專利名稱：整體全息圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光照式顯示器，而更為具體地涉及一種顯示裝置，它提供360度可視的三維全息攝影照片；一種光學(xué)膠片夾持器和傳送系統(tǒng)，用于記錄圖像；以及一種用于制作這種裝置的方法。
背景技術(shù)：
以往已經(jīng)提供了多種類型的裝飾性光照式顯示裝置。某些這種裝置通過(guò)使光線穿過(guò)容放在位于觀看者與光源之間的透明箱器之內(nèi)的旋轉(zhuǎn)器件而獲得了所希望的變換燈光圖案的視覺(jué)效果。采用了不同顏色的兩或多種液劑，同時(shí)使空氣氣泡穿過(guò)這些液劑以形成顏色和圖案的變換。美國(guó)專利第3613264號(hào)-Vitka等人、第3706149號(hào)-Oliyieri和第3964194號(hào)-Gugeler之中所述的那些是典型的這種裝置。比如，Gugeler的專利說(shuō)明了一種可變換的彩色裝置，其中一光照源位于由一種透光材料制成的三個(gè)同心圓筒之內(nèi)，在各對(duì)的圓筒之間空氣通過(guò)某種液劑發(fā)出氣泡。
其他一些裝飾性光照式顯示裝置通過(guò)導(dǎo)致相對(duì)于光源具有變化的形狀和顏色的、一或多個(gè)透光裝置的運(yùn)動(dòng)而已經(jīng)獲得所希望的變換光線圖案的視覺(jué)效果。以下美國(guó)專利第2867716號(hào)-Ream、第3791058號(hào)-Mollica、第3179791號(hào)-Mole、第5065289號(hào)-Teng、第3686494號(hào)-Naylor和第5394309號(hào)-Brown中所述的那些是典型的這種裝置。
Ream的專利披露了一種裝飾性顯示裝置，其中一燈泡位于一轉(zhuǎn)筒之中，后者配有許多排孔，光線通過(guò)它們射向一透明的塑料圓筒殼體。Mole的專利說(shuō)明了一種光照式裝置，其中不同顏色的三只透鏡以三角形方式裝在一支架上，后者圍繞一光源轉(zhuǎn)動(dòng)。穿過(guò)透鏡的光線也穿過(guò)制成在容放光源和透鏡的球形箱器上的一個(gè)孔口。
Naylor的專利說(shuō)明了一種照明裝置，其中使兩個(gè)上面具有圖案的同心圓筒透光構(gòu)件圍繞一光源反向轉(zhuǎn)動(dòng)。由光源生成的熱量導(dǎo)致空氣氣流接觸固定于各圓筒的許多葉片。Mollica的專利提出一種裝置用于形成視覺(jué)效果，此裝置包括一不可見(jiàn)光源，位于一可轉(zhuǎn)動(dòng)的空心圓筒形半透明構(gòu)件之內(nèi)，后者上面具有一圖案承受熒光。半透明構(gòu)件由一圓筒狀透鏡環(huán)繞，透鏡位于一半透明矩形箱器之內(nèi)。
不過(guò)，按照通常的全息攝影，基本上看到一種二維圖像，而眼睛焦點(diǎn)所在處的表面不重合于通過(guò)雙眼視差所觀看的圖像的位置。因此，難以看到，而且這樣一種狀態(tài)會(huì)造成疲勞成因。特別是，在顯示大深度圖像的情況下，眼睛負(fù)擔(dān)加重了，而這樣一種顯示是不合要求的。通常的全息攝影照片是記錄在膠片狀媒體上的，而且要此時(shí)間使顯圖像影，以致作為一種立體顯示系統(tǒng)是很不方便的。其次，顯示的內(nèi)容不可以重寫(xiě)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一項(xiàng)目的是，提供一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置，可向觀看者顯出一可視的三維全息攝影照片。
