CN106990695A - 全息图记录装置 - Google Patents

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小笠原康裕
中村滋年
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Abstract

本发明公开了一种全息图记录装置，该全息图记录装置包括：光输出单元，其将多个激光束同轴对齐而依次输出，所述激光束波长不同且从多个激光束源发射出来；光学系统，其根据从所述光输出单元输出的所述激光束中的每一个生成用于记录全息图的物体光束和参考光束；以及调整单元，其调整记录介质与根据波长不同的所述多个激光束的每一个生成的所述物体光束的焦点的相对位置，从而在所述全息图记录装置通过依次将所述物体光束和所述参考光束施加到所述记录介质而以波长多重记录来记录多个全息图时使所述物体光束聚焦在所述记录介质的表面上。

Description

全息图记录装置
技术领域
本发明涉及一种全息图记录装置。
背景技术
日本专利文献特开平6-175570号公报公开了一种以一步法制造多色全息立体照片的设备。该设备包括激光束源、第一遮光单元、第一光束分离单元、第一光学系统、第二光学系统、原始图像供应单元、光敏部件输送单元、光调节单元、第三光学系统和控制单元。激光束源发射一种具有预定波长的类型的激光束。第一遮光单元阻挡从激光束源发射的激光束。第一光束分离单元将来自第一遮光单元的一个激光束分成两个激光束。第一光学系统将第一光束分离单元分离的两个激光束中的第一个放大并利用第一激光束照射二维原始图像。第二光学系统将光从原始图像投射在线性漫射面板上，并使投射的光入射在光敏部件(其为涂有光敏材料的基材)上以用作物体光束。原始图像供应单元以切换方式接连地供应原始图像。光敏部件输送单元输送光敏材料。光调节单元调节第一光束分离单元分离的激光束的第二个，使得该激光束以各种不同入射角度入射在光敏材料的特定位置上。第三光学系统线性放大经光调节单元调节的激光束并使该激光束入射在光敏部件上以用作参考光。控制单元控制第一遮光单元、光调节单元、原始图像供应单元和光敏部件输送单元，从而以一步法制造多色全息立体照片。控制单元控制布置线性漫射面板的位置，从而补偿由记录波长与再现波长之间的差异造成的再现位置变化。
2013年CRC出版社出版的Hans Bjelkhagen和David Brotherton-Ratcliffe所写的“超逼真成像：模拟和数字彩色全息术先进技术”(Ultra-Realistic Imaging:AdvancedTechniques in Analogue and Digital Colour Holography)第206-209页公开了一种三维全息打印机，其包括用作光源的脉冲RGB激光器。该三维全息打印机包括对应于R、G和B三种颜色的光学系统，且对应于这三种颜色的光学系统是独立调整的。
发明内容
本发明的目的是提供一种全息图记录装置，其使用不同波长的多个激光束以波长多重记录来记录多个全息图，这些激光束通过光学装置彼此同轴对齐，使得以波长多重记录来记录的多个全息图的大小均匀。
根据第一方面的全息图记录装置包括：光输出单元，其将多个激光束同轴对齐而依次输出，激光束波长不同且从多个激光束源发射出来；光学系统，其根据从光输出单元输出的激光束中的每一个生成用于记录全息图的物体光束和参考光束；以及调整单元，其调整记录介质与根据波长不同的多个激光束的每一个生成的物体光束的焦点的相对位置，从而在全息图记录装置通过依次将物体光束和参考光束施加到记录介质而以波长多重记录来记录多个全息图时使物体光束聚焦在记录介质的表面上。
在根据第二方面的全息图记录装置中，光学系统包括将物体光束施加到记录介质的物镜，调整单元包括移动物镜的第一移动机构，并且第一移动机构沿光轴方向调整物镜的位置。
在根据第三方面的全息图记录装置中，光学系统包括将参考光束向记录介质反射的反射镜，调整单元包括保持和移动记录介质的第二移动机构和移动反射镜的第三移动机构，第二移动机构沿光轴方向调整记录介质的位置，并且第三移动机构调整反射参考光束的方向。
在根据第四方面的全息图记录装置中，光学系统包括将准直光施加到物镜的中继透镜，调整单元包括移动中继透镜的第四移动机构，第四移动机构沿光轴方向调整中继透镜的位置。
在根据第五方面的全息图记录装置中，光学系统包括发射与蓝色对应的波长的激光束的激光束源、发射与红色对应的波长的激光束的激光束源以及发射与绿色对应的波长的激光束的激光束源。
