[发明专利]全息眼镜所用的透镜及其实施方案

说明书

技术领域

本发明属于光学，具体地说，属于防晒、装饰、广告或俱乐部全息眼镜透镜的结构。所述眼镜的效应由全息图像提供，其中包括自然光或人工光照射下出现的彩色图像。本发明用于在可观看全息图象的角度范围大、可观察全息图像的入射角度范围宽、以及从物体全息图复原的图象亮度大时，减小透射光在透镜孔径内的色彩反差。

现有技术

在用于装饰或广告的全息眼镜中，为了增加全息图像的亮度和表现力，采用空间性质不均匀的物体的全息图，由此引起全息图衍射效率在透镜孔径范围内的空间变化。这还导致穿过眼镜的透射光的空间调制，表现在彩色斑点的生成，造成使用者不适和引起眼睛疲劳。如果为了上述的目的，使用记录物体不同部分色彩反差激烈变化的多种颜色的全息图像，则问题会更加严重。

现有类型的大部分全息眼镜不能保证形成的图像同时具有高亮度、高表现力和穿过眼镜的透射光的高空间均匀度，表现为在透镜孔径区色彩反差度低。这是因为在此类眼镜的透镜中，全息图层除了生成图像，常常还要完成削弱透射光强度的功能。现有结构的透镜利用专门的防护层，一般为了执行附加功能，即保护眼睛免受耀眼照射。为此，防护层具有均匀的空间特性和光谱特性，所以不能解决上述的问题。

已知的装饰防晒眼镜的透镜(苏联专利1761001,G 02 C 7/10,11/02,07.09.1992,[1])包含光学透明基体，在基体朝使用者的内表面，在底衬上涂有部分反射、部分透射的全息乳胶层，在乳胶层内用照相法记录了至少一个立体全息图，还有一个防护层(漆膜型覆盖物，或耐磨沉积层，或玻璃)。全息图的写入，在相遇束中进行，或者应用杆形束，在20°-40°的角度下入射到乳胶层上，在被记录物体的反射之后景像射向乳胶层的反面。

[1]中的乳胶层衰减光束，主要是由于在全息图的写入时，在乳胶层内形成的反射中心和吸收中心的反射，以及乳胶材料的部分透明度。在防护层中光的附加衰减为在所要求范围内改变透镜[1]的透光系数提供了辅助可能性。

现有透镜[1]的缺点在于全息图层除了负担成像的基本任务以外，还要在整个可见谱区内削弱透射辐射。而在设有减小亮度和全息图象的表现力的同时，这不可能降低辐射的空间调制：增加衰减则图象亮度降低，变得灰暗、模糊，因此损失表现力，眼镜诱人程度下降。所使用的防护层不具有能谱选择性，在整个谱区均匀地削弱通过该层的辐射，因此不能补偿对全息影象形成起决定作用的全息层透射率的空间不均匀性。

和本申请最接近的是全息眼镜透镜(申请PCT WO 96/25686,G02 C 7/10,11/02,22.08.96,[2])，它包含光学透明基体，在基体的一个表面上有一层物质，里面写入至少一个立体全息图，它由在全息图衍射效率最高的谱段透明的材料制成，在全息图层后面(从使用者方向看)至少有一个由选择吸收材料制成的补偿层，它在指定谱段以外具有最大的透射系数，用于照射透镜成形的全息图象的亮度增大时，减小在透镜孔径内的透射光的色彩反差度。

利用由具有特定谱特性的选择吸收材料制作补偿层，有可能克服类似技术[1]固有的大部分缺点。这是由于穿过补偿层的在足够窄的谱段内的那一组分相对减弱，这个谱段对应于全息图衍射效率最高处，也就是说，正是这些组分引起空间调制，让使用者眼睛感受到彩色斑点。并使得透镜孔径内斑点之间色差减小，于是使用者的不舒适感降低。

同时，本专利权人的研究表明，实现眼镜[2]利用选择吸收材料制成补偿层的结构优越性遇到一定的限制。这与下述情况有关，即由这种材料制成的补偿层的谱特性是严格不变的，而在改变透镜照射条件(复原光的入射角)时，全息图衍射效率的最大值在谱中的位置在移动。既然在[2]中补偿层中足够窄的吸收光的谱段和全息图衍射效率谱的宽度固定在一起，则在照射角度变化时，后者的位移破坏全息图层透射率空间不均匀性的补偿。换句话说，在复原全息图的光的入射角在有限的范围内，补偿层减小透过全息图层的光的空间调制。如果考虑到装饰和广告全息眼镜的使用者的自然愿望，扩大观看全息图象的角度范围，现有透镜[2]的结构的功能相当严重的限制了这个可能性。

发明的实质

从以上分析可以看出，当扩大可观看全息图象的角度范围(扩大复原全息图的光的入射角的范围)时，有必要提出减少透镜孔径内透射光色彩反差的问题并加以解决。在扩宽上述角区的同时保持亮度和全息图象的表现力，是本发明的另一个目的。