本實(shí)用新型的另一目的是，提供一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置，可顯出一白光可視的整體全息攝影照片。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供這樣一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置，此裝置體積小、成本低并生成一高質(zhì)量、無(wú)畸變的整體或全息攝影照片。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供這樣一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置，可以由有限數(shù)量的制作經(jīng)濟(jì)的部件迅速裝成。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供一種光學(xué)膠片夾持器用于制成這樣一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供一種方法用于制成這樣一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置，可生成一高質(zhì)量、無(wú)畸變的整體全息攝影照片。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供這樣一種輕便的光照式旋轉(zhuǎn)顯示燈具裝置，由一些可以以低成本制作的部件迅速裝成以生成一令人愉悅的高質(zhì)量無(wú)畸變的整體全息攝影照片。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供一種系統(tǒng)，能夠合成較大的條幅一倍增式全息攝影照片和能夠合成很寬尺寸范圍內(nèi)的條幅一倍增式全息攝影照片。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供一種系統(tǒng)，用于合成條幅一倍增式全息攝影照片而不使用龐大和昂貴的透鏡系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供一種系統(tǒng)，用于合成條幅一倍增式全息攝影照片，它們?nèi)菀走m配于多種圖像生成技術(shù)、能夠合成傳送和反射式全息攝影照片、能夠合成以白光源可視的展平全息攝影照片而無(wú)畸變，以及能夠合成多色全息攝影照片。
本實(shí)用新型的另一目的是，提供一種系統(tǒng)，用于制作全息攝影照片，允許在相對(duì)于物體光束定向基準(zhǔn)光束方面具有很大的靈活性。
本實(shí)用新型的又一目的是，提供一種系統(tǒng)，用于以一低成本光學(xué)膠片夾持器和傳送系統(tǒng)制作無(wú)畸變的整體全息攝影照片。
本實(shí)用新型的再一目的是，提供一種光學(xué)裝置，它同時(shí)使一載有波前的合成圖像成形為一基本上圓柱狀的波前，并把一基準(zhǔn)光束疊置在圓柱狀波前上面。
按照本實(shí)用新型，一種光照式旋轉(zhuǎn)燈具裝置包括一底座，以及至少一個(gè)半透明件，后者支承在一轉(zhuǎn)盤上一轉(zhuǎn)盤本身又由底座支承一并由裝在底座之中的一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使之相對(duì)于底座轉(zhuǎn)動(dòng)。此半透明件，在優(yōu)選實(shí)施例中具有圓筒或截圓錐筒形狀，圍繞著一光照源，也支承在底座上。此半透明中，或者一共軸于第一個(gè)的第二個(gè)半透明件攜帶著全息攝影信息。一不透明的帽罩被支承在所有半透明件頂端上面。各半透明件可以從底座上卸下以利于光照源的進(jìn)出，后者在優(yōu)選實(shí)施例中是一電燈泡。


本實(shí)用新型的以上和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從以下參照?qǐng)D紙所作的本實(shí)用新型詳細(xì)說(shuō)明中變得更加明顯。
圖1是按照本實(shí)用新型制成的一種整體全息旋轉(zhuǎn)燈具的透視圖；圖2是大致上沿著圖1直線2-2所取的局部放大剖面視圖；圖3是裝置頂部的局部透視圖，表明一個(gè)位置上的全息照片；圖4是全息裝置的另一局部透視圖，表明另一位置上的全息照片；圖5是本實(shí)用新型光學(xué)膠片夾持器和傳送系統(tǒng)的鉛直剖面視圖；圖6是大致上沿著圖3直線6-6所取的鉛直剖面；圖7是大致上沿著圖3直線7-7所取的鉛直剖面；圖8是按照本實(shí)用新型制成的印制機(jī)系統(tǒng)的示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型及方法參照以上各圖說(shuō)明如后。