在根据第六方面的全息图记录装置中，光学系统包括第一光学装置，其沿光轴方向反射沿第一方向入射在其上的激光束，并且透射和输出沿光轴方向入射在其上的激光束；第二光学装置，其沿光轴方向反射沿第二方向入射在其上的激光束以使所述激光束施加到第一光学装置，并且透射沿光轴方向入射在其上的激光束并将所述激光束施加到第一光学装置；第一激光束源，其将激光束沿第一方向施加到第一光学元件；第二激光束源，其将激光束沿第二方向施加到第二光学元件；以及第三激光束源，其将激光束沿光轴方向施加到第二光学元件。
本发明的第一方面能够提供一种全息图记录装置，其使用不同波长的多个激光束以波长多重记录来记录多个全息图，这些激光束通过光学装置彼此同轴对齐，使得以波长多重记录来记录的多个全息图的大小均匀。
根据本发明的第二方面，移动波长不同的多个激光束的每一个的物体光束的焦点位置，使得物体光束聚焦在记录介质的表面上。
根据本发明的第三方面，将记录介质移动到波长不同的多个激光束的每一个的物体光束的焦点位置，使得物体光束聚焦在记录介质的表面上。
根据本发明的第四方面，移动波长不同的多个激光束的每一个的物体光束的焦点位置，使得物体光束聚焦在记录介质的表面上。
根据本发明的第五方面，当要使用R、G和B激光束以波长多重记录来记录全色全息图记录时，以波长多重记录来记录的R、G和B全息图的大小均匀。
根据本发明的第六方面，使用两种光学装置将三种不同类型的激光束同轴对齐。
附图说明
将基以下附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，其中：
图1A和1B为原始图像的实例的示意图；
图2为说明全息立体照片的原理的示意图；
图3为根据本发明的第一示例性实施例的全息图记录装置的配置的实例的配置图；
图4为在图3中所示的全息图记录装置的电子配置的实例的框图；
图5A和图5B为示出物镜的位置调整的示意图；
图6为根据本发明的第二示例性实施例的全息图记录装置的配置的实例的配置图；
图7为说明记录介质的位置调整的示意图；
图8为根据本发明的第三示例性实施例的全息图记录装置的配置的实例的配置图；
图9A至图9C为示出中继镜的位置调整的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
全息立体照片的原理
现在，首先描述全息立体照片的原理。
显示三维图像的一种方式是全息立体照片。全息立体照片是通过以下方式产生的：获取从彼此稍微偏移的不同视点进行拍照的物体的二维图像以作为原始图像，对所获取的多个原始图像进行重建以生成显示在显示装置上的多个显示图像，并在一个全息图记录介质上依次记录所生成的多个显示图像以作为多个全息元件。在以下的描述中，原始图像和显示图像被统称为“视差图像”。
图1A为原始图像的实例的示意图。在该实例中，四棱锥被用作物体OB，且物体OB是沿水平方向从彼此稍微偏移的不同视点进行拍照的。从前面进行拍照的物体OB的图像为原始图像F。沿水平方向从斜左方进行拍照的物体OB的图像为原始图像E，且从对原始图像E进行拍摄的位置进一步向左旋转的位置进行拍照的物体OB的图像为原始图像D。沿水平方向从斜右方进行拍照的物体OB的图像为原始图像G，且从对原始图像G进行拍摄的位置进一步向右旋转的位置进行拍照的物体OB的图像为原始图像H。如在图1B中所示，在形成全色全息立体照片的情况下，根据原始图像D、E、F和G中的每一个生成红色(R)的原始图像、绿色(G)的原始图像和蓝色(B)的原始图像。
图2为说明全息立体照片的原理的示意图。例如，为了形成具有水平视差信息的全息立体照片，如在图2中所示，物体OB沿水平方向依次从彼此稍微偏移的不同视点进行拍照，从而获取原始图像D、E、F、G和H。原始图像D至H中的每一个按颜色分离以生成R、G和B原始图像。
接下来，按每个颜色重建这些原始图像D至H以生成显示图像1、2、3、4和5。在形成全色全息立体照片的情况下，红色(R)的显示图像1R、2R、3R、4R和5R是根据原始图像D至H的红色(R)原始图像生成的，绿色(G)的显示图像1G、2G、3G、4G和5G是根据原始图像D至H的绿色(G)原始图像生成的，且蓝色(B)的显示图像1B、2B、3B、4B和5B是根据原始图像D至H的蓝色(B)原始图像生成的。除非绿色(R)、绿色(G)和蓝色(B)需要彼此区分开来，否则这些显示图像被统称为显示图像1、2、3、4和5。
在该实例中，每个原始图像沿水平方向被分成五段，且随后通过将原始图像D至H的第n个(n为1至5的整数)像素列从左侧按该顺序进行布置而获取的图像充当显示图像n。随后，显示图像1至5被依次记录在全息图记录介质上作为带形全息元件H1、H2、H3、H4和H5。
