主动和被动全息光学曲面元件制造技术

一种曲面元件，例如一种发光灯泡（１６）、装饰品或发光管，在其至少一部分内表面或外表面（２０）上覆盖一种衍射光栅；例如一种全息衍射光栅或机械衍射光栅，从而这种衍射光栅衍射光线，将色彩发射到观察者，这种衍射光栅可以是一种安置在所述曲面上的全息光学元件（ＨＯＥ）或一种雕在所述曲面内的衍射全息光学图案（ＨＯＰ）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及假日装饰品，诸如圣诞装饰品和灯，尤其是涉及基于全息照相技术的装饰品。传统的圣诞灯往往依赖彩灯或通过彩色层射出光线的白炽灯，以便产生色彩。能够产生无数色彩的圣诞灯将被市场看好。对圣诞装饰品也是一样。当有些装饰品电动化时，色彩由画或塑料薄片或由具有彩灯或通过彩色层射出光线的白炽灯的照明设备所产生。再则，真正多彩的圣诞装饰品将被市场看好。全息照相提供了一种手段，由它可以将多个信息以光学方法显示给观察者。如果全息照相具有一衍射层，且该衍射层有变化的有效间隙，那么该全息衍射层将借助这种光栅间隙变化来产生多个的色彩，传给观察者。这种色彩产生法公开在美国专利US5,613,022中，其公开的内容作为参考文献说明。下面概要说明其他针对在装饰领域采用全息照相技术的建议。美国专利US5,651,741提出了一种高尔夫球，它在其外表面上有一由全息记录形成的干涉图案。全息照相分为Fresnel全息照相、傅立叶变换全息照相、平面全息照相、立体全息照相等。美国专利US5,609,928提出一种由材料形成的装饰品，它可以是全息图像的，它缠绕在一个不规则四边形芯上，然后分切，形成某种装饰图案的窄带材料。然而没有提供全息照相材料的具体细节。美国专利US5,294,494提出一种全息照相显示，它由两块间隔的透明板形成，其中，两块镜子部分重叠在透明板上，因此所述镜子的反射面相互面对，并且第一块镜子安放在其上安装了全息照相板的透明板上，而且大于第二块镜子。一个光源安放在所述两块透明板之间。美国专利US5,293,259提出一种彩虹般全息照相，它由两块间隔的透明板形成，而一个光源安放在它们之间，全息照相板安装在所述两块透明板中的一块上，并且安装两块不同尺寸的镜子，以便反射所述光源。美国专利US5,155,604提出一种装饰雕刻纸板，它有一金属涂层，该金属涂层本身有一热塑层，该热塑层雕刻有衍射或全息图案，而所述热塑层被加热以使其变软。美国专利US5,121,229提出一种紧凑式全息照相显示，它由一块透光板、一安装到所述透光板上的全息图和利用散射白光束来照明所述透光板的一个边部的装置所形成。这样来构造所述装置，使得所有重现性照明都能进入所述透光板的边部。所述全息图由一种三步法产生，该方法包括记录第一幅主全息图、通过重现(reconstruct)来自所述第一幅主全息图的狭缝式光的图像记录第二幅主全息图、以及通过重现(reconstruct)第二幅主全息图的图像来记录所述首先提及的全息图。美国专利US4,947,299提出一种装饰灯，它有一全息胶片，该胶片预先记录了火炬形照明设备的多个全息图。该胶片由一阴影处的开口所承载，其中，所述火炬(例如发光灯泡)照明所述胶片，显示多个火炬图像。美国专利US4,807,971提出一种光学装饰装置，他采用鼓形全息胶片、发光设备和一个架子，该架子有一个透明上段，以便显示所述全息图像。美国专利US4,725,511提出一种装饰品，它由一种半导体层形成，该半导体层有一承载一种衍射光栅的花样涂层，在该花样涂层上有一透明层。观看面显示出所述装饰品，它借助所述衍射光栅向观察者发射彩色光线。美国专利US4,094,575提出一种由板材构成的全息图，该板材有一永久的光学上可探测的图案，该图案(板材)包括至少一线性光栅，该光栅有一预选的空间频率。该频率(图案)由两条沿独立路径的相互相干辐射束的碰撞所形成，在此时辐射束和与一种光敏介质接触的透明物体形成相等的入射角。美国专利US2,313,489提出在一运载体内形成衍射光栅，接着从各个方向将衍射光栅传输到一种聚合胶片上。