條幅一倍增式全息攝影照片是由在許多橫向移動(dòng)的相鄰條幅中記錄在全息攝影記錄介質(zhì)上的許多狹窄的全息攝影圖像形成的。許多用于制作條幅-倍增式全息攝影底片的技術(shù)已經(jīng)由Multiplex Conpany of San Francisco研制出來(lái)。在其系統(tǒng)中，一種普通的黑白電影膠片是由一緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的主體制成的，以致各膠片片格包含了圍繞主體從所有角度拍到的主體各種視圖。電影膠片是通過(guò)一大型球面透鏡和直接安放在球面透鏡以外的一大型柱面透鏡由一具有激光光源的放映機(jī)來(lái)投射的。各大型透鏡在裝在一膠片傳送裝置之中的一片全息攝影記錄介質(zhì)的表面附近使圖像形成直線聚焦。一扇形基準(zhǔn)光束，起始于柱面透鏡緊上方的一點(diǎn)處，被投射到全息攝影記錄介質(zhì)上面，以致基準(zhǔn)光束疊置在圖像或物體光束的直線聚焦上面。
通過(guò)疊置圖像調(diào)制過(guò)的物體光束和圖像的直線聚焦附近的基準(zhǔn)光束所形成的干涉圖案被記錄在裝在一遞增式驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)臺(tái)板上的此片全息攝影記錄介質(zhì)上。電影膠片的每一片格因而作一鉛直條幅全息攝影照片被記錄下來(lái)，而片格的完整序列作為一系列相鄰的沿橫向間隔開(kāi)來(lái)的條幅全息攝影照片被記錄在全息攝影記錄介質(zhì)上。得到的復(fù)合全息攝影照片，通過(guò)將其彎成一圓筒形狀并在對(duì)應(yīng)于在本來(lái)記錄全息攝影照片時(shí)基準(zhǔn)光束源相對(duì)于全息攝影記錄介質(zhì)的位置的一個(gè)位置上把一點(diǎn)源白光，諸如一小型明亮的白熾燈泡，安放在圓筒軸線上，而予以觀看。得到的復(fù)合圖像是立體的一種精確的三維重顯不帶鉛直視差而帶有虹霓色彩。
在幾何方面，由這種先前技術(shù)的方法所制成的全息攝影照片大致上等同于由Polaraid Corporation的Steve Benton在1969年左右所研制的白光可視的“虹霓全息攝影照片”，其中白光可視性是通過(guò)限制把單色可視性限制于一水平細(xì)線而獲得的，一如美國(guó)專利第3633989號(hào)之中所示。另外一些用于制成復(fù)合全息攝影照片的技術(shù)，在白光中不是可視的，在1971年學(xué)術(shù)出版社(Academic Press)的Collier、Burckhardt和Lin所著“光學(xué)全息攝影”一書(shū)中有所敘述。
上述系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展允許不利用基準(zhǔn)光束而合成條幅一倍增式全息攝影照片。按照這一方法，通過(guò)把未經(jīng)調(diào)制的物體光束，和基準(zhǔn)光束，投射到全息攝記錄介質(zhì)上面來(lái)合成一個(gè)全息攝影衍射光柵。從而產(chǎn)生的衍射光柵然后安放得接觸于全息攝影媒體，基準(zhǔn)光束被除去，以及各圖像序列(物體光束)被投射如前，而每一圖像用以立體地幅值一調(diào)制空格(blank frame)全息攝影衍射光柵，后者因而以一系列沿橫向移動(dòng)的鉛直條幅方式被接觸印刷到全息攝影記錄介質(zhì)上面。結(jié)果是一種合成的全息攝影三維圖像，具有的質(zhì)量比得上先前利用基準(zhǔn)光束制成在全息攝影記錄介質(zhì)上的圖像。
雖然這些研制成果代表了當(dāng)前技術(shù)的重要進(jìn)展，但此系統(tǒng)仍存在若干優(yōu)點(diǎn)和問(wèn)題。系統(tǒng)中的大型球面和柱面透鏡只適合于生產(chǎn)一種尺寸的合成全息攝影照片，而不會(huì)引入畸變。為了按比例增大此系統(tǒng)到適合較大的全息攝影照片，比如大于50厘米，則需要很大的球面和柱面透鏡，它們過(guò)于昂貴、苯重而因此是不實(shí)用的。其次，由于必需是基準(zhǔn)光束沿著物質(zhì)體光束柱面透鏡的軸線發(fā)出這一點(diǎn)所要求的透鏡幾何特性會(huì)排除基準(zhǔn)光束的某些形態(tài)和基準(zhǔn)光束相對(duì)于圖像的某些位置。條幅一倍增式全息攝影的輸入系統(tǒng)一般局限于電影膠片放映機(jī)。
