CN105023492B - 真彩色全息成像实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真彩色全息成像实验设备，包括导轨、反射装置、全息光栅板、固定圆盘以及电机，其中，导轨上固定有多个反射装置，反射装置包括固定于导轨上的夹持边框以及安装于该夹持边框上的平面镜，多个反射装置的平面镜与导轨轴线之间的夹角相等，全息光栅板通过固定圆盘固定于导轨上，全息光栅板与反射装置的数量相等，导轨远离反射装置的一端与电机连接。本发明提出的真彩色全息成像实验设备，实现了显示真彩的全息物像，同时，本真彩色全息成像实验设备还具有结构简单、容易实现以及成本低的优点。

Description

真彩色全息成像实验设备

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，尤其涉及一种真彩色全息成像实验设备。

背景技术

近年来，随着人们对视觉感受要求的不断提高，3D成像技术已经迅猛地发展起来，其中以全息3D成像技术最为引人注目。全息技术是一种真3D成像技术，它采用光的干涉原理来记录物像，包括物光的强度，相位等几乎全部信息，再通过光的衍射原理，完整地还原出物光。作为一种新起的成像技术，全息技术有着广阔的应用前景，因为它不同于一般的成像技术，它能给人带来一种虚幻的现实感，它能仅借助空气，在空中呈现出物体的360°的3D像，使人很难区分出它与真实物体的区别，且人可以随意穿梭于图像之中。这项技术被广泛地应用于近代的科学研究与工业生产中，特别在计量测试，生物医学，艺术表演，商业宣传，安全保护系统等方面有着非常独特的优势；例如3D地图，产品展示，舞台布景等。

随着社会的需要，学校也开放了全息成像实验，而目前的全息实验装置都停滞于单色全息记录物像，虽然社会上投入商业使用的彩色全息技术已经比较成熟了，但是存在着结构复杂以及成本高的缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种真彩色全息成像实验设备，旨在降低其成本并简化其结构。

为实现上述目的，本发明提供一种真彩色全息成像实验设备，其特征在于，包括导轨、反射装置、全息光栅板、固定圆盘以及电机，其中，

所述导轨上固定有多个所述反射装置，所述反射装置包括固定于所述导轨上的夹持边框以及安装于该夹持边框上的平面镜，多个所述反射装置的平面镜与导轨轴线之间的夹角相等，所述全息光栅板通过固定圆盘固定于所述导轨上，所述全息光栅板与反射装置的数量相等，所述导轨远离所述反射装置的一端与电机连接，所述全息光栅板位于电机和反射装置之间，所述电机工作时其转轴带动所述导轨转动进而带动所述平面镜和全息光栅板旋转。

优选地，多个所述反射装置的平面镜在所述导轨的圆周方向均匀分布。

优选地，多个所述反射装置在所述导轨的长度方向依次分布，每相邻两所述反射装置之间的间距相等。

优选地，所述夹持边框与所述平面镜为可拆卸连接。

优选地，所述固定圆盘包括外圆环以及容纳于所述外圆环的中心孔的内圆环，其中，所述外圆环上开设有多个安装槽，所述全息光栅板容纳于所述安装槽内，所述内圆环的轴向设有多个螺纹孔，紧固件穿过所述内圆环轴向的螺纹孔将其固定于所述外圆环上以将所述全息光栅板固定，所述内圆环套设于所述导轨上且通过紧固件见其固定于导轨上。

优选地，所述内圆环的径向上设有多个螺纹孔，紧固件穿过所述内圆环径向的螺纹孔将所述内圆环与所述外圆环固定。

优选地，所述外圆环上还开设有多个用于减轻其重量的通孔。

优选地，多个所述平面镜在所述导轨轴线方向的投影与多个所述全息光栅板重合。

优选地，所述导轨上开设有多个凹槽，所述夹持边框通过紧固件固定于所述凹槽上。

优选地，所述真彩色全息成像实验设备还包括与所述电机连接用于控制其转轴转速的控速装置。

本发明提出的真彩色全息成像实验设备，通过反射镜对发生的激光进行反射，再入射到对应的全息光栅板上，最后在导轨后方设置的光屏上显示，从而实现了显示真彩的全息物像，同时，本真彩色全息成像实验设备还具有结构简单、容易实现以及成本低的优点。