在全色全息立体照片中，R、G和B的显示图像使用与红色、绿色和蓝色对应的不同波长的激光束以波长多重记录来记录在一个全息元件上。例如，通过在相同的区域以波长多重记录来依次记录在其上记录有R的显示图像1R的全息图、在其上记录有G的显示图像1G的全息图以及在其上记录有B的显示图像1B的全息图而获得的全息图充当全息元件H1。记录介质曝光于R、G和B光束的顺序并不仅限于所述顺序。
原始图像D至H的图像表面与由全息元件H1至H5构成的全息图记录介质的表面相对应。显示图像1至5的会聚角与观察者观察全息图记录介质的观察角度相对应。具体来说，记录显示图像的每个像素列的角度依赖性信息。因此，通过重现全息元件H1至H5，重现全息图的全部(即，原始图像D至H)，从而观察者可识别物体OB的三维图像。在全息图为全色全息立体照片的情况下，观察者可识别全色三维图像。
在本示例性实施例中，当要形成全色全息立体照片时，从R、G和B激光束源输出的三色激光束的光轴叠加在一起以使用诸如二向色镜的光学装置而彼此同轴对齐。因此，共同的光学系统和共同的空间光调制器(SLM)可用于在全息元件上以波长多重记录来用R、G和B激光束记录与R、G和B三种颜色对应的三个全息图。
然而，使用共同的光学系统和共同的空间光调制器可改变R、G和B激光束的物体光束的焦点位置并改变以波长多重记录来记录的与R、G和B三种颜色对应的三个全息图的大小。因此，在本示例性实施例中，调整在记录介质与R、G和B激光束中的每一个的物体光束的焦点位置之间的位置关系，从而使物体光束聚焦在记录介质的表面上。
第一示例性实施例
全息图记录装置
下面描述一种形成全息立体照片的装置(该装置以下简称为“全息图记录装置”)。图3为根据本发明的第一示例性实施例的全息图记录装置的配置的实例的配置图。在本示例性实施例中，描述形成具有水平视差信息的全息立体照片的全息图记录装置。图3为全息图记录装置的俯视图。
如在图3中所示，全息图记录装置包括激光束发射部100，其用作光输出单元，通过在激光束同轴对齐的同时将多个激光束源10从一个切换至另一个来依次发射出波长不同的多个激光束。激光束发射部100包括第一激光束源101、第二激光束源102、第三激光束源103、设置成与各个激光束源101、102和103相对应的快门121、122和123、设置成与第一激光束源101相对应的第一光学装置14、设置成与第二激光束源102相对应的第二光学装置16、以及设置成与第三激光束源103相对应的镜子18。
第一激光束源101、第二激光束源102和第三激光束源103为发射不同波长的激光束的激光束源。可用作激光束源的实例包括半导体激发的固态激光。除非激光束源需要彼此区分开来，否则其被统称为激光束源10。
快门121、122和123设置在对应的激光束源10的发光侧上，从而可被插入激光束的光径中或可从光径缩回。当关闭时，快门121、122和123插入光径中以阻挡激光束。当开启时，快门121、122和123从光径缩回以允许激光束由此通过。如下所述，R、G和B激光束是按时分方式依次进行发射的。仅开启了与发射激光束的激光束源10对应的快门12以允许激光束由此通过。除非快门121、122和123需要彼此区分开来，否则其被统称为快门12。
第一光学装置14和第二光学装置16中的每一个均为光学装置，其透射沿光轴方向入射在其上的激光束、沿光轴方向反射沿与光轴方向相交叉的方向入射在其上的激光束并将沿两个方向入射在其上的激光束的光轴一起进行对齐。可用作光轴对齐的光学装置的实例包括二向色镜和偏振分束器。
第一光学装置14沿光轴方向反射沿第一方向入射在其上的激光束并透射和输出沿光轴方向入射在其上的激光束。第二光学装置16沿所述光轴方向反射沿第二方向入射在其上的激光束以使激光束进入第一光学装置14并允许沿光轴方向入射在其上的激光束通过其中以使激光束进入第一光学装置14。
在本示例性实施例中，第一激光束源101沿第一方向将激光束施加到第一光学装置14。第二激光束源102沿第二方向将激光束施加到第二光学装置16。第三激光束源103沿光轴方向将激光束施加到第二光学装置16。
从第三激光束源103发射的激光束沿光轴方向被镜子18反射并沿光轴方向入射在第二光学装置16上。随后，激光束通过第二光学装置16和第一光学装置14并从激光束发射部100输出。
从第二激光束源102发射出的激光束沿光轴方向被第二光学装置16反射，与从第三激光束源103发射出的激光束同轴对齐，且随后沿光轴方向入射在第一光学装置14上。之后，激光束通过第一光学装置14并从激光束发射部100输出。