因此，先前技術(shù)的條幅一倍增式全息攝影系統(tǒng)不適合于為大量生產(chǎn)而需要很短記錄時(shí)間的應(yīng)用場(chǎng)合。與先前的條幅一倍增式全息攝影合成器相關(guān)的其他問(wèn)題是，它們沒(méi)有準(zhǔn)備條件用于制作使用點(diǎn)光源在展平顯示模式中不帶畸變而可視的全息攝影照片。先前的系統(tǒng)不處理物體光束以生成較高質(zhì)量的較像，諸如可以在福里哀(Fourier)平面處利用立體過(guò)濾從事圖像增強(qiáng)或圖像中顆粒效應(yīng)降低，或者利用與放像機(jī)相連系的電子圖像增強(qiáng)，而生成的那些圖像。
在本實(shí)用新型之前，一直不可能大量生產(chǎn)一種小型、低成本、高質(zhì)量的無(wú)畸變360度整體全息攝影立體照片或白光可視的整體全息攝影照片。如上所述的一種整體全息攝影照片，相對(duì)于某些先前技術(shù)的裝置來(lái)說(shuō)，是一種由各電影片格或數(shù)字信息組成的合成全息攝影照片。全息攝影照片的主體通常是一三維物體，后者記錄在電影膠片、數(shù)字影像或計(jì)算機(jī)制圖上，同時(shí)在一轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)動(dòng)。一當(dāng)主體被記錄在“原版”膠片上，此膠片被顯影并采用一激光光學(xué)印制系統(tǒng)備好許多其他副本。激光光學(xué)印制系統(tǒng)使得電影膠片的每一片格被投射到全息攝影膠片上面，并被一格一格地、并列地(集成地)記錄到白光可視的整體全息攝影照片里面。本實(shí)用新型提供了在需要本實(shí)用新型各種光子/機(jī)械器具設(shè)計(jì)的獨(dú)特組合的一種燈具或顯示器之中的旋轉(zhuǎn)的整體全息攝影照片。本實(shí)用新型還包括一種光學(xué)膠片夾持器和傳送機(jī)構(gòu)以隨著全息攝影膠片被記錄而給以支承和推動(dòng)。如下所述，參照各圖，全息攝影膠片夾持器分離圖像投影射體，而彎曲的膠片支架上的一柱面透鏡消除了光學(xué)畸變而進(jìn)一步使圖像聚縮和聚焦。柱面透鏡提高了圖像清晰度和明亮度，同時(shí)作為一穩(wěn)定的膠片支架和平滑表面而允許全息攝影膠片由各夾送輪以機(jī)械方式予以推進(jìn)，如下所述。
全息攝影記錄是通過(guò)物體光束與基準(zhǔn)光束的干涉而完成的。物體光束包含立體的圖像，而基準(zhǔn)光束使光線形成為一直線聚焦以覆蓋出自柱面透鏡物體圖像。兩只光束在膠片平面處干涉并把圖像記錄在攝影乳膠深處。這種記錄必須在一個(gè)很穩(wěn)定的光學(xué)平臺(tái)上完成，此平臺(tái)在干涉方面是穩(wěn)定的，由于任何大于四分之一波長(zhǎng)的移動(dòng)都將導(dǎo)致圖像不被錄上。這樣可制作出原版全息攝影照片，可以通過(guò)通常的激光掃描采用接觸拷貝被復(fù)制于新的全息攝影照片。
白光活動(dòng)全息攝影照片的成功是一種在關(guān)鍵配準(zhǔn)處匯合的空間和時(shí)間的結(jié)合。此360度全息攝影照片是一種完美的三維的圖像活動(dòng)照片和360度白光全息攝影照片的優(yōu)選實(shí)施例。眼睛在一8秒時(shí)段內(nèi)可看到260個(gè)片格以產(chǎn)生每秒30個(gè)片格作為一種連續(xù)的無(wú)跳動(dòng)的顯示。以此臨界速率，主體看起來(lái)作為一種浮動(dòng)的三維活動(dòng)圖像被顯示出來(lái)。
