CN107253400A - 数字全息影像打印机及打印方法 - Google Patents
数字全息影像打印机及打印方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107253400A CN107253400A CN201710438350.XA CN201710438350A CN107253400A CN 107253400 A CN107253400 A CN 107253400A CN 201710438350 A CN201710438350 A CN 201710438350A CN 107253400 A CN107253400 A CN 107253400A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- lens
- laser
- sensitive medium
- digital hologram
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007639 printing Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 9
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 208000027697 autoimmune lymphoproliferative syndrome due to CTLA4 haploinsuffiency Diseases 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 3
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 206010028813 Nausea Diseases 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000008693 nausea Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
本发明提供一种数字全息影像打印机及打印方法。打印机包括计算机控制器、光路系统、精密运动平台及设置于精密运动平台的感光介质，光路系统包括激光器、第一分光棱镜、物光光路模块及参考光路模块，物光光路模块包括用于将数字编码图像转换为感光介质能响应的光学编码图像的空间光调制器，计算机控制器控制激光器、空间光调制器和精密运动平台进行协同工作、逐点依序走位曝光。所述数字全息影像打印机可有效地将三维立体图像记录在感光介质上，白光再现，裸眼可周视的三维影像，具有身临其境的深度感、层次感和全视角感。
Description
技术领域
本发明涉及3D影像技术领域，尤其涉及一种全立体视觉的数字全息影像打印机及打印方法。
背景技术
打印机是常见的计算机的输出设备之一。只要轻点鼠标或键盘，计算机处理结果或中间结果就能以图文形式方便地打印在相关的介质上。打印机的种类较多、原理有别，但输出结果大同小异。至今为止，各类打印机输出的图文仅限于二维显示；如果要达到三维立体显示效果，必须在特定的打印图文上面覆盖柱透镜光栅才能实现。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种数字全息影像打印机及打印方法。
一种数字全息影像打印机，其包括计算机控制器、光路系统、精密运动平台及设置于所述精密运动平台的感光介质，所述光路系统包括激光器、第一分光棱镜、物光光路模块及参考光路模块，所述物光光路模块包括用于将数字编码图像转换为所述感光介质能响应的光学编码图像的空间光调制器，所述精密运动平台、所述激光器和所述空间光调制器均电连接于所述计算机控制器；
所述计算机控制器用于控制所述激光器、所述空间光调制器和所述精密运动平台进行协同工作、逐点依序走位曝光；
所述计算机控制器用于控制所述激光器向所述第一分光棱镜投射激光，所述第一分光棱镜将所述激光分成透射部分激光和反射部分激光，所述空间光调制器用于将所述透射部分激光转换为光学编码图像，并以物光光斑投射至所述感光介质，所述参考光路模块用于将所述反射部分激光形成参考光斑投射至所述感光介质，所述物光光斑和所述参考光斑相互干涉，且投射方向之间形成一个夹角。
本发明一较佳实施方式中，所述物光光路模块还包括第一扩束镜、第一准直透镜、第二分光棱镜、第一透镜、第一小孔光阑、第二透镜及傅里叶变换透镜；所述第一扩束镜放置于所述第一分光棱镜透射所述透射部分激光的出射光路中；所述第一准直透镜放置于所述第一扩束镜之后；所述第二分光棱镜放置于所述第一准直透镜之后，用于将从所述第一准直透镜出射的准直光斑反射进所述空间光调制器中；所述空间光调制器用于对所述准直光斑进行调制，使其光学偏振态旋转90度后依次经所述第二分光棱镜、所述第一透镜、所述第一小孔光阑、所述第二透镜及所述傅里叶变换透镜后投射至所述感光介质上。
本发明一较佳实施方式中，所述参考光路模块包括沿所述反射部分激光的传输方向依次顺序设置的第二扩束镜、第二准直透镜、第二小孔光阑、第三透镜、第三小孔光阑、第四透镜及反射镜。