从第一激光束源101发射出的激光束沿光轴方向被第一光学装置14反射，与从第三激光束源103发射出的激光束和从第二激光束源102发射出的激光束同轴对齐，并从激光束发射部100输出。
在本示例性实施例中，第一激光束源101表示发射出具有473纳米(nm)的振荡波长的蓝色激光束的蓝色(B)激光束源。第二激光束源102表示发射出具有640nm的振荡波长的红色激光束的红色(R)激光束源。第三激光束源103表示发射出具有532nm的波长的绿色激光束的绿色(G)激光束源。在这里，指明每个激光束源的波长是为了说明目的，且激光束源并不仅限于上述的源。指明颜色R、G和B以及第一激光束源101、第二激光束源102和第三激光束源103之间的对应性是为了说明目的，且该对应性可能是不同的。
具有上述配置的激光束发射部100依次将第一激光束源101、第二激光束源102和第三激光束源103从一个切换至另一个，以按时分方式依次发射R、G和B激光束。通过开启和关闭对应的快门12将激光束源10从一个切换至另一个。与三种颜色R、G和B对应的三个全息图使用R、G和B激光束以波长多重记录来记录在全息元件上。
在激光束发射部100的发光侧上，半波片19、空间滤波器20、透镜22和偏振分束器24是按该顺序沿光径从激光束发射部100进行设置的。半波片19通过旋转入射光的偏振面调整物体光束和参考光束的强度比。空间滤波器20和透镜22准直已通过半波片19的光束并允许准直的光束进入偏振分束器24。
偏振分束器24包括反射表面24a，其透射p偏振光，但反射s偏振光。偏振分束器24将激光束分成物体光束和用于参考光束。通过偏振分束器24透射的光充当物体光束(p偏振光)。通过偏振分束器24反射的光充当参考光束(s偏振光)。
首先描述生成物体光束的光学系统。在偏振分束器24的透光侧上，狭缝26和偏振分束器28沿光径从偏振分束器24按该顺序进行布置。狭缝26使物体光束(p偏振光束)形成矩形并允许矩形光束进入偏振分束器28。偏振分束器28包括反射表面28a，其透射p偏振光束，但反射s偏振光束。
反射显示装置30设置在偏振分束器28的透光侧。显示装置30包括多个像素并通过调制每个像素的入射光的幅度、相位和偏振方向中的至少一个而基于图像信息显示图像。显示装置30可以例如包括空间光调制器。在本示例性实施例中，采用反射型硅基液晶(LCOS)作为显示装置30，在LCOS的显示区域上显示图像。
通过显示装置30对物体光束进行调制和反射，从而生成用于记录全息图的物体光束。更具体地，当p偏振光形式的物体光束通过显示装置30反射时，物体光束转换成s偏振光束。然后，充当物体光束的s偏振光束再次进入偏振分束器28并通过偏振分束器28的反射表面28a进行反射。
透镜32、透镜34和镜子36在偏振分束器28之后沿光径按该顺序设置在偏振分束器28的反射光侧上。通过偏振分束器28反射的物体光束通过透镜32和透镜34进行中继且被施加到镜子36。镜子36将物体光束的光径朝着全息图记录介质46重定向。
透镜40、透镜42和聚光透镜44沿光径按该顺序设置在镜子36和全息图记录介质46之间。聚光透镜44是仅在一维方向(水平方向)会聚入射光的圆柱形透镜或类似物。在本示例性实施例中，聚光透镜44是通过移动机构70沿箭头所示的光轴方向移动的，从而使每个物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。这里，“光轴方向”为光轴延伸的方向。与全息图记录介质46相对的聚光透镜44与“物镜”相对应。
在图3中，正交于页面平面的方向与水平方向相对应，且平行于页面平面的方向与垂直方向相对应。记录每个条形或基本上条形的全息元件，从而使其长侧方向对应于“垂直方向”且其宽侧方向对应于“水平方向”。全息图记录介质46通过保持部件(未示出)进行保持，并且每次记录全息元件之后通过移动装置(未示出)沿水平方向移动。
通过镜子36反射的物体光束是通过透镜40和透镜42进行中继，仅沿水平方向通过聚光透镜44进行会聚并被施加到全息图记录介质46。在图3中以虚线所围绕的侧视图示出物体光束仅沿水平方向进行会聚的方式。
现在，将描述一种生成参考光束的光学系统。镜子48、裂缝50、透镜52、具有孔54a的遮光板54、透镜56和镜子58在偏振分束器24之后沿光径按该顺序设置在偏振分束器24的反射光侧上。镜子48将参考光束的光径朝着镜子58重定向。
裂缝50使参考光束形成矩形光束且允许矩形光束进入透镜52。已进入透镜52的参考光束由透镜52和透镜56进行中继和拓宽，同时在被施加到镜子58之前通过孔54a。孔54a设置在透镜52和透镜56之间的焦点位置。
