绕射光栅记录装置及立体或平面音响光学的记录方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光学干涉图样的绕射光栅装置及其立体或平面影像的记录方法，利用光学变调器，以显示影像并转变影像光波为可干涉振幅型光波，将影像缩小到记录材料上或其附近为机能的光学透镜组合，具有可控制的光束方向的参考光投射器。本发明专利技术可用单一步骤进行操作，易于变换操作系统或同时复合两种操作方式于制作同一绕射光栅，提高了全息的防伪机能，形成的全息元素其相互间并无重叠，大幅提高成品的视觉品质。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绕射光栅装置及其立体或平面影像的记录方法，具体地说，涉及一种光学干涉图样的绕射光栅记录装置及其立体或平面影像的记录方法。关于影像缩小投影以形成具有光学绕射效果的装置，波兰专利No.PTC/PL96/00018陈述了利用光学显示器显示后经复杂计算而得到的傅立叶转换信息影像，并将其缩小投影成像到感光材料上，以形成具有立体效果的全息，用于商业防伪。这种方法及装置有很多不完善的地方，如计算傅立叶转换信息以形成平面或立体影像的方式将造成计算时间的浪费和计算信息的损失，且所形成的平面或立体影像与一般的全息合成方法并无明显的差别，容易被人一眼看穿而利用模造贴合曝光加以仿造，此技术在防止假冒上效果不理想。另外关于光栅图像形成的方法而言，(ref U.S.Patent No.5132812，U.S.Patent application No.91306316.0)一般都利用二光束聚焦于一点以形成光栅元素的形式，来集成为点矩阵式的光栅图像。此方式因二光束入射自不同角度，所以形成的干涉点为圆形或椭圆形，易造成相邻之间的空隙，并因为光束断面强度的分布不匀而造成光栅元素的光学绕射强度的分布不均匀。加上光束断面的有限性，其所形成的整体光栅图像的精细度难以大幅提高。为解决上述的缺点，一般用电子枪描绘系统来扫描每一光栅以记录高解析度的光栅图像(ref U.S.Patent No.5784200，U.S.Patent No.5132812)。但是电子枪描绘系统价格较高，维修十分复杂，操作环境十分严格，描绘速度较慢，所使用的记录材料有别于一般的全息记录材料，故在结合传统的记录上有极大的困难。本专利技术的目的是提供一种绕射光栅及立体或平面影像的记录装置及记录方法，它能为绕射光栅提供单一操作步骤并使用复合防伪机能记录方法提高防伪效果。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案一种具有光学绕射效果的光学媒体记录装置，其主要组成机构包括可干扰光源发生器、音响光学变调器、扩散板、针孔光罩、1/2波长板、1/4波长板、光束分离器、空间光学变调器、焦点可调节式透镜组合、自动对焦系统、材料固定平台、水平垂直方向移动台、参考光投射器、系统控制装置、光束开闭阀、系统支持体，其主要组成机构的连接互动关系如下系统控制装置经其界面接口与光束开闭阀、音响光学变调器、扩散板、空间光学变调器、焦点可调节式透镜组合、水平垂直方向移动台连接，进行统筹控制运作及计算，处理所需输出记录的影像及数字信息，以达到记录具有特殊光学绕射机能或具有不能以贴合曝光复制仿冒机能的光学媒体的目的；由音响光学变调器、扩散板、针孔光罩、1/2波长板、1/4波长板、光束分离器、空间光学变调器、焦点可调节式透镜组合等光学机件所组成的体系放置于一受容刚体中，以维持在运作过程中其相互之间的特定结构关系，此受容刚体连接于具有上下运动和自动对焦机能的自动对焦系统，由系统支持体支持自动对焦系统的运动；可干扰光源发生器、系统支持体、系统控制装置、参考光投射器为固定位置装置，水平垂直方向移动台带动材料固定平台移动到所欲曝光的位置。一种具有平面或立体光学绕射效果的光栅记录方法，其特征在于利用空间光学变调器显示经计算所得的光学强度分布影像，并利用高速旋转的扩散板将可干涉光束转变为非可干涉光束，照明在空间光学变调器的影像上，其影像的振幅分布再经由焦点可调节式透镜组合，以适当的倍率缩小，投影成像到光学感光材料面上，并利用高速旋转扩散板以取得瞬间不同分布的光波杂讯，在某一定的曝光期间内，因不同分布的光波杂讯强度的相加平均效果，减低因可干涉光源所产生的必然性光波杂讯，经由上述步骤记录的微小光束元素集合而成一大面积的具有特殊平面或立体光学绕射效果的光栅图样。一种记录具有立体影像效果的方法，其特征在于利用空间光学变调器显示多视角的物体影像，同时利用系统控制装置停止旋转扩散板，以取得可干涉性的光束，同时调整焦点可调节式透镜组合，将上述的影像投影到无限远处或投影到透镜与材料固定平台之间的聚焦成像面上，并与来自相对于材料固定平台的相反方向由参考光投射器所导引而来的另一可干涉光束互为于涉，以形成一微小全息元素，依次反复执行曝光一系列的多视角影像，以形成最终具有立体视觉效果的全息图像。