接着一种成模材料被放置到与所述聚合胶片相接触，以便将衍射光栅传输到所述成模材料，例如玻璃。尽管在现有技术中已经提出多个装饰全息图，但这些全息图尚未专门应用到圣诞灯和圣诞装饰品上。这就是本专利技术的目的。本专利技术在其最广范围讲涉及在曲面上采用主动的和被动的全息光学元件(HOE)，这就使得本专利技术例如在构造发光灯泡(例如圣诞灯)和装饰品(例如圣诞装饰品)时特别有用。这样广义上讲，本专利技术可以有一个或无数小型全息光学元件，它们安置在灯或装饰品的内表面或外表面上。在观察者的不同视点，所述灯或装饰品(反射地和/或透射地)发射如彩虹般的色彩。这种闪烁效应可以简便和有效地实现。可选择地，所述HOE可以是主动的，如在′022专利中所实现的那样，从而例如由压电元件、magnostrictive元件、磁线圈等引起的所述HOE的运动(所述HOE衍射光栅的有效光栅间隙发生变换)产生不同的色彩，它们被发射到位于任何观察位置的静止观察者。再则，所述HOE可以模注到圣诞灯或装饰品内，而不是用附着法或其他方法与其相连。不运动的HOE仍会引起被动地产生色彩。所述HOE 以′022专利方式的运动会引起由来自白炽光源(反射地和/或透射地)的光线或装饰品以尚未由现有技术所认识的方式产生色彩。因此将会看到，本专利技术具有提供全新圣诞灯光和装饰的能力。当然，在本领域内的专业技术人员会认识到，采用术语“圣诞”仅仅是为了说明，因为多种多样的假日或特殊场合或装饰灯或装饰品可以用本专利技术的技术方案来著作。为了全面了解本专利技术的性质和目的，下面结合附图对本专利技术的细节进行说明。附图中附图说明图1示出一种装饰品，它已经涂有一层衍射全息光学元件(HOE)，而该涂层十分象“栅”；图2示出一种发光灯泡，它非常象一棵圣诞树，其球形部分承载全息衍射光镜；图3是一种发光灯泡的俯视图，该灯泡象图2所示灯泡，并应用反光带；图4示出另一发光灯泡变型，其中一反光带应用在所述灯泡的顶部；图5示出一种透明装饰品，它有一由一全息图产生的全息图像。该全息图采用雕刻技术放置在所述灯泡的外侧或借助成像技术形成在灯泡内侧；图6示出一颗星星，它通常系在圣诞树的顶上。该星星的前表面承载衍射HOE，该HOE与双面磁线圈和间隔的使星星运动的磁铁设置在一起，因此星星的色彩发生变换；图7为图6所示星星的侧视图，示出所示HOE和配属的磁驱动组件；图8示出另一树顶星星，它承载一列用于显示信息的衍射HOE像素；图9为有别于图7所示的另一种HOE和配属的磁驱动组件；图10是一种彩虹纤维光管，其中一个衍射光栅雕刻在用于传输如彩虹般的色彩的发光管上；图11是图10所示彩虹光纤维管的另一结构，其中所述光栅与用于在挤压过程中形成所述光栅的模子组合在一起。尽管全息图和全息技术已经应用在众多领域中，然而将全息技术与诸如应用在圣诞树上的灯或装饰品相融合尚未在现有技术中见到。′022专利中的主动衍射HOE可以构造成以其运动来改变色彩。随着这一专利技术的出现，有各种设计灯和装饰品的可能性。在被动模式下，采用衍射HOE可以有利地使简单假日装饰品焕发新春。这样，用最简单的术语讲，本专利技术包含将衍射HOE(如图1中HOE10)涂敷到一种装饰品(如图1中的装饰品12)上。装饰品12有一个套圈14，挂在用于将装饰品12挂到例如圣诞树上的挂钩(未示出)上。衍射HOE10可以想象成“栅”，因为其尺寸例如约为0.1至10mm，也因为它们根据所述衍射光栅的间隙将光束衍射成明亮的色彩，而它们的全息光学元件就是由衍射光栅配备的。至少一部分装饰品12被涂有HOE10，以便例如拼出文字或成像。另一做法是，装饰品1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲面元件，它至少有一部分被覆盖一种衍射光栅，这种衍射光栅衍射光线，将色彩发射到观察者。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗逊E奥得纳，唐纳德L卡伦，
申请(专利权)人：拉科奥夫显示器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]