镜子58反射通过透镜56透射的参考光束并将参考光束的光径朝着全息图记录介质46重定向。在本示例性实施例中，参考光束从不同于物体光束施加到全息图记录介质46侧的一侧被施加到全息图记录介质46。参考光束被施加到全息图记录介质46，从而使其光轴和物体光束的光轴在全息图记录介质46内交叉。上述光学系统仅为示例性的，或者可根据设计需要向其添加其他元件。
全息图记录装置的电气配置
接下来，描述全息图记录装置的电气配置。图4为在图3中所示的全息图记录装置的电气配置的实例的框图。全息图记录装置包括控制装置的整体的控制装置60。控制装置60由计算机形成且包括中央处理器(CPU)、存储各种程序的只读存储器(ROM)、在执行程序时用作工作区域的随机存取存储器(RAM)、以及存储各种类型的信息的非易失性存储器。
激光束源10连接至控制装置60，在其之间插有驱动装置62。驱动装置62响应于源于控制装置60的命令开启激光束源10。快门12也连接至控制装置60，在其之间插有驱动装置64。驱动装置64响应于源于控制装置60的命令打开和关闭快门12。
显示装置30也连接至控制装置60，在其之间插有图案生成器66。图案生成器66根据从控制装置60供给的图像信息生成图案。显示装置30的多个像素根据图案调制入射光，从而显示与图像信息对应的图像。
在本示例性实施例中，移动聚光透镜44的移动机构70被连接至控制装置60，在其之间插有驱动装置68。驱动装置68基于来自控制装置60的命令驱动移动机构70。
现在，描述全息图记录处理。在本示例性实施例中，G、R和B激光束按该顺序进行发射，从而用R、G和B激光束在全息元件上以波长多重记录来记录与三种颜色R、G和B对应的三个全息图。关闭快门12直到其被驱动打开为止。
驱动装置62开启第一激光束源101、第二激光束源102和第三激光束源103。驱动装置64首先开启快门123以允许绿色激光束由此通过。因此，从第三激光束源103施加绿色激光束。同时，控制装置60将绿色图像信息供给至图案生成器66，使显示装置30按预定定时显示绿色显示图像，并在全息图记录介质46上记录绿色显示图像以用作全息图。
具体地说，从第三激光束源103发射出的绿色激光束被镜子18反射，通过第二光学装置16和第一光学装置14并从激光束发射部100输出。从激光束发射部100输出的绿色激光束入射在旋转激光束的偏振面的半波片19上，通过空间滤波器20和透镜22进行准直，入射在偏振分束器24上且被分成用于物体光束(p偏振光束)的光和用于参考光束(s偏振光束)的光。
已通过偏振分束器24的绿色激光束(p偏振光束)通过生成物体光束的光学系统并被改变成根据显示在显示装置30上的绿色显示图像进行调制的物体光束。另一方面，由偏振分束器24反射的绿色激光束(s偏振光束)通过生成参考光束的光学系统并被改变成参考光束。根据绿色激光束生成的物体光束和参考光束被同时施加到全息图记录介质46。通过在物体光束和参考光束之间的干扰，记录全息元件的绿色组分。
接下来，驱动装置64关闭快门123并开启快门122以允许红色激光束由此通过。因此，从第二激光束源102施加红色激光束。同时，控制装置60将红色图像信息供给至图案生成器66，使显示装置30按预定定时显示红色显示图像并在全息图记录介质46上记录红色显示图像以用作全息图。
从第二激光束源102发射出的红色激光束被第二光学装置16反射，与绿色激光束同轴对齐，通过第一光学装置14透射并从激光束发射部100输出。除了该处理外，物体光束和参考光束按与绿色激光束的情况相同的方式根据红色激光束生成。根据红色激光束生成的物体光束和参考光束被同时施加到全息图记录介质46。通过在物体光束和参考光束之间的干扰，记录全息元件的红色组分。
接下来，驱动装置64关闭快门122并开启快门121以允许蓝色激光束由此通过。因此，从第一激光束源101施加蓝色激光束。同时，控制装置60将蓝色图像信息供给至图案生成器66，使显示装置30按预定定时显示蓝色显示图像并在全息图记录介质46上记录蓝色显示图像以用作全息图。
从第一激光束源101发射出的蓝色激光束被第一光学装置14反射，与绿色和红色激光束同轴对齐并从激光束发射部100输出。除了该处理外，物体光束和参考光束按与绿色激光束的情况相同的方式根据蓝色激光束生成。根据蓝色激光束生成的物体光束和参考光束被同时施加到全息图记录介质46。通过在物体光束和参考光束之间的干扰，记录全息元件的蓝色组分。
