置的费用和繁琐，中型的本装置主要可以用于商业中心和室内展览中心、大型百货公司的玻璃橱窗、宾馆、酒店的门厅，小型的本装置作为新颖工艺品可以进入千家万户。
以下结合附图和通过实施例作进一步说明
图1为本实用新型的结构示意图，如图所示，所需的且能白光或单色光(相干光)再现的显示全息图版3，此版置于支撑架即支承托架上5，支承托架以螺钉4、11固定在壳体10上，且螺钉为可俯仰、左右调节螺钉，用于调节支承板的角度，为便于调节起码应该在支承平面可调节螺钉，一般有3只，当然，调节的方法和装置极多，如一只为万向节型，另两只可调，固定全息版的夹持装置即由显示全息图版通过夹框2和支承架5连接，另一种调节方式为将全息图版支承托架5与光源组件12固接，在光源组件底部设有调节螺钉11、11a，在外壳上设有调节槽或多组调节孔11b，底架的俯仰和底架在外壳上水平距离同时可以调节，这种调节方法可以不调节镜头的聚焦位置。
光源为点光源或束光源经聚光镜6，用囟钨灯7作光源时后置反光碗8，典型的可用碘钨灯，12为光源组件外壳，13为灯光电源。经聚光镜6扩束成45度左右较优，利用侧束光照射到激光全息图版上，用束光源可能效果更好，主要选择氩离子激光器或红光激光器，亦经过扩束，用20-50倍的显微镜头为扩束镜，平行光线扩束到45度(与光线轴线的夹角)。从激光全息图版反射的带有调幅和调相的光线与本来的光线干涉，在经过成像透镜成像在透镜的另一侧。由于激光器长度较长，激光器可平行放置并通过反光镜反射，亦可以将光源、全息版和成像透镜设置成在同一水平平面。
成像透镜14为凸透镜或者菲涅尔透镜，成像规律满足几何光学和波动光学的条件。用透明塑料或有机玻璃制成的菲涅尔透镜(螺旋透镜)是一更常用的选择，成像透镜取焦距为300mm以内时，全息版的物距为1-2倍焦距时，得到了放大的实像，成像的大小和质量要视全息版的分辩率，光源的功率、物距的距离等，将成像透镜制成可伸缩调节式可方便地调节成像的大小，采用镜头调节装置或螺旋调节装置即可完成。为了获得最佳的成像效果，考虑到激光全息图版在制作时版的角度和光线的角度的差别，激光全息图版支撑架可调节最佳的角度，光源的扩束角度和照射角度亦可以调节，即将扩束镜头亦制成可伸缩式。对于小型家用工艺品型则成像透镜焦距取100mm以内。
光源、成像透镜、全息版及其支架呈三角型布置，
图1为纵向的切面，如水平方向如此布局亦完全可行，在光源为囟钨灯时，设有散热风扇9，在壳体的上方设有散热孔和通风盖板1。
在外壳的底部还设有俯仰调节和位置调节螺钉11，在外壳上设有调节槽或多组调节孔11b。在外壳的四面均可设有广告符号。
全息版的制作工艺仍用常规的方法，包括可以制成三维的立体全息光栅，但已不属于本实用新型的范围，此处不多赘述。
权利要求1．立体全息成像装置，包括壳体、光源、成像透镜等组成，其特征是在光源上方设有聚光或扩束透镜，在壳体上还设有激光全息图版支撑架，透镜和激光全息图版支撑架在光源经透镜的三角形光束内，成像透镜平面与支撑激光全息图版的平面大致平行。
2．由权利要求1所述的立体全息成像装置，其特征是所述支撑架以螺钉(4)固定在壳体(10)上，且螺钉为可调节螺钉，在支承架的上设有固定全息版的夹持装置(2)。
3．由权利要求1、2所述的立体全息成像装置，其特征是成像透镜为可伸缩调节透镜。
4．由权利要求1、2所述的立体全息成像装置，其特征是光源的聚焦或扩束透镜制成可伸缩式。
5．由权利要求1、2所述的立体全息成像装置，其特征是所述光源用点光源，选择囟钨灯(7)，后置反光碗(8)。
6．由权利要求1、2所述的立体全息成像装置，其特征是所述光源用束光源，选择氩离子激光器或红光激光器。
7．由权利要求1、2所述的立体全息成像装置，其特征是将全息图版支承托架(5)与光源组件(12)接，在光源组件底部设有调节螺钉(11、11a)，在外壳上设有调节槽或多组调节孔(11b)。
专利摘要立体全息成像装置,包括壳体、光源、成像透镜等组成,在光源上方设有扩束透镜,在壳体上还设有激光全息图版支撑架,透镜、成像透镜和激光全息图版支撑架成三角形设置,成像透镜平面与激光全息图版支撑架的平面大致平行。本实用新型结构简单、并能可靠使用的对激光全息图进行立体成像。尤其能将激光全息图在空间立体成像,用途极为广泛。
文档编号G03H5/00GK2306522SQ9723580
公开日1999年2月3日 申请日期1997年4月22日 优先权日1997年4月22日
发明者薛敏勤 申请人:薛敏勤