本发明一较佳实施方式中，所述物光光斑和所述参考光斑分别投射至所述感光介质的两侧，且投射方向之间的角度范围为90°～180°。
本发明一较佳实施方式中，所述物光光斑和所述参考光斑的投射方向之间的角度为135°。
本发明一较佳实施方式中，所述物光光斑和所述参考光斑均投射至所述感光介质的同一侧，且投射方向之间的夹角范围为0～90°。
本发明一较佳实施方式中，所述物光光斑和所述参考光斑的投射方向之间的夹角为45°。
一种数字全息影像打印方法，其利用前述数字全息影像打印机进行打印之前，包括如下步骤：
S101、光场信息的采集，待打印成3D全息影像的真实或虚拟景物，按照预设的视窗面积被分解成若干幅不同视角的二维图像，形成光场信息数据库；
S103、数字图像的处理，主要包括：
S1031、设定再现视场角大小和抽样密度，从所述光场信息数据库中自动抽取参与集成成像的二维图像及数量；
S1033、对抽取的所述二维图像进行几何矫正、灰度变换和去除噪声处理；
S1035、依据全息像素点决定二维图像被分割面积的大小、数量和灰度值，并以视角为变量将其排列组合成编码图像；
S1037、每打印完成一个所述全息像素点即更新一次空间光调制器上的编码图像，并继续打印下一个对应点。
本发明一较佳实施方式中，完成一幅3D全息影像的打印后，当感光介质为光致聚合物材料时，需对所述感光介质进行定影固化；当所述感光介质为银盐干板时，需对所述感光介质进行显影。
本发明一较佳实施方式中，对所述感光介质进行定影固化时，采用汞弧光聚合物灯的输出光，在祡外和可见光全部范围内对所述3D全息影像进行曝光，再用通风循环加热的烘炉在100℃的温度下加热30分钟。
本发明一较佳实施方式中，对所述感光介质进行显影时，采用银盐显影液进行显影、漂白，最后采用酒精对进行脱水处理，放在自然环境温度下晾干。
相较于现有技术，本专利提供的数字全息影像打印机，借鉴了打印概念，依靠逐点曝光来实现打印功能，能有效地把若干个二维数字图像转换成为一个三维光学影像，其运行方式与普通打印、3D打印非常相似；但是其打印出来的结果既不是二维图文也不是真实物体，而是一张张载在打印软片上裸眼可周视的三维影像，具有身临其境的深度感、层次感和全视角感。
同时，本专利提供的数字全息影像打印机，实现的三维影像不需要佩戴立体眼镜等辅助设备裸眼就能获得，解决了观看时佩戴辅助设备所带来的恶心、头晕等不适感以及不能兼顾其它事的不方便性。与目前市场上存在的柱透镜光栅立体图、激光模压彩虹全息图、银盐立体全息图等自由立体显示技术比较，具有更高的图像分辨率、更明显的立体感、更大的立体视角。
此外，本专利提供的数字全息影像打印机为三维立体图片类产品注入生机、带来活力，应用领域广阔、市场前景巨大，可作为光子沙盘、建筑规划、会展广告、室内装饰、人物摄影、模型教具等形式应用于国防、城建、商业及教育等领域。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的数字全息影像打印机的光路结构示意图；
图2为本发明第二实施例提供的数字全息影像打印机的光路结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种数字全息影像打印机，其
包括计算机控制器、光路系统、精密运动平台及设置于所述精密运动平台的感光介质，所述光路系统包括激光器、第一分光棱镜、物光光路模块及参考光路模块，所述物光光路模块包括用于将数字编码图像转换为所述感光介质能响应的光学编码图像的空间光调制器，所述精密运动平台、所述激光器和所述空间光调制器均电连接于所述计算机控制器；
所述计算机控制器用于控制所述激光器、所述空间光调制器和所述精密运动平台进行协同工作、逐点依序走位曝光；
所述计算机控制器用于控制所述激光器向所述第一分光棱镜投射激光，所述第一分光棱镜将所述激光分成透射部分激光和反射部分激光，所述空间光调制器用于将所述透射部分激光转换为光学编码图像，并以物光光斑投射至所述感光介质，所述参考光路模块用于将所述反射部分激光形成参考光斑投射至所述感光介质，所述物光光斑和所述参考光斑相互干涉，且投射方向之间形成一个夹角。
所述数字全息影像打印机，借鉴了打印概念，依靠逐点曝光来实现打印功能，是一种能把若干个二维数字图像转换成为一个三维光学影像的信息传递线性系统。其运行方式与普通打印、3D打印非常相似；但是其打印出来的结果既不是二维图文也不是真实物体，而是一张张载在打印软片上裸眼可周视的三维影像，具有身临其境的深度感、层次感和全视角感。
同时，所述数字全息影像打印机实现的三维影像不需要佩戴立体眼镜等辅助设备裸眼就能获得，解决了观看时佩戴辅助设备所带来的恶心、头晕等不适感以及不能兼顾其它事的不方便性。与目前市场上存在的柱透镜光栅立体图、激光模压彩虹全息图、银盐立体全息图等自由立体显示技术比较，具有更高的图像分辨率、更明显的立体感、更大的立体视角。
此外，所述数字全息影像打印机为三维立体图片类产品注入生机、带来活力，应用领域广阔、市场前景巨大，可作为光子沙盘、建筑规划、会展广告、室内装饰、人物摄影、模型教具等形式应用于国防、城建、商业及教育等领域。