如上所述，与红色、绿色和蓝色显示图像对应的多个全息图用红色、绿色和蓝色激光束以波长多重记录来进行记录。由此，记录全色全息立体照片的全息元件。此外，通过沿水平方向移动全息图记录介质46，在全息图记录介质46上依次记录多个全息元件以沿水平方向进行布置。
物镜的位置调整
现在，描述物镜的位置调整。图5A和图5B为示出物镜的位置调整的示意图。在本示例性实施例中，如上所述，从第一激光束源101发射出的蓝色激光束、从第二激光束源102发射出的红色激光束和从第三激光束源103发射出的绿色激光束进行同轴对齐，从而使用共同的光学系统和共同的空间光调制器(SLM)。
然而，使用共同的光学系统和共同的空间光调制器可改变用于R、G和B激光束的透镜的折射率并改变物体光束的焦点位置，如在图5A中所示。该变化可改变以波长多重记录来记录的与三种颜色R、G和B对应的三个全息图的大小。例如，如图所示，沿水平方向的蓝色或红色物体光束的曝光宽度宽于沿水平方向的绿色物体光束的曝光宽度。
因此，在本示例性实施例中，调整作为物镜的聚光透镜44的位置，从而使R、G和B激光束的物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上，如在图5B中所示。通过使用移动机构70沿箭头指示的光轴方向移动聚光透镜44，移动每个物体光束的焦点位置。
例如，如果物镜的位置未进行调整，蓝色物体光束则聚焦在全息图记录介质46的前面的位置上。因此，向全息图记录介质46移动聚光透镜44以使蓝色物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。如果物镜的位置未进行调整，红色物体光束则聚焦在越过全息图记录介质46的位置上。因此，将聚光透镜44向远离全息图记录介质46处移动，从而使红色物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。
在本示例性实施例中，通过调整作为物镜的聚光透镜44的位置，R、G和B激光束中的每一个的物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。因此，以波长多重记录来记录的R、G和B全息图具有均匀的大小。
第二示例性实施例
在第一示例性实施例中，调整物镜的位置。另一方面，在第二示例性实施例中，调整记录介质的位置。图6为根据本发明的第二示例性实施例的全息图记录装置的配置的实例的配置图。
如在图6中所示，除了设置了移动机构72和移动机构74以代替移动聚光透镜44的移动机构70以外，根据第二示例性实施例的全息图记录装置具有类似于根据第一示例性实施例的全息图记录装置的配置。移动机构72保持并移动了全息图记录介质46。移动机构74线性移动镜子58，镜子向全息图记录介质46反射参考光束。相同的组件用相同的参考符号表示且未进行描述。
尽管未示出，在本示例性实施例中，移动机构72和移动机构74被连接至控制装置60，在其之间插有未示出的驱动装置。未示出的驱动装置响应于源于控制装置60的命令而驱动移动机构72和移动机构74。
记录介质的位置调整
现在，描述记录介质的位置调整。图7为说明记录介质46的位置调整的示意图。如在图7中所示，在本示例性实施例中，调整全息图记录介质46的位置，从而使R、G和B激光束的物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。通过使用移动机构72沿用箭头指示的光轴方向移动全息图记录介质46将记录介质移向每个物体光束的焦点位置。这里，全息图记录介质46通过未示出的保持装置保持且通过未示出的移动装置沿水平方向进行移动。然而，全息图记录介质46可通过该未示出的移动装置沿光轴方向进行移动。
例如，如果记录介质的位置未进行调整，蓝色物体光束则聚焦在全息图记录介质46的前面的位置上。因此，向聚光透镜44移动全息图记录介质46，从而使蓝色物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。例如，如果记录介质的位置未进行调整，红色物体光束则聚焦在越过全息图记录介质46的位置上。因此，将全息图记录介质46向远离聚光透镜44处移动，从而使红色物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。
通过改变全息图记录介质46的位置，优选同时改变施加参考光束的方向。因此，在本示例性实施例中，移动机构74线性移动镜子58，如用箭头所示，从而向全息图记录介质46反射参考光束。
在本示例性实施例中，R、G和B激光束的物体光束通过调整全息图记录介质46的位置而聚焦在全息图记录介质46的表面上。因此，以波长多重记录来记录的R、G和B全息图具有均匀的大小。
