[发明专利]全息3D实现装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种全息3D实现装置及方法。

背景技术

在线性光学材料中（如透镜、棱镜等），光束只是相互透过，而不改变材料本身的某种性质。光折变效应是光致折射率变化效应的缩称，它并不泛指所有由光感生折射率变化，而特指材料在光辐射下，由光电导效应形成电荷场，再由光电效应引起折射率随光强空间分布而发生变化的效应。由于光致折射材料的光学性质可以被穿过这种材料的光所改变，因此这种材料属于非线性光学材料。与我们平常照相用的胶片感光剂一样，光折变晶体能记录错综复杂的光的图案，但这种材料比胶片还要优越，它记录的光图像是可以消除的，而胶片曝光后只能记录一次图像，也无法抹除图像。光折变晶体最大的优势在于可在3cm³的体积中存储5000幅不同的图像，并且可以迅速显示其中任意一幅。

全息是指光波的全部信息，即光波的振幅和相位信息。普通照相术仅记录下光波的强度（即振幅）信息而丢失了光波的相位信息。全息照相术利用干涉原理，记录时可以将物光波的全部信息（振幅和相位信息）都存储在记录介质中；当用再现光波照射记录介质时，根据衍射原理，就能使原始物光波得以重现，从而实现逼真的立体像再现。

由于全息照相再现像的立体感很强，因此基于全息技术的3D显示越来越受到人们的关注。全息3D显示技术主要包括合成全息3D显示、数字全息3D显示和基于可擦写材料的全息3D显示。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种全息3D实现装置及方法，无需改变装置的光路结构即可方便快速地实现多幅全息3D图像的记录和显示。

（二）技术方案

为解决上述问题，

第一方面，本发明提供了一种全息3D记录装置，包括：

激光生成单元、分束单元、光折变晶体及旋转单元，

所述激光生成单元，用于发出激光；

所述分束单元，用于接收所述激光生成单元发出的激光并将所述激光进行分束形成参考光和射向被拍摄物的物光；

所述光折变晶体，用于分别接收来自所述分束单元的参考光和经被拍摄物漫反射发出的物光形成全息3D图像；

所述旋转单元，用于每记录一个新的全息3D图像时同步旋转所述光折变晶体。

优选地，所述装置进一步包括：反射镜，设于所述分束单元到所述光折变晶体之间的光路上，用于将所述分束单元发出的参考光向所述光折变晶体反射。

优选地，所述装置进一步包括：第一扩束准直组件，设于所述分束单元到所述被拍摄物之间的光路上，用于将所述分束单元出射的物光进行扩束准直。

优选地，所述装置进一步包括：第二扩束准直组件，设于由所述反射镜到所述光折变晶体之间的光路上，用于将所述反射镜反射向所述光折变晶体的参考光进行扩束准直。

优选地，所述装置进一步包括：光斑控制单元，设于所述分束单元到所述光折变晶体之间的物光和/或参考光光路上，用于调节所述物光和/或所述参考光在所述光折变晶体上形成的光斑的大小。

优选地，所述参考光和物光分别在所述光折变晶体上形成完整的光斑。

优选地，所述参考光和物光分别在所述光折变晶体上形成的光斑大小相当。

优选地，所述光斑控制单元包括：小孔光阑。

优选地，由所述分束单元到所述光折变晶体的物光光程和参考光光程相当。

第二方面，本发明还提供了一种全息3D记录方法，包括：

搭建全息记录光路，形成到达光折变晶体的参考光路和经过被拍摄物再到达所述光折变晶体的物光光路，其中物光和参考光为相干光；

通过所述全息记录光路在所述光折变晶体上记录一幅全息图像；

保持所述全息记录光路结构不变，将所述光折变晶体旋转设定角度后，通过所述全息记录光路在所述光折变晶体上记录下一幅全息图像。

优选地，被拍摄物每更换一次被拍摄角度，所述光折变晶体同步旋转一次。

优选地，所述全息记录光路由上述的全息3D记录装置形成，通过所述旋转单元完成将所述光折变晶体旋转设定角度的步骤。

第三方面，本发明提供了一种对上述的全息3D记录装置记录的全息3D图像进行再现的全息3D显示装置，包括：

光折变晶体、激光生成单元、旋转单元，

所述光折变晶体，分别在多个不同的角度记录有多个全息3D图像；

所述激光生成单元，用于发出激光，至少部分激光作为再现光到达所述光折变晶体；