一种记录难以复制的微小隐藏式影像的方法，其特征在于利用空间光学变调器显示欲隐藏的影像或文字，并利用焦点可调节式透镜组合将此影像缩小投影成像到聚焦成像面上，同时高速旋转扩散板以消除光波杂讯，将上述影像的光学强度曝光在光学感光材料面上，以制作非肉眼可视、难以用传统全息贴合曝光方式加以复制的防伪光学媒体。一种记录数字位相型全息的方法，其特征在于利用音响光学变调器，将由系统装置所计算而得的数字灰阶情报转换成+1次绕射光束的强弱，以控制浸蚀光点领域的深浅，并经过针孔光罩的限制，成为一定直径的点状光源，同时经由系统控制装置将空间光学变调器关闭，并利用焦点可调节式透镜组合，将上述的针孔影像聚焦成像到光学感光材料面上，以曝光成一点数字位相型情报，再移动水平垂直方向移动台至下一个曝光位置，如此周而复始记录一个集成式数字位相型全息信息，在记录的全过程中，自动对焦系统随时调整其上下位置以确保针孔影像聚焦在同一面上。本专利技术具有以下优点1.操作简单，本专利技术可用单一步骤操作系统的复合光学元件形成装置，有别于传统方式的复杂多步系统。2.易于变换操作系统或同时复合两种操作方式于制作同一绕射光栅，以求得不同效果的组成元素，如开诺全息相片的制作需要使用单一雷射光束的数字记录方式，而立体影像的记录则以空间光调制器的影像投影来执行，将不同的组成元素集合于一个绕射光栅，能大幅提高其防止假冒的机能，并能轻易制作出机械辨读机能的绕射光栅，并且依此装置及方法任何人可轻易制作各种不同形态的全息图像，如Holographic Stereagram、Kinoform、Kinegram、Exelgram。3.可以非常简单地将微小图样或文字记录在具有立体或绕射机能光栅领域以外的任意部分，或与之重叠，利用其不可贴合曝光复制的光学特性大幅度提高防伪的特性。4.特殊的参考光投射器形成的全息元素其相互间并无重叠，能避免全息元素之间的信息干扰，并且相邻元素之间没有空隙而大幅提高成品的视觉品质。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明图1是本专利技术各机械部件示意图；图2是电脑控制各部件完成影像记录的程序流程图；图3是计算机接口连接图；图4是数字影像记录方式图；图5是立体全息记录方式图；图6为光栅记录方式图。请参阅图1所示一种具有光学绕射效果的光学媒体记录装置，其机构包括可干扰光源(激光)发生器1、平面镜2、半透镜3和4、音响光学变调器5(Acousto Optical Modulator，简称AOM)、遮光板6、反射平镜7和8、针孔光罩9、扩散板10(Diffaser)、透镜11、1/2波长板12、光束分离器13、1/4波长板14、空间光学变调器15(Spatial Light Modulator，简称SLM)、焦点可调节式透镜组合16-18(Zoom Lens)、聚焦成像面19-A、光学感光材料面19-B、自动对焦系统20、光束开闭阀21-A、参考光投射器22、材料固定平台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有光学绕射效果的光学媒体记录装置，其主要组成机构包括： 可干扰光源发生器、音响光学变调器、扩散板、针孔光罩、１／２波长板、１／４波长板、光束分离器、空间光学变调器、焦点可调节式透镜组合、自动对焦系统、材料固定平台、水平垂直方向移动台、参考光投射器、系统控制装置、光束开闭阀， 其主要组成机构的连接互动关系如下： 系统控制装置经其界面接口与光束开闭阀、音响光学变调器、扩散板、空间光学变调器、焦点可调节式透镜组合、水平垂直方向移动台等机动控制机构连接，进行统筹控制运作及计算，处理所需输出记录的影像及数字信息，以达到记录具有特殊光学绕射机能或具有不能以贴合曝光复制仿冒机能的光学媒体的目的； 由音响光学变调器、扩散板、针孔光罩、１／２波长板、１／４波长板、光束分离器、空间光学变调器、焦点可调节式透镜组合等光学机件所组合而成的体系放置于一受容刚体中，以维持在运作过程中其相互之间的特定结构关系，此受容刚体连接于具有上下运动和自动对焦机能的自动对焦系统，由系统支持体支持自动对焦系统的运动； 可干扰光源发生器、系统支持体、系统控制装置、参考光投射器等为固定位置装置，水平垂直方向移动台带动材料固定平台移动到所欲曝光的位置。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邵晓菁，
申请(专利权)人：邵晓菁，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]