第三示例性实施例
在第一示例性实施例中，调整每个物镜的位置。另一方面，在第三示例性实施例中，调整将准直光施加到物镜的中继镜的位置。图8为根据本发明的第三示例性实施例的全息图记录装置的配置的实例的配置图。
如在图8中所示，除了设置了移动机构76以代替移动聚光透镜44的移动机构70以外，根据第三示例性实施例的全息图记录装置具有类似于根据第一示例性实施例的全息图记录装置的配置。移动机构76移动透镜42，透镜42将准直光施加到聚光透镜44。相同的组件用相同的参考符号表示且未进行描述。
尽管未示出，在本示例性实施例中，移动机构76被连接至控制装置60，在其之间插有未示出的驱动装置。未示出的驱动装置响应于源于控制装置60的命令而驱动移动机构76。
中继镜的位置调整
现在，描述中继镜的位置调整。图9A至图9C为示出中继镜42的位置调整的示意图。如在图9A至图9C中所示，在本示例性实施例中，调整作为中继镜的透镜42的位置，从而使R、G和B激光束的物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。每个物体光束的焦点位置通过使用移动机构76沿箭头所示的光轴方向移动透镜42进行移动。
例如，如果中继镜的位置未进行调整，蓝色物体光束则聚焦在全息图记录介质46的前面的位置上。因此，向全息图记录介质46移动透镜42以使蓝色物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。如果物镜的位置未进行调整，红色物体光束则聚焦在越过全息图记录介质46的位置上。因此，将透镜42向远离全息图记录介质46处移动，从而使红色物体光束聚焦在全息图记录介质46的表面上。
在本示例性实施例中，R、G和B激光束的物体光束通过调整作为中继镜的透镜42的位置而聚焦在全息图记录介质46的表面上。因此，以波长多重记录来记录的R、G和B全息图具有均匀的大小。
变形例
根据每个示例性实施例的全息图记录装置的配置仅仅是一个实例。该配置可在不脱离本发明的要旨在范围内自然地发生变化。例如，本发明适于通过修改全息图记录装置的配置的一部分而制造沿水平方向和垂直方向具有视差信息的视差全息立体照片。
在每个示例性实施例中，物镜的位置、记录介质的位置和中继镜的位置可单独地进行调整。然而，只要R、G和B激光束的物体光束被允许聚焦在全息图记录介质46的表面上，可共同地调整选自物镜的位置、记录介质的位置和中继镜的位置的两个或多个位置。
在每个示例性实施例中，每个物体光束的焦点位置是通过移动物镜或中继镜而进行调整的。然而，每个物体光束的焦点位置可通过不涉及移动的焦点可调整的光学系统进行调整。这种焦点可调整的光学系统例如包括能够改变透镜的曲率的电动焦点可调透镜。
为了进行图示和说明，以上对本发明的示例性实施例进行了描述。其目的并不在于全面详尽地描述本发明或将本发明限定于所公开的具体形式。很显然，对本技术领域的技术人员而言，可以做出许多修正以及变形。本实施例的选择和描述，其目的在于以最佳方式解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本技术领域的其他熟练技术人员能够理解本发明的各种实施例，并做出适合特定用途的各种变形。本发明的范围由与本说明书一起提交的权利要求书及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种全息图记录装置，其特征在于，包括：
光输出单元，其将多个激光束同轴对齐而依次输出，所述激光束波长不同且从多个激光束源发射出来；
光学系统，其根据从所述光输出单元输出的所述激光束中的每一个生成用于记录全息图的物体光束和参考光束；以及
调整单元，其调整记录介质与根据波长不同的所述多个激光束的每一个生成的所述物体光束的焦点的相对位置，从而在所述全息图记录装置通过依次将所述物体光束和所述参考光束施加到所述记录介质而以波长多重记录来记录多个全息图时使所述物体光束聚焦在所述记录介质的表面上。
2.根据权利要求1所述的全息图记录装置，其中，
所述光学系统包括将所述物体光束施加到所述记录介质的物镜，
所述调整单元包括移动所述物镜的第一移动机构，并且
所述第一移动机构沿光轴方向调整所述物镜的位置。
3.根据权利要求1或2所述的全息图记录装置，其中
所述光学系统包括向所述记录介质反射所述参考光束的反射镜，
所述调整单元包括保持并移动所述记录介质的第二移动机构及移动所述反射镜的第三移动机构，并且