附图说明

图1为本发明真彩色全息成像实验设备优选实施例的结构示意图；

图2为本发明真彩色全息成像实验设备中反射装置的结构示意图；

图3为本发明真彩色全息成像实验设备中安装有全息光栅板的固定圆盘的结构示意图；

图4为本发明真彩色全息成像实验设备中导轨的结构示意图；

图5为本发明真彩色全息成像实验设备中外圆环的结构示意图；

图6为图5所示的外圆环的局部剖视结构示意图。

图中，10-导轨，101-凹槽，102-安装孔，20-反射装置，201-夹持边框，2011-底部框架，2012-活动臂，202-平面镜，30-全息光栅板，40-固定圆盘，41-外圆环，411-安装槽，412-通孔，413-中心孔，42-内圆环，50-长锁紧螺钉。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1至图3，本优选实施例中，一种真彩色全息成像实验设备，包括导轨10、反射装置20、全息光栅板30、固定圆盘40以及电机，其中，

导轨10上固定有多个反射装置20（本实施例中，采用三原色原理故反射装置20设置有三个），反射装置20包括固定于导轨10上的夹持边框201以及安装于该夹持边框201上的平面镜202，多个反射装置20的平面镜202与导轨10轴线之间的夹角相等（本实施例中，夹角为45°），全息光栅板30通过固定圆盘40固定于导轨10上，全息光栅板30与反射装置20的数量相等，导轨10远离反射装置20的一端与电机连接（通过安装孔102与传动装置连接），全息光栅板30位于电机和反射装置20之间，电机工作时其转轴带动导轨10转动进而带动平面镜202和全息光栅板30旋转。

进一步地，多个反射装置20的平面镜202在导轨10的圆周方向均匀分布。导轨10具体为圆柱体。具体地，本实施例中，多个反射装置20在导轨10的长度方向依次分布，每相邻两反射装置20之间的间距相等（本实施例中为12cm）。

具体地，参照图4，导轨10上开设有多个凹槽101，夹持边框201通过紧固件（沉头螺钉）固定于凹槽101上。进一步地，参照图2和图4，夹持边框201与平面镜202为可拆卸连接，从而方便安装与拆卸平面镜202。

夹持边框201包括底部框架2011以及与该底部框架2011转动连接的活动臂2012，活动臂2012通过螺钉固定于底部框架2011上。平面镜202安装于底部框架2011中的卡槽内，通过活动臂2012将平面镜202锁紧于底部框架2011的卡槽中。底部框架2011上设有螺纹孔，凹槽101上对应设有螺纹孔，螺钉依次穿过底部框架2011和凹槽101上螺纹孔将底部框架2011固定于导轨10上。

具体地，结合参照图3、图5和图6，固定圆盘40包括外圆环41以及容纳于外圆环41的中心孔413的内圆环42，其中，外圆环41上开设有多个安装槽411，全息光栅板30容纳于安装槽411内，内圆环42的轴向设有多个螺纹孔，紧固件穿过内圆环42轴向的螺纹孔将其固定于外圆环41上以将全息光栅板30固定，内圆环42套设于导轨10上且通过紧固件将其固定于导轨10上。

进一步地，参照图3，内圆环42的径向上设有多个螺纹孔（本实施例中设置有三个），紧固件穿过内圆环42径向的螺纹孔将内圆环42与外圆环41固定。在导轨10高速转动时，内圆环42和外圆环41的圆周方向可能发生相对移动，本实施例中，通过在径向将内圆环42和外圆环41固定，从而避免了因内圆环42和外圆环41在圆周方向发生相对移动而导致全息光栅板30无法与平面镜202同步旋转的情况。

