專利名稱：一種小型全息計算機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光彩色計算全息技術(shù)、石墨烯全碳芯片技術(shù)、固態(tài)硬盤存儲技術(shù)、液晶顯示技術(shù)、集成電路技術(shù)、紅外攝像技術(shù)、手勢識別和手勢控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的全息投影儀幾乎全部需要透明投影膜或其他代替物，因而難以降低成本，并且會大量占用空間，同時，由于計算機性能和體積的限制，全息投影儀必須以其他電腦為基礎(chǔ)，播放固定的全息視頻或影像，因而幾乎沒有人機交互功能，其應(yīng)用和推廣都受到很大限制。本發(fā)明改進了傳統(tǒng)的全息投影設(shè)備，采用石墨烯全碳芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅芯片，體積更小，運算能力更強，可以將電腦和投影儀整合到一起，實現(xiàn)動態(tài)計算全息投影，利用計算機建模進行計算，產(chǎn)生全息圖像，并采用了與膜全息投影不同的投影方式，激光全息陣列可以直接在空中投射出計算全息圖。同時，本發(fā)明內(nèi)置可見光和紅外攝像頭，可進行手勢識別， 從而進行豐富的人機交互。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用液晶面板模擬全息膠片，使激光器陣列產(chǎn)生的復(fù)合白色激光投射到液晶面板上成全息像。與已有的膜全息投影不同，這種全息投影無需昂貴的透明投影膜，而是在空中直接投射出全息影像。本發(fā)明內(nèi)置計算芯片和可見光/紅外攝像頭，可直接與使用者交互，并且無需外部計算機支持。石墨烯全碳芯片可提供高效節(jié)能的運算支持，使全數(shù)字可交互的動態(tài)計算全息成為可能。本發(fā)明外觀呈半橢球狀(見圖1)，其上部為激光全息陣列，內(nèi)部裝有兩塊PCB和一系列散熱通風(fēng)風(fēng)扇，以防止激光器和芯片發(fā)熱引起溫度過高(見圖2)。本發(fā)明的激光全息成像單元(見圖3)主要由四部分組成液晶面板、凸透鏡、擴束鏡和復(fù)合白色激光器(包括紅綠藍三色激光二極管和半透鏡，見圖6 )。三色激光合成一束白色激光，經(jīng)擴束鏡擴束、凸透鏡會聚后投射到液晶面板上；內(nèi)置的運算芯片使用軟件建模，再利用虛擬三維模型進行運算，得到干涉圖樣，顯示在液晶面板上，使激光在液晶面板上產(chǎn)生干涉，成全息像。激光全息成像陣列由大量成像單元組成，并為方便生產(chǎn)制造進行了優(yōu)化(見圖4)。本發(fā)明設(shè)計有特殊的散熱系統(tǒng)，以及時為激光器和計算芯片散熱。散熱系統(tǒng)包括一個主PCB風(fēng)扇(帶銅質(zhì)散熱器)、一個副PCB風(fēng)扇(帶銅質(zhì)散熱器)、四個進風(fēng)口風(fēng)扇和四個出風(fēng)口風(fēng)扇，以及八個帶有濾網(wǎng)的通風(fēng)口(尺寸及位置見圖2)。本發(fā)明采用了分散式計算，在主PCB和副PCB上安裝了四套石墨烯計算芯片，以進行全息成像所需的高速運算，同時又保證了裝置的小型化和節(jié)能。本發(fā)明的攝像模組安裝在整個裝置的頂端，包括兩個紅外攝像頭和一個紅外燈，用于捕捉手勢動作，并將數(shù)據(jù)即時傳送至計算芯片處理，計算芯片識別后發(fā)出指令，使圖形芯片對全息圖進行即時的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)即時的手勢控制(見圖5)，并可由此增加更多擴展功能，比如全息視頻交互、全息游戲等。


圖I為外觀簡圖，包括斜~■測，王視圖和俯視圖。
圖2為結(jié)構(gòu)簡圖，其中字母表示
M-激光成像陣列(帶透明保護殼)；
Fs-副散熱扇；
PCBs-副 PCB 區(qū)；
Fp-主散熱扇；
PCBp-主 PCB 區(qū)；·
I-進風(fēng)口風(fēng)扇(共四個)；
O-出風(fēng)口風(fēng)扇(共四個)。
圖3為激光彩色全息成像原理圖(成像單元)。
圖4為激光成像陣列結(jié)構(gòu)圖。
圖5為控制流程圖。
圖6為復(fù)合白色激光器原理圖。
權(quán)利要求
1.一種小型全息計算機，其特征在于將全息投影儀和計算機結(jié)合在一起，使投影儀擺脫不能自主運算的限制，實現(xiàn)全息投影的人機交互，從而豐富用戶體驗。
2.根據(jù)權(quán)利要求項I所述的小型全息計算機，其特征在于使用與普通膜全息投影不同的全息成像原理，裝有激光成像陣列，從而無需投影膜，直接在空中投射出計算全息影像。
3.根據(jù)權(quán)利要求項2所述的小型全息計算機，其特征在于使用了比傳統(tǒng)硅芯片運算能力更強、體積更小的石墨烯全碳芯片，實現(xiàn)動態(tài)計算全息投影，利用計算機建模進行計算，產(chǎn)生全息圖像，無需事先存儲所有需要的全息影像。
4.根據(jù)權(quán)利要求項2所述的激光成像陣列，其特征在于成像過程為復(fù)合白色激光器中紅綠藍三色激光二極管產(chǎn)生的激光經(jīng)半透鏡復(fù)合，產(chǎn)生白色激光，白色激光經(jīng)擴束鏡擴束、凸透鏡匯聚后投射于液晶面板上，與液晶面板上計算產(chǎn)生的干涉條紋發(fā)生干涉，從而產(chǎn)生全息像。
5.根據(jù)權(quán)利要求項4所述的激光成像陣列，其特征在于包括最外部的一塊液晶面板，用于顯示計算得到的干涉圖樣、一塊波浪狀表面的凸透鏡陣列，用于匯聚光線、一塊多孔不透明板，用作擴束鏡陣列和最內(nèi)部的復(fù)合白色激光器陣列；其中復(fù)合白色激光器又包括紅綠藍三色激光二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光彩色計算全息技術(shù)、石墨烯全碳芯片技術(shù)、固態(tài)硬盤存儲技術(shù)、液晶顯示技術(shù)、集成電路技術(shù)、紅外攝像技術(shù)、手勢識別和手勢控制技術(shù)。本發(fā)明利用液晶面板模擬全息膠片，使激光器陣列產(chǎn)生的復(fù)合白色激光投射到液晶面板上成全息像。與已有的膜全息投影不同，這種全息投影無需昂貴的透明投影膜，而是在空中直接投射出全息影像。本發(fā)明內(nèi)置計算芯片和可見光/紅外攝像頭，可直接與使用者交互，并且無需外部計算機支持。石墨烯全碳芯片可提供高效節(jié)能的運算支持，使全數(shù)字可交互的計算全息成為可能。本發(fā)明外觀呈半橢球狀，其上部為激光全息陣列，內(nèi)部裝有兩塊PCB和一系列散熱通風(fēng)風(fēng)扇，以防止激光器和芯片發(fā)熱引起溫度過高(見附圖)。
文檔編號G03B29/00GK102902306SQ201210028628
公開日2013年1月30日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者王淩宇 申請人:王淩宇