所述第二移动机构沿光轴的方向调整所述记录介质的位置，且所述第三移动机构调整所述参考光束的反射方向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的全息图记录装置，其中，
所述光学系统包括将准直光施加到所述物镜的中继镜，
所述调整单元包括移动所述中继镜的第四移动机构，并且
所述第四移动机构沿光轴方向调整所述中继镜的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的全息图记录装置，其中所述多个激光束源包括发射与蓝色对应的波长的激光束的激光束源、发射与红色对应的波长的激光束的激光束源以及发射与绿色对应的波长的激光束的激光束源。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的全息图记录装置，其中，
所述光输出单元包括：
第一光学装置，其沿光轴方向反射沿第一方向入射在其上的激光束并透射和输出沿所述光轴方向入射在其上的激光束，
第二光学装置，其沿所述光轴方向反射沿第二方向入射在其上的激光束以将所述激光束施加到所述第一光学装置并且透射沿所述光轴方向入射在其上的激光束并将所述激光束施加到所述第一光学装置，
第一激光束源，其沿所述第一方向将激光束施加到所述第一光学装置，
第二激光束源，其沿所述第二方向将激光束施加到所述第二光学装置；以及
第三激光束源，其沿所述光轴方向将激光束施加到所述第二光学装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018057660A2 (en) 2016-09-20 2018-03-29 Apple Inc. Augmented reality system
KR102596443B1 (ko) 2019-10-18 2023-10-31 구글 엘엘씨 넓은 시야 이미징을 위한 회절 광학 요소들
KR102586647B1 (ko) * 2021-12-13 2023-10-10 한국전자기술연구원 초점 가변 렌즈와 회전 미러를 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1500233A (zh) * 2001-03-30 2004-05-26 特萨斯克里伯斯有限公司 带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法
CN1653395A (zh) * 2002-05-17 2005-08-10 日本先锋公司 多记录类型全息记录装置和方法,以及全息重放装置和方法
JP2006302328A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Sony Corp ホログラム記録装置およびホログラム再生装置
KR100721131B1 (ko) * 2005-07-26 2007-05-22 (주)에이피앤텍 광시야각 디지털 홀로그램 현미경
JP2012083409A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Tdk Corp カラーホログラム画像記録用フォトポリマー媒体及びカラーホログラム画像記録方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1500233A (zh) * 2001-03-30 2004-05-26 特萨斯克里伯斯有限公司 带有可移动透镜的光刻装置和在存储媒体中制作数字全息图的方法
CN1653395A (zh) * 2002-05-17 2005-08-10 日本先锋公司 多记录类型全息记录装置和方法,以及全息重放装置和方法
JP2006302328A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Sony Corp ホログラム記録装置およびホログラム再生装置
KR100721131B1 (ko) * 2005-07-26 2007-05-22 (주)에이피앤텍 광시야각 디지털 홀로그램 현미경
JP2012083409A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Tdk Corp カラーホログラム画像記録用フォトポリマー媒体及びカラーホログラム画像記録方法

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