[发明专利]合成全息图的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及全息技术领域，尤其涉及一种合成全息图的制作方法。

背景技术

目前，全息术能够记录和再现物体的全部光学信息，在光学立体显示方面 的应用具有重要研究价值。作为其分支之一的合成全息技术，既利用了体视对 图像合成立体感的思想，又利用了全息术可原物光衍射复现的特点，具有灵活 的制作方式、丰富的拍摄题材和强烈的视觉冲击力，能够以简便的再现形式， 实现高质量的立体场景光学显示。

九十年代起，如何制作大面积全彩色的数字合成全息图成为世界各国显示 全息研究的热点之一。目前国外已有不少科研机构和公司致力于合成全息图商 业化生产及应用，合成全息图已经作为高质量三维显示手段进入商业市场，其 自动拍摄设备也是立体显示领域的研究热点之一，并已集成化、商品化。然而 国外类似设备和相关技术严格保密，而且售价相当昂贵。一套数字全息图制作 设备售价30多万美元，制作一幅1米×1米的全息图的费用高达数万美元。

目前国内现有的合成全息图的制作方法一般有两种，一是利用公知的菲涅 尔全息图和白光再现反射或彩虹全息图拍摄光路，拍摄公知的二步法白光再现 全息图，当全息图面积较大时(例如大于目前常见的全息干板尺寸25cm× 20cm)，对设备要求非常高，例如高功率的激光器、大口径的光学透镜等，使 得光路过长过大，制作设备笨重而且非常昂贵，在设备和技术上都难以实现。 另外，传统二步合成全息的拍摄方法，将采样得到的图像直接拍摄于狭缝或矩 孔后的全息干板上，再现时，观察者无法看到一幅完整的二维透视图像，而是 多幅、各个角度二维透视图像的重叠，观察者看到的将是完全混乱的图像，导 致得到的合成全息图的质量较差。二是利用现有的点阵光刻机，可以制作面积 较大的模压全息图，然而此种方法最大的缺点在于只能制作简单的图像，例如 变化的几何条纹和简单的光栅等等，难以达到立体的效果，无法实现高质量全 息显示，因此主要用于制造大幅面全息包装材料等。总体上讲，国内在大面积 的合成全息显示拍摄技术方面与发达国家相比尚有很大差距。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够用于制作大面积高质量的合成全息图的合 成全息图的制作方法。

一种合成全息图制作方法包括以下步骤：采样，获取三维物体或三维物体 部分区域的M幅不同视角的图像；对上述M幅图像进行如下处理：将上述M幅 图像编组为第一图像序列，将第一图像序列中每幅图像拆分为N个纵向图像列， 再从第一图像序列中每幅图像中抽出一个图像列来组成一幅新的图像，由此得 到具有N幅图像的第二图像序列；及将上述处理后的图像通过空间光调制器依 次输出并记录到全息干板的N个狭长区域上，得到三维物体或三维物体部分区 域的合成全息图。

所述合成全息图制作方法中，通过对原始二维图像序列进行信息提取、图 像拆分和重组的变换。在合成全息图再现时，观察者的每只眼看到的将不再是 混乱的图像交叠，而是按照一定规律、有序地组合而成的完整二维图像，且符 合体视对关系，形成合成立体感，因此，能够得到高质量的合成全息图。另外， 所述合成全息图制作方法得到的合成全息图能够进行拼接得到更大面积的合成 全息图。本发明所述方法对解决大面积大视角全彩色合成全息图全自动拍摄问 题，赶上世界前沿大面积合成显示全息图的商业化生产和商业化应用的进程， 具有重要的实用价值。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的合成全息图制作方法中的图像处理过程示 意图。

图2为现有技术提供的一种合成全息图原理图。

图3为本发明第一实施例提供的合成全息图制作方法使用的光路图。

图4为本发明第一实施例提供的合成全息图制作大面积合成全息图的方法 示意图。

图5为本发明第二实施例提供的合成全息图制作方法中的图像处理过程示 意图。

图6为本发明第三实施例提供的合成全息图制作方法中的图像处理过程示 意图。

图7为本发明第三实施例提供的合成全息图制作方法中得到彩色合成全息 图的原理图。

图8为本发明第三实施例提供的合成全息图制作方法使用的光路图。

图9为本发明第三实施例提供的合成全息图制作方法中使用的全息光学元 件的制作光路图。

图10为本发明第四实施例提供的合成全息图制作方法使用的光路图。

具体实施方式