[实用新型]将三维数字信息记录在全息底片上的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是三维图像存储及立体显示的技术领域。

背景技术

随着信息技术的发展，计算机图形学和数字图像处理技术在科学研究、生产实践和现实生活中有大量的应用，如汽车和制造业的设计、工程设计的展览、军事立体地图的应用、石油和天然气探测的数据、商业广告和艺术品展览都有三维数据需要显示它的立体结构。目前三维数据的显示通常是要制作物理模型，或利用虚拟现实技术中的多种立体图像的显示方法，如头盔式显示、戴偏振光眼镜等。如果要制作物理模型，制作时间较长、费用较高，若利用虚拟现实技术显示，则都是限制在昂贵的虚拟现实系统中使用。而全息图像以其再现光波和真实光波的相似性，将成为的有潜力可以提供真实感三维图像显示的技术。因此需要有简便快捷和在脱离显示系统的更广阔的空间去展示三维全息图像的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术在展示三维立体图像时需要制作物理模型或在虚拟现实系统中实现，但其存在制作物理模型时间较长、制作物理模型费用较高、虚拟现实系统价格昂贵的问题。而提出一种将三维数字信息记录在全息底片上的装置。

它由计算机1、D/A-A/D转换器2、数字微反射镜3、第一凸透镜4、空间滤波器5、第二凸透镜6、全息底片7、二维位移总成8、反射镜9、分束镜10、第三凸透镜11、第四凸透镜12、电动快门13、激光器14、VGA分配器15组成；

全息底片7设置在二维位移总成8的工作面上，激光器14输出的激光通过电动快门13入射到分束镜10的输入端，部分激光由分束镜10反射并依次通过凸透镜11、第四凸透镜12入射到数字微反射镜3上，激光由数字微反射镜3反射后依次通过第一凸透镜4、空间滤波器5、第二凸透镜6入射到全息底片7上，另一部分激光透过分束镜10后由反射镜9反射到全息底片7相对于第二凸透镜6的背面上，并与第二凸透镜6的光轴心线相交，计算机1的数字控制输出输入总线端连接D/A-A/D转换器2的数字输入输出总线端，D/A-A/D转换器2的位移控制输出端连接二维位移总成8的控制输入端，D/A-A/D转换器2的快门控制输出端连接电动快门13的控制输入端，计算机1的数字图像数据输出输入总线端连接VGA分配器15的数字数据输入输出总线端，VGA分配器15的视频信号输出端连接数字微反射镜3视频信号输入端。

工作原理：在计算机1中将三维图像转换成不同视角的二维图像系列；计算机1通过VGA分配器15将二维图像的像素在数字微反射镜3上显示，显示的规则为：把从左到右、从上到下不同视角的二维图像中第M行、第N列的像素，从右到左、从下到上排列由数字微反射镜3显示；计算机1通过D/A-A/D转换器2控制电动快门13工作，激光器14输出的激光经分束镜10分成两束，其中一束激光由分束镜10反射并依次通过凸透镜11、第四凸透镜12在通过数字微反射镜3反射后，依次通过第一凸透镜4、空间滤波器5、第二凸透镜6入射到全息底片7上，作为物光束，另一部分激光透过分束镜10后由反射镜9反射到全息底片7相对于第二凸透镜6的背面上，作为参考光束并与全息底片7上物光束重合，同时计算机1通过D/A-A/D转换器2、二维位移总成8控制全息底片7做底片平面内二维移动，而将二维图像记录到全息底片7上；其成像、位移规则为：将数字微反射镜3上的图像成像在与其对应的全息底片7的第M行、第N列上。

本实用新型能将计算机中的三维数字信息记录到全息底片上，以实现立体显示，并且横向和纵向的图像信息都不丢失、图像大小不受限制、视角大、图像质量好，其装置具有结构简单、制造成本低廉的优点。可以不制作物理模型或不在虚拟现实系统中，就能记录显示三维全息图像。在科学计算数据可视化的立体显示中，可以大大加快数据的处理速度，使产生的海量数据得到有效利用，观察到数据中隐含的现象，为发现和理解科学规律提供有力工具。全息图存储信息量大，一个全息立体图像相当于成千上万个平面像，从存储的信息量和立体显示两方面来说，全息图都是三维图像存储的最好方式。在实现快速存储的光机电一体化的全息立体记录设备后，会推动立体图片市场的快速发展，成为三维图形工作站、虚拟现实工作站和通用计算机的输出设备。在工业工艺设计、复杂3D机械模型、产品虚拟展示、建筑视景与城市规划、大范围仿真图形场景的输出、工程设计、航空航天、军事、地形地貌、地质矿产、三维探测数据显示、科学计算可视化、医学图像三维重建、商业广告、艺术品展览和人像摄影等方面都有广阔的应用转化前景。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。