以下，通过具体实施例进行详细说明。
实施例1
请参见图1，图1是本发明第一实施例提供的数字全息影像打印机的光路结构示意图。如图1所示，所述数字全息影像打印机包括计算机控制器100、光路系统200和精密运动平台300。
本实施例中，所述计算机控制器100作为所述数字全息影像打印机的中心模块，分别与激光器201、空间光调制器203及所述精密运动平台300电连接，并控制此三部分协同工作、逐点依序走位曝光。
所述光路系统200包括激光器201、第一分光棱镜205、物光光路模块及参考光路模块；所述计算机控制器100控制所述激光器201的快门打开，所述激光器201投射出激光，经所述第一分光棱镜205后分成透射部分激光1及反射部分激光2，其中，透射部分激光1作为物光光束，反射部分激光2作为参考光光束。
本实施例中，空间光调制器203将计算机控制器100加载在其上的数字编码图像转换为感光介质400能响应的光学编码图像。
本实施例中，所述第一分光棱镜205将所述激光器201投射出的激光按比例分成相互垂直的物光光束(即透射部分激光1)和参考光光束(即反射部分激光2)。可以理解的是，所述激光器201投射出的激光的具体分光比例，可根据实际需要对所述第一分光棱镜205进行设计。
所述精密运动平台300上设置有感光介质400。本实施例中，所述激光器201投射的激光的波长与感光介质400相互匹配，具体地，所述激光器201投射的激光的波长与目前市场上绿敏光致聚合物匹配的激光波长为532nm。
如图1所示，所述物光光路模块包括第一扩束镜207、第一准直透镜209、第二分光棱镜211、空间光调制器203、第一透镜213、第一小孔光阑215、第二透镜217、傅里叶变换透镜219；第一扩束镜207放置于第一分光棱镜205透射出射光路中，对激光起到扩束作用，典型的扩束倍数为10倍；第一准直透镜209放置于第一扩束镜207之后，对扩束后的激光进行准直；第二分光棱镜211放置于第一准直透镜209之后，将从第一准直透镜209出射的准直光斑反射进空间光调制器203中；空间光调制器203接收到计算机控制器100加载的数字编码图像，并对准直光斑进行调制，将数字编码图像转换成光学编码图像并反射，从空间光调制器203反射出的光学编码图象，其光学偏振态旋转90度，透射穿过第二分光棱镜211；第一透镜213放置于第二分光棱镜211的透射出射光路中，第二透镜217放置于第一透镜213之后，第二透镜217、第一透镜213共同起到傅里叶变换作用；第一小孔光阑215放置于第二透镜217和第一透镜213之间，起到选频滤波作用；傅里叶变换透镜219放置于第二透镜217之后，主要作用是将光学编码图象进一步缩小，转换为傅里叶频谱并投到感光介质400上。
本实施例中，傅里叶变换透镜219的口径大、焦距短，数值孔径NA≥0.8，焦距≤4mm，因此记录的三维图像的可视角大于110°。傅里叶变换透镜219与第一透镜213和第二透镜217构成的透镜组相互配合，将从空间光调制器203出射的光学编码图像转换成傅里叶变换频谱，将尺寸缩小进行存储，提高感光介质400存储的信息量。第一透镜213和第二透镜217构成的透镜组、第一小孔光阑215和傅里叶变换透镜219相互匹配可调节全息像素点的大小、形状。本实施例中，全息像素点的尺寸最小可小于0.1mm×0.1mm，间隙最小可为0。
如图1所示，参考光路模块包括第二激光扩束镜231、第二准直透镜233、第二小孔光阑235、第三透镜237、第三小孔光阑239、第四透镜241、反射镜243。第二激光扩束镜231放置于第一分光棱镜205反射出射光路中，对激光起到扩束作用，典型的扩束倍数为10倍；第二准直透镜233放置于第二激光扩束镜231之后，对扩束后的激光进行准直；第二小孔光阑235放置于第二准直透镜233之后，用于调节参考光光斑的形状和大小；第三透镜237放置于透镜L6之后，第四透镜241放置于第三透镜237之后，第三透镜237及第四透镜241共同起到傅里叶变换作用；第三小孔光阑239放置于第三透镜237和第四透镜241之间，用于选频滤波；反射镜243放置于第四透镜241之后，主要用于引导参考光至感光介质400。
可以理解的是，本实施例中，参考光路模块相对于物光光路模块而言简单灵活，其参考光斑根据物光光斑的大小和形状进行调整，以达到两光斑在感光介质膜层内完全吻合干涉的目的，具体地，通过调节物光光路模块与参考光路模块中的透镜组(即物光光路模块中第一透镜213和第二透镜217构成的透镜组，参考光路模块中第三透镜237和第四透镜241构成的透镜组)、第一小孔光阑215、第二小孔光阑235、第三小孔光阑239来实现。
可以理解的是，利用反射镜243，物光光束和参考光光束投射至所述感光介质400时，投射方向之间的夹角灵活可调。
使用所述数字全息影像打印机时，根据图1所示搭建光路系统。