进一步地，外圆环41上还开设有多个用于减轻其重量的通孔412。多个平面镜202在导轨10轴线方向的投影与多个全息光栅板30重合。

进一步地，本真彩色全息成像实验设备还包括与电机连接用于控制其转轴转速的控速装置。

本真彩色全息成像实验设备的组装过程如下：首先，将反射镜夹持边框201通过沉头螺钉固定在导轨10的凹槽101中，再将三块反射镜分别装入三个夹持边框201中，用螺钉锁紧夹持边框201的活动臂2012；其次，将三块拍摄好的全息光栅板30放进外圆环41的三个安装槽411中，再将外圆环41的中心孔413内放入内圆环42，将全息光栅板30卡在安装槽411中，用平行于内圆环42轴向的三个螺钉以及垂直于内圆环42轴向的三个螺钉将内圆环42和外圆环41固定在一起；然后，将固定圆盘40套入导轨10外，通过长锁紧螺钉50，穿通内圆环42上的螺纹孔和导轨10上的螺孔，将固定圆盘40和导轨10固定在一起；最后，将连接有控速装置的电机插入导轨10的安装孔102并将其锁紧。

本真彩色全息成像实验设备的工作过程如下：将红、绿、蓝三台激光器摆在导轨10一侧，使出射光线分别垂直入射于每块反射镜的中心。开启控速装置，导轨10开始带动整个系统旋转，当每块反射镜旋转到导轨10的正上方时，将相应的激光反射，并沿着导轨10入射到对应的全息光栅板30上，红色激光对应红色记录的全息光栅板30，以此类推。因为三块全息光栅板30记录了物体同一个角度和位置的像，所以在导轨10旋转速度不快时，在固定圆盘40后面可用光屏接收到变换颜色的物体的全息实像。当加快导轨10的旋转速度时，三个不同颜色的物像就会“叠加”在一起，实现了真彩的全息物像，即得到的实像还原了物体具有的所有的颜色信息。

本发明提出的真彩色全息成像实验设备，通过反射镜对发生的激光进行反射，再入射到对应的全息光栅板30上，最后在导轨10后方设置的光屏上显示，从而实现了显示真彩的全息物像，同时，本真彩色全息成像实验设备还具有结构简单、容易实现以及成本低的优点。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种真彩色全息成像实验设备，其特征在于，包括导轨、反射装置、全息光栅板、固定圆盘以及电机，其中，

所述导轨上固定有多个所述反射装置，所述反射装置包括固定于所述导轨上的夹持边框以及安装于该夹持边框上的平面镜，多个所述反射装置的平面镜与导轨轴线之间的夹角相等，所述全息光栅板通过固定圆盘固定于所述导轨上，所述全息光栅板与反射装置的数量相等，所述导轨远离所述反射装置的一端与电机连接，所述全息光栅板位于电机和反射装置之间，所述电机工作时其转轴带动所述导轨转动进而带动所述平面镜和全息光栅板旋转；所述固定圆盘包括外圆环以及容纳于所述外圆环的中心孔的内圆环，其中，所述外圆环上开设有多个安装槽，所述全息光栅板容纳于所述安装槽内，所述内圆环的轴向设有多个螺纹孔，紧固件穿过所述内圆环轴向的螺纹孔将其固定于所述外圆环上以将所述全息光栅板固定，所述内圆环套设于所述导轨上且通过紧固件将其固定于导轨上。

2.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，多个所述反射装置的平面镜在所述导轨的圆周方向均匀分布。

3.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，多个所述反射装置在所述导轨的长度方向依次分布，每相邻两所述反射装置之间的间距相等。

4.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，所述夹持边框与所述平面镜为可拆卸连接。

5.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，所述内圆环的径向上设有多个螺纹孔，紧固件穿过所述内圆环径向的螺纹孔将所述内圆环与所述外圆环固定。

6.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，所述外圆环上还开设有多个用于减轻其重量的通孔。

7.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，多个所述平面镜在所述导轨轴线方向的投影与多个所述全息光栅板重合。

8.如权利要求1所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，所述导轨上开设有多个凹槽，所述夹持边框通过紧固件固定于所述凹槽上。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的真彩色全息成像实验设备，其特征在于，还包括与所述电机连接用于控制其转轴转速的控速装置。