本實(shí)用新型的整體全息圖旋轉(zhuǎn)燈裝置示于圖1之中并在整體上用數(shù)字10表示。裝置的主要部件包括底座12和直立圓筒件14和頂圈或帽箍20。可有選擇地操作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)24設(shè)置在底座12中，并包括馬達(dá)26和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)板或轉(zhuǎn)盤30裝在底座上用于基本上圍繞圓筒件14的鉛直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28形成驅(qū)動(dòng)嚙合，從而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)24轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)板30和裝在它上面的圓筒件14。轉(zhuǎn)盤30可以以任何通常的方式安裝，并一如所述連接于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，后者本身在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)24被接通電源后接受供電而轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒件14。最好是，馬達(dá)26為恒速馬達(dá)，使圓筒件14以恒定速率轉(zhuǎn)動(dòng)；不過(guò)，變速馬達(dá)也可采用，以致圓筒件14的轉(zhuǎn)動(dòng)速率可以調(diào)節(jié)。
再次參照?qǐng)D1，光源36大體上沿著圓筒件14的鉛直軸線裝在底座12上。在此優(yōu)選實(shí)施例中，光源36是通常的燈泡，裝在固定插座38上，后者電連接于電源，以致當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置26被供電時(shí)，光源36也被供電。另外，光源36是通常性質(zhì)的并包含封裝在透明玻璃構(gòu)件之內(nèi)的一般燈絲以提供散射光線。導(dǎo)光器或燈罩，在整體上用40表示，圍繞光源36裝在轉(zhuǎn)盤30上。燈罩包括圓筒壁板42，大體上是不透光的，并可以是完全不透光的以阻止來(lái)自光源36的光線穿之而過(guò)。在示于圖1之中的實(shí)施例中，燈罩的圓筒壁板42包括許多在此情況下為透光的鉛直的條帶44，條帶可以著色或帶有選定的標(biāo)記以形成悅目的轉(zhuǎn)動(dòng)影像。另外，標(biāo)記40可以設(shè)計(jì)得顯示廣告式標(biāo)語(yǔ)或信息。燈罩40在其上端處還包括圓環(huán)或帽罩50，由諸如塑料等不透光材料制成。帽罩50向內(nèi)延伸并包含內(nèi)部圓孔52，光源36的上部可以伸過(guò)。以此方式，孔口50導(dǎo)引來(lái)自光源的光波大體上向上和在徑向上離開(kāi)發(fā)光器件，一如圖1之中的許多擴(kuò)散線所示，以照明并產(chǎn)生整體全息圖像，這在今后將較為詳細(xì)地予以說(shuō)明。
除了導(dǎo)光燈罩40以外，另一不透光的圓筒壁56裝在圓筒件14上，或者可以與之制成一體，并最好是伸出在導(dǎo)光器的上部帽罩50以上，一如圖1之中所示。這樣，圓筒壁56可以設(shè)計(jì)得帶有多個(gè)透明部分，它們可以著色或加以成形以單獨(dú)地形成多種具體圖案或多種廣告式標(biāo)語(yǔ)，或者與導(dǎo)光器上的標(biāo)記40組合在一起。在所示的實(shí)施例中，導(dǎo)光器40和帶有不透明部分56的圓筒件14在同一方向上并以與它們安裝其上的臺(tái)板30同一速度轉(zhuǎn)動(dòng)。不過(guò)，可以設(shè)想，可以作出對(duì)于這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的多種修改，以致，比如，導(dǎo)光器40和圓筒件14在相反兩方向上轉(zhuǎn)動(dòng)而造成在可以穿過(guò)標(biāo)記40和套筒56上類似標(biāo)記的光線方面的配合和變異。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，大體上透明的全息記錄介質(zhì)或膠片，在整體上表示為60(圖2)，以結(jié)合方式與圓筒件14的透明上端裝在一起，一如圖2之中所示。記錄介質(zhì)60和外部圓筒件14形成圓筒件14的兩層或兩片式上端，可由圓環(huán)帽罩20嵌接并在圓筒件14上端附近固定就位，另外，按照制造工藝方面的設(shè)計(jì)和選擇，還可能只是利用全息記錄介質(zhì)60作為圓筒件14的延伸段，以致在圓筒件的上端處只存在一層。