工作原理为：计算机控制器100控制的激光器201、空间光调制器203和精密运动平台300进行协同工作、逐点依序走位曝光。计算机控制器100依次将数字编码图像加载到空间光调制器203上，同时地，计算机控制器100控制激光器201工作，第一分光棱镜205将激光器201投射出的激光按比例分成相互垂直的物光光束1和参考光光束2，物光光束1通过第一扩束镜207、第一准直透镜209后投影到空间光调制器203上，空间光调制器203将数字编码图像转换成光学编码图后经第一透镜213、第一小孔光阑215、第二透镜217、傅里叶变换透镜219后投到感光介质400上；参考光光束2依次通过第二激光扩束镜231、第二准直透镜233、第二小孔光阑235、第三透镜237、第三小孔光阑239、第四透镜241后，由反射镜243反射到感光介质400上；物光光束1和参考光光束2在感光介质400上相互干涉；计算机控制器100同时控制精密运动平台300根据编码图像坐标信息进行走位，单个像素最佳曝光时间与感光介质400的灵敏度相关，由计算机控制器100控制激光器201的快门打开时间的长短而设定，本实施例中，单个像素最佳曝光时间优选值为300ms，干涉记录完一个像素点后，计算机控制器100继续控制激光器201、空间光调制器203和精密运动平台300进行协同工作，打印下一个像素点，如此实现逐行扫描式走位曝光记录。
本实施例中，物光光斑和参考光斑分别投射至所述感光介质400的两侧，以反射式全息干涉的方法记录三维立体图像的光谱信息，调节反射镜243即可调节物光与参考光的夹角，并使物光光斑和参考光斑在感光介质膜层内完全吻合干涉。
本实施例中，物光与参考光的光束夹角范围为90°～180°。为了便于观赏，优选地，物光与参考光的光束夹角为135°。
本实施例中，感光介质400放置于精密运动平台300上，精密运动平台300由计算机控制器100控制，带动感光介质400逐点移动曝光。
实施例2
请参见图2，图2是本发明第二实施例提供的数字全息影像打印机的光路结构示意图，本实施例和第一实施例提供的数字全息影像打印机的主要区别在于：通过调节反射镜243，使物光光束与参考光光束分别从感光介质400的同一侧入射(即物光光斑和参考光斑分别投射至所述感光介质400的同一侧)，以透射式全息干涉的方法记录三维立体图像的光谱信息；调节反射镜24即可调节物光与参考光的夹角，并使物光光斑和参考光斑在感光介质膜层内完全吻合干涉。
优选地，物光与参考光的光束夹角范围为0°～90°；为了便于观赏，优选地，物光与参考光优选的光束夹角为45°。
本实施例中，所述数字全息影像打印机的结构及工作原理与本发明第一实施例的类似，此处不再赘述。
实施例3
本发明第三实施例提供一种数字全息影像打印方法，其利用本发明第一实施例或第二实施例提供的数字全息影像打印机进行打印之前，包括如下步骤：
S101、光场信息的采集，待打印成3D全息影像的真实或虚拟景物，按照预设的视窗面积被分解成若干幅不同视角的二维图像，形成光场信息数据库。
本实施例中，这些二维图像就是三维景物的抽样信息，抽样的间距、数量和质量应满足集成成像的要求。对于真实景物的信息采集主要依赖照相技术来获取，例如，飞行器航拍的某区域地形照片、单台相机平移拍摄的静态景物照片和阵列相机同时抓拍的动态景物照片等。对于虚拟景物的信息采集相对图形设计比较容易一些，可直接打开3D图形软件建模、灰度处理、然后抽取二维图片。
S103、数字图像的处理，主要包括：
S1031、设定再现视场角大小和抽样密度，从所述光场信息数据库中自动抽取参与集成成像的二维图像及数量。
S1033、对抽取的所述二维图像进行几何矫正、灰度变换和去除噪声处理。
可以理解的是，对抽取的所述二维图像进行几何矫正、灰度变换和去除噪声等有关图像增强、还原及分割处理，目的是为了保证集成成像的质量。
S1035、依据全息像素点决定二维图像被分割面积的大小、数量和灰度值，并以视角为变量将其排列组合成编码图像。
可以理解的是，每个全息像素点都有它对应的编码图像。
S1037、每打印完成一个所述全息像素点即更新一次空间光调制器203上的编码图像，并继续打印下一个对应点。
本实施例中，完成一幅3D全息影像的打印后，当感光介质400为光致聚合物材料时，需对所述感光介质400进行定影固化；当所述感光介质400为银盐干板时，需对所述感光介质400进行显影。
具体地，对所述感光介质400进行定影固化时，采用汞弧光聚合物灯的输出光，在祡外和可见光全部范围内对所述3D全息影像进行曝光，再用通风循环加热的烘炉在100℃的温度下加热30分钟。而对所述感光介质400进行显影时，采用银盐显影液进行显影、漂白，最后采用酒精对进行脱水处理，放在自然环境温度下晾干。
完成后处理后，在白光点光源的照射下，观察者可以多重视觉，围绕着垂直感光软片的轴360度全方位观察再现全息图的全景细节，一幅三维逼真的立体影像将从感光软片上跃然而出，具有很强的视觉冲击力，栩栩如生。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种数字全息影像打印机，其特征在于，包括计算机控制器、光路系统、精密运动平台及设置于所述精密运动平台的感光介质，所述光路系统包括激光器、第一分光棱镜、物光光路模块及参考光路模块，所述物光光路模块包括用于将数字编码图像转换为所述感光介质能响应的光学编码图像的空间光调制器，所述精密运动平台、所述激光器和所述空间光调制器均电连接于所述计算机控制器；
所述计算机控制器用于控制所述激光器、所述空间光调制器和所述精密运动平台进行协同工作、逐点依序走位曝光；
所述计算机控制器用于控制所述激光器向所述第一分光棱镜投射激光，所述第一分光棱镜将所述激光分成透射部分激光和反射部分激光，所述空间光调制器用于将所述透射部分激光转换为光学编码图像，并以物光光斑投射至所述感光介质，所述参考光路模块用于将所述反射部分激光形成参考光斑投射至所述感光介质，所述物光光斑和所述参考光斑相互干涉，且投射方向之间形成一个夹角。
2.如权利要求1所述的数字全息影像打印机，其特征在于，所述物光光路模块还包括第一扩束镜、第一准直透镜、第二分光棱镜、第一透镜、第一小孔光阑、第二透镜及傅里叶变换透镜；所述第一扩束镜放置于所述第一分光棱镜透射所述透射部分激光的出射光路中；所述第一准直透镜放置于所述第一扩束镜之后；所述第二分光棱镜放置于所述第一准直透镜之后，用于将从所述第一准直透镜出射的准直光斑反射进所述空间光调制器中；所述空间光调制器用于对所述准直光斑进行调制，使其光学偏振态旋转90度后依次经所述第二分光棱镜、所述第一透镜、所述第一小孔光阑、所述第二透镜及所述傅里叶变换透镜后投射至所述感光介质上。
3.如权利要求1所述的数字全息影像打印机，其特征在于，所述参考光路模块包括沿所述反射部分激光的传输方向依次顺序设置的第二扩束镜、第二准直透镜、第二小孔光阑、第三透镜、第三小孔光阑、第四透镜及反射镜。
4.如权利要求1所述的数字全息影像打印机，其特征在于，所述物光光斑和所述参考光斑分别投射至所述感光介质的两侧，且投射方向之间的角度范围为90°～180°。
5.如权利要求4所述的数字全息影像打印机，其特征在于，所述物光光斑和所述参考光斑的投射方向之间的角度为135°。
6.如权利要求1所述的数字全息影像打印机，其特征在于，所述物光光斑和所述参考光斑均投射至所述感光介质的同一侧，且投射方向之间的夹角范围为0～90°。
7.如权利要求6所述的数字全息影像打印机，其特征在于，所述物光光斑和所述参考光斑的投射方向之间的夹角为45°。
8.一种数字全息影像打印方法，其特征在于，利用权利要求1～7任一项所述数字全息影像打印机进行打印之前，包括如下步骤：
S101、光场信息的采集，待打印成3D全息影像的真实或虚拟景物，按照预设的视窗面积被分解成若干幅不同视角的二维图像，形成光场信息数据库；
S103、数字图像的处理，主要包括：
S1031、设定再现视场角大小和抽样密度，从所述光场信息数据库中自动抽取参与集成成像的二维图像及数量；
S1033、对抽取的所述二维图像进行几何矫正、灰度变换和去除噪声处理；
S1035、依据全息像素点决定二维图像被分割面积的大小、数量和灰度值，并以视角为变量将其排列组合成编码图像；
S1037、每打印完成一个所述全息像素点即更新一次空间光调制器上的编码图像，并继续打印下一个对应点。
9.如权利要求8所述的数字全息影像打印方法，其特征在于，完成一幅3D全息影像的打印后，当感光介质为光致聚合物材料时，需对所述感光介质进行定影固化；当所述感光介质为银盐干板时，需对所述感光介质进行显影。
10.如权利要求9所述的数字全息影像打印方法，其特征在于，对所述感光介质进行定影固化时，采用汞弧光聚合物灯的输出光，在祡外和可见光全部范围内对所述3D全息影像进行曝光，再用通风循环加热的烘炉在100℃的温度下加热30分钟。
11.如权利要求9所述的数字全息影像打印方法，其特征在于，对所述感光介质进行显影时，采用银盐显影液进行显影、漂白，最后采用酒精对进行脱水处理，放在自然环境温度下晾干。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710438350.XA CN107253400A (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 数字全息影像打印机及打印方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710438350.XA CN107253400A (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 数字全息影像打印机及打印方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107253400A true CN107253400A (zh) | 2017-10-17 |
Family
ID=60023106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710438350.XA Pending CN107253400A (zh) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | 数字全息影像打印机及打印方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107253400A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110109320A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-09 | 深圳市深大极光科技有限公司 | 一种全息透镜投影屏的制作方法和制作装置 |