在本實(shí)用新型的此優(yōu)選實(shí)施例中，全息攝影介質(zhì)60載有全息圖像信息，諸如示于圖2之中的鸚鵡圖形66。圖像66在此圖紙上表現(xiàn)為所顯示的全息圖像的一個(gè)剖面圖，以便顯出較多的細(xì)節(jié)，但它應(yīng)該是記錄的全息圖像。全息圖像信息在圓筒件14上端處延伸在全息記錄介質(zhì)60的整個(gè)360度，全息圖像信息記錄在介質(zhì)60上，一如將參照?qǐng)D5和6較為詳細(xì)地說(shuō)明那樣。不過(guò)，全息圖像信息66，當(dāng)光源36點(diǎn)亮?xí)r，產(chǎn)生一個(gè)360度可見(jiàn)的三維全息圖像70，出現(xiàn)在光源36上方圓筒件14之內(nèi)。360度白光可見(jiàn)全息圖像在圓筒件14由驅(qū)動(dòng)裝置24使之轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)看起來(lái)與圓筒件14和全息記錄介質(zhì)60一起轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在某一時(shí)刻，圖像將面對(duì)比如左方，一如圖3之中所示，而在圓筒件14轉(zhuǎn)動(dòng)180度之后，它將面對(duì)右方，一如圖4之中所示。一如各圖之中所示，圓筒件14的透明上部允許清晰、無(wú)阻地觀看顯得轉(zhuǎn)動(dòng)的三維內(nèi)部全息立體圖像70，以致觀看者可以在全部360度轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)看到。
全息圖像信息記錄在全息記錄介質(zhì)或全息攝影膠片60上，其采用了一種新方法和一種專門設(shè)計(jì)的激光光學(xué)印制機(jī)，后者在整體上表示為數(shù)字67并示于圖8之中。全息記錄膠片由示于圖5之中的膠片夾持器和傳送系統(tǒng)68使之移動(dòng)經(jīng)過(guò)印制機(jī)67。具體地說(shuō)，膠片夾持器和傳送機(jī)構(gòu)包括半圓弧形導(dǎo)引件70，其沿基本上鉛直取向支承在大體上水平的隔離光學(xué)平臺(tái)72上。光學(xué)平臺(tái)以通常的方式由各安裝架74，諸如各內(nèi)部管筒，予以支承。以致整個(gè)系統(tǒng)保持不受振動(dòng)影響?；⌒螌?dǎo)引件70安裝得基本上靠近第一柱面透鏡78，它接受圖示的激光投射的圖像并將其聚縮到安裝在弧形導(dǎo)引件70中的以便接觸于記錄介質(zhì)60的第二柱面透鏡80上去，用于把全息圖像記錄在記錄介質(zhì)上面。圖像通過(guò)激光經(jīng)由柱面透鏡78和膠片傳送機(jī)構(gòu)的接觸柱面透鏡80被投射到全息膠片60上。
至少四對(duì)夾送輪84驅(qū)動(dòng)地接合記錄膠片60用于按時(shí)移動(dòng)和記錄。全息攝影膠片由夾送輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以步進(jìn)方式傳送到各中間位置，膠片在各中間位置被穩(wěn)定而后暴露于正在被投射的全息圖像。該操作一直重復(fù)，直到所有的圖像一個(gè)挨一個(gè)被記錄到全息膠片上為止。全息記錄膠片然后在諸如用于黑白攝影中的那些適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)中加以處理。
全息記錄的每一圖像是通過(guò)物體光束與基準(zhǔn)光束的干涉來(lái)完成的。通常，物體光束是帶有電影圖像(cine image)的圖像，而基準(zhǔn)光束出自開(kāi)縫光學(xué)器件(slit optics)110。開(kāi)縫光學(xué)器件110是一透鏡，將光線形成為行聚焦(line-focus)以覆蓋來(lái)自柱面透鏡的也是行聚焦的物體圖像。
這兩只光束在膠片平面處發(fā)生干涉而把圖像記錄在感光劑上。一如所述，這種記錄必須在干涉穩(wěn)定的光學(xué)平臺(tái)72上進(jìn)行，因?yàn)樵谒姆种徊ㄩL(zhǎng)范圍之內(nèi)的任何移動(dòng)都會(huì)妨礙圖像被正確記錄。為此形成的全息圖像被稱作全息樣圖，可以以通常的諸如激光掃描器的方式通過(guò)接觸拷貝到新的全息膠片上面而予以復(fù)制。這種光學(xué)配置產(chǎn)生了很高質(zhì)量的未經(jīng)扭曲的360度可視的全息立體圖像。
更為具體地說(shuō)，參照?qǐng)D8，激光光學(xué)印制機(jī)是一種360度、一步式(one-step)、白光可視的全息照片印制系統(tǒng)，在一些方面類似于電影膠片印制機(jī)，例外的只是它用以印制立體全息圖像。印制機(jī)67包括通常的激光器88作為其光源，由第一鏡具90引向分光鏡92?！耙逊蛛x”光束的一部分93被引向校準(zhǔn)鏡94，而另一部分96穿過(guò)分光鏡92而達(dá)到第二鏡具98。第一光束部分93由鏡具94引向電影或LCD圖像生成器100，后者包括一對(duì)膠片滾輪102，使帶有圖像的膠片部分104橫過(guò)進(jìn)入第一投射透鏡108的第一光束移動(dòng)。投射透鏡108把圖像投射到第一柱面透鏡78上面，由此它被引向參照?qǐng)D5所述的第二接觸柱面透鏡80。通過(guò)把彎曲的全息攝影膠片夾持器反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)并把第二柱面透鏡80直接裝放在弧形膠片支架70上，可以消除光學(xué)畸變，同時(shí)使圖像聚縮和聚焦。全息記錄膠片直接安放在第二柱面透鏡80上，后者使圖像在光學(xué)方面聚縮而有助于其嚴(yán)格聚焦。透鏡80可提高圖像清晰度和明亮度，同時(shí)用作穩(wěn)定的膠片支架和平滑表面而允許全息記錄膠片在相鄰的各曝光位置之間轉(zhuǎn)移。使用這種膠片夾持器傳送和記錄系統(tǒng)68首次使得可以制作出很高質(zhì)量的360度三維白光可視的整體全息立體圖片。現(xiàn)在可以制作高質(zhì)量的5-10英寸的360度全息立體圖片。
再次參照?qǐng)D8，穿過(guò)分光鏡92的部分光束96由第一鏡具98反射到通常的開(kāi)縫光學(xué)系統(tǒng)，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)光束。此開(kāi)縫光學(xué)系統(tǒng)包括一些透鏡，使作為基準(zhǔn)的光線形成如圖所示的行聚焦，以覆蓋出自投射透鏡的物體圖像，后者也由柱面透鏡78和80形成為線聚焦。一如所述，這兩只光束在膠片平面處發(fā)生干涉并把圖像記錄在感光劑上以形成全息樣圖。各全息圖像隨著記錄膠片60從一個(gè)位置移到下一個(gè)位置被重復(fù)記錄，直到整個(gè)所需的記錄介質(zhì)已經(jīng)記錄有所需的全息攝影信息為止。該白光圖像是激光全息樣圖的全息圖。印制機(jī)67由一數(shù)字定序器(未畫(huà)出)控制，它以準(zhǔn)確的時(shí)間間隔控制各過(guò)程，一如在本技術(shù)領(lǐng)域之中所知。順序是首先用激光快門開(kāi)閉激光器作定時(shí)曝光。接著，全息攝影膠片被移向下一個(gè)記錄位置和電影或計(jì)算機(jī)圖像被定位在電影投射之中以及全息膠片被曝光。這一過(guò)程一直繼續(xù)到所有片格的印制被完成為止，而后全息攝影膠片以通常的方式作化學(xué)處理并在一360度轉(zhuǎn)動(dòng)顯示器上面，諸如參照?qǐng)D1-4所述者上面，予以展示。來(lái)自諸如36這樣的光源的白光重放運(yùn)動(dòng)著的360度全息攝影圖像，此圖像于是顯得浮現(xiàn)在圓筒的中心處。
重大的優(yōu)點(diǎn)是，接觸柱面透鏡80起到在光學(xué)上收斂圖像到全息攝影膠片上面的作用而導(dǎo)致圖像預(yù)先畸變，改進(jìn)了最終圖像。如果圖像未作預(yù)先畸變，則最終圖像在觀看時(shí)將是畸變的。直接裝在膠片傳送機(jī)構(gòu)上的與記錄膠片接觸的柱面透鏡使得可以在全息攝影膠片被彎離光學(xué)系統(tǒng)時(shí)使膠片移動(dòng)而大大地提高了圖像質(zhì)量。
對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)顯見(jiàn)的是，雖然已經(jīng)說(shuō)明的都在目前被認(rèn)為是本實(shí)用新型的照亮式彩色顯示裝置的一些最佳實(shí)施例，但是，按照專利條例，在此照亮式彩色顯示裝置中可以作出一些改變而不實(shí)際上偏離本實(shí)用新型的真正精神和范疇。
權(quán)利要求1.一種整體全息圖像顯示裝置，包括一底座；一支承在所述底座上的光源；一被支承而在所述底座上運(yùn)動(dòng)的透明件，所述透明件上圍繞所述光源支承有全息圖像信息；一支承在所述底座上的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使所述透明件相對(duì)于所述底座運(yùn)動(dòng)，從而來(lái)自所述光源的光照產(chǎn)生一360度可視的、三維整體全息立體圖像。
2.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，所述透明件基本上呈圓筒形狀。
3.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，所述透明件呈截圓錐形狀。
4.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，包括圍繞光源的一導(dǎo)光器。
5.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，包括圍繞光源的一導(dǎo)光器，所述導(dǎo)光器的形狀適于把發(fā)自光源的光線導(dǎo)引到透明件上的全息圖像信息上去。
6.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，光源提供白光而所述導(dǎo)光器包括一孔口以便把發(fā)自光源的白光導(dǎo)引到由透明件攜帶的全息圖像信息上以形成一360度可視的、三維整體全息立體圖像。
7.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，所述透明件的第一端支承在所述底座上，而一帽罩固定于所述透明件的第二端。
8.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，包括固定于第一透明件的、帶有全息圖像信息的、基本上圓筒形狀的全息記錄膠片的第二透明件。
9.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，所述第一和第二透明件呈截圓錐形狀，而所述第二透明件的直徑大于第一透明件的直徑。
10.按照權(quán)利要求1所述的整體全息攝影顯示裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使所述透明件相對(duì)于底座在第一方向上運(yùn)動(dòng)。
11.按照權(quán)利要求1所述的整體全息圖像顯示裝置，其特征在于，所述光源是電力驅(qū)動(dòng)的。
專利摘要一種光照式彩色顯示裝置可提供360度可視的全息圖像，具有以下各特性，根據(jù)單一白色光源的無(wú)畸變單色或全色影像重顯、擴(kuò)大的鉛直觀看孔口和擴(kuò)大的活動(dòng)屏幕。這些特性由轉(zhuǎn)動(dòng)的顯示裝置和由電影膠片片格或數(shù)字信息組成的合成全息圖像提供的。每一顏色成分全息照片包括一系列不連續(xù)的微點(diǎn)和細(xì)條，以致三色的成分全息照片可以相互間隔而無(wú)點(diǎn)或條的重疊。各成分全息攝片本身鉛直聚焦，以致復(fù)合全息照片是白光可視的。
文檔編號(hào)G03H1/26GK2624252SQ03241808
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者拉里·利伯曼 申請(qǐng)人:新邏輯聯(lián)合有限公司, 拉里·利伯曼