| CN114859679A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-08-05 | 华中科技大学 | 一种全息波前打印系统及方法 |
| CN115052738A (zh) * | 2019-09-27 | 2022-09-13 | 普瑞利思生物制品公司 | 三维打印器官、设备和基质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256281B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-07-03 | Pioneer Corporation | Volume holographic memory-based optical information-recording/reproducing apparatus |
| JP2012212052A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Pioneer Electronic Corp | ホログラム記録装置 |
| US20130039160A1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Apparatus and method for recording micro-hologram |
| US20140285863A1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Seoul National University R&Db Foundation | Method and apparatus for holographic recording |
| CN105359212A (zh) * | 2013-06-14 | 2016-02-24 | 日立民用电子株式会社 | 光信息记录再现装置和调节方法 |
| CN105700320A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-22 | 苏州大学 | 一种基于空间光调制器的全息三维显示方法及装置 |
| CN206953805U (zh) * | 2017-06-12 | 2018-02-02 | 深圳市深大极光科技有限公司 | 数字全息影像打印机 |
-
2017
- 2017-06-12 CN CN201710438350.XA patent/CN107253400A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256281B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-07-03 | Pioneer Corporation | Volume holographic memory-based optical information-recording/reproducing apparatus |
| JP2012212052A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Pioneer Electronic Corp | ホログラム記録装置 |
| US20130039160A1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Apparatus and method for recording micro-hologram |
| US20140285863A1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Seoul National University R&Db Foundation | Method and apparatus for holographic recording |
| CN105359212A (zh) * | 2013-06-14 | 2016-02-24 | 日立民用电子株式会社 | 光信息记录再现装置和调节方法 |
| CN105700320A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-22 | 苏州大学 | 一种基于空间光调制器的全息三维显示方法及装置 |
| CN206953805U (zh) * | 2017-06-12 | 2018-02-02 | 深圳市深大极光科技有限公司 | 数字全息影像打印机 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110109320A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-09 | 深圳市深大极光科技有限公司 | 一种全息透镜投影屏的制作方法和制作装置 |
| CN115052738A (zh) * | 2019-09-27 | 2022-09-13 | 普瑞利思生物制品公司 | 三维打印器官、设备和基质 |
| CN114859679A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-08-05 | 华中科技大学 | 一种全息波前打印系统及方法 |
| CN114859679B (zh) * | 2022-04-19 | 2022-12-20 | 华中科技大学 | 一种全息波前打印系统及方法 |
| WO2023202020A1 (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | 华中科技大学 | 一种全息波前打印系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5379133A (en) | Synthetic aperture based real time holographic imaging | |
| JP3238755B2 (ja) | ホログラムの作成および立体表示方法並びに立体表示装置 | |
| CN1983080B (zh) | 画面切换型全息图制作方法和利用该方法制作的画面切换型全息图 | |
| WO2005099386A2 (en) | Holographic projector | |
| AU8410391A (en) | Holocomposer | |
| US20210389724A1 (en) | Holographic display system | |
| CN107340703B (zh) | 合成全息体视图的视角图片分割重组打印方法 | |
| CN107253400A (zh) | 数字全息影像打印机及打印方法 | |
| JP2003501682A (ja) | 立体視映像ディスプレイのためのシステム及び方法並びにホログラフィック・ディスプレイ・スクリーン | |
| CN1771470B (zh) | 计算机合成全息图 | |
| WO2003034155A1 (en) | Holographic printer | |
| CN206953805U (zh) | 数字全息影像打印机 | |
| US6757086B1 (en) | Hologram forming apparatus and method, and hologram | |
| CN100403189C (zh) | 全息立体图打印装置及其方法 | |
| Benton | Photographic holography | |
| Sánchez et al. | Design, development, and implementation of a low-cost full-parallax holoprinter | |
| US4509818A (en) | Hologram synthesis | |
| JPH06266274A (ja) | ホログラフィック立体ハ−ドコピ−の作成方法および装置 | |
| Jurik et al. | Geometry-corrected light field rendering for creating a holographic stereogram | |
| Benton | The reflection alcove hologram: a computer-graphic holographic stereogram | |
| Molteni | Natural color holographic stereograms by superimposing three rainbow holograms | |
| Svoboda et al. | Synthetic Image Holograms | |
| Safonov et al. | Integral Printing | |
| Ratcliffe et al. | Evolution of automated turn-key systems for the production of rainbow and reflection hologram runs by pulsed laser | |
| Oliveira | Light and shadows in holography: A possible dialogue between art and science by using artistic holography |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171017 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |