CN113995277B - 一种光学展示用光立方滤射光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学展示用光立方滤射光装置，涉及光学展示技术领域。本发明包括展示架、背景板和操作组件，展示架内固定有照明组件，展示架前侧卡接固定有背景板，背景板前侧卡接有三棱镜，背景板后侧卡接有分光镜，背景板后侧固定有第二转动电机和第三转动电机，展示架前端底侧固定有操作组件。本发明通过展示架、背景板和操作组件，解决了现有的光学展示装置难以进行电机交互，趣味性和互动性不足，达不到足够的展示效果，在使用的过程中由于长时间进行较高亮度的照射，浪费能源，降低射灯的寿命，且会造成一定的光污染，折射和滤射需要通过不同的装置进行展示，降低展览馆内空间的利用率的问题。

Description

一种光学展示用光立方滤射光装置

技术领域

本发明属于光学展示技术领域，特别是涉及一种光学展示用光立方滤射光装置。

背景技术

随着经济的发展的科学的进步，人们越来越重视科学技术的学习，为了提高青少年和成人对科学的技术和原理的了解，提升水域学习科学、了解自然的兴趣，国家往往会建设科技展览馆并设置多种展品，通过电影观看、语音讲解、人机互动等趣味的方式加深青少年对物理、化学、生物等学科的基本知识的了解，在多种多样的展品中，通常有通过三棱镜或分光镜对可见光进行折射和滤射的装置，可见光，是电磁波谱中人眼可以感知的部分，一般人的眼睛可以感知的电磁波的频率在380～750THz，波长在780～400nm之间，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七色光组成，装置通过三棱镜的转动，使游客能够观看变幻不定的七彩光图案，并从中窥探自然光的折射规律，探索滤光片的奥秘，但它在实际使用中仍存在以下弊端：

1、现有的光学展示装置在进行展示的过程中，通常是通过电子设备预设好三棱镜或分光镜的转动，使游客能够通过光线的折射看到不断变化色彩的光线，但是预设好的展品往往能够展示的光线有限，趣味性和互动性不足，游客难以长时间的停留并对自然光的折射滤射规律进行了解，达不到足够的展示效果；

2、现有的光学展示装置在进行展示的过程中，通常只能够对折射或滤射规律其中之一进行展示，当需要两个同时进行展示时，往往需要设置两个不同的装置，增大光学展示所占用的空间，降低空间的利用率。

因此，现有的光学展示用光立方滤射光装置，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学展示用光立方滤射光装置，通过展示架、背景板和操作组件，解决了现有的光学展示装置难以进行电机交互，趣味性和互动性不足，达不到足够的展示效果，在使用的过程中由于长时间进行较高亮度的照射，浪费能源，降低射灯的寿命，且会造成一定的光污染，折射和滤射需要通过不同的装置进行展示，降低展览馆内空间的利用率的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种光学展示用光立方滤射光装置，包括展示架、背景板和操作组件，所述展示架内固定有照明组件，照明组件能够对三棱镜或分光镜投射光束，同时游客能够根据需要调节光照的角度，改变所见光线的颜色，提高本发明的互动性，所述展示架前侧卡接固定有背景板，所述背景板前侧卡接有三棱镜，所述背景板后侧卡接有分光镜，所述背景板后侧固定有第二转动电机和第三转动电机，分光镜表面贴有多个滤色片，通过第三转动电机能够带动分光镜和三棱镜的翻转，使得游客既能够通过三棱镜了解自然光的折射规律，也能够通过分光镜探索滤色片的奥秘，不需要同时设置两个装置，大大提高空间的利用率，游客能够控制第二转动电机带动三棱镜和分光镜转动的速度，通过三棱镜或分光镜角度的变化，在背景板上折射或过滤不同颜色的光线，形成不断变化色彩的光线，大大提高本发明的互动性，所述展示架前端底侧固定有操作组件，操作组件内设置有智能控制模块和音响，当游客没有进行互动时，智能控制模块为自动控制模式，控制第二转动电机带动三棱镜或分光镜的转动，并降低照明组件的光照强度，降低能源消耗，节省开支，当游客开始和本发明进行互动时，智能控制模块转为手动控制模式，提高照明组件的光照强度并通过音响进行可见光原理及规律的解说，加深游客对光学知识的理解，大大提高本发明的展示效果。

进一步地，所述展示架前侧上端开设有展示槽，所述展示架内侧下端开设有固定槽，所述固定槽和展示槽贯穿连通，所述展示架前侧底端开设有通孔，通过通孔能够使操作组件的智能控制模块和展示架、背景板的电路进行连接，使游客能够和本发明之间进行电机互动。

进一步地，所述展示架的固定槽内侧固定有支撑架，所述照明组件固定于支撑架上侧中央，所述固定槽内侧位于支撑架上端固定有反光镜，所述反光镜位于照明组件两侧，通过反光镜能够避免光线向下照射，提高光照的利用效率，通过照明组件能够对背景板内展示的三棱镜或分光镜透射光束，使游客能够通过光线的反射、折射和滤射看到变化不定的七彩光图案过不断变化色彩的光线，使游客加深对自然光折射规律和滤色片滤射原理的了解。

进一步地，所述照明组件上侧贯穿卡接有射灯，所述照明组件外周面贯穿开设有散热孔，所述照明组件底端卡接有转动底座，通过射灯能够进行光线的照射，通过散热孔能够使照明组件内外通风，避免照明组件内由于过热而导致射灯的损坏，延长照明组件的使用寿命。

进一步地，所述照明组件的射灯两端焊接固定有转动杆，所述射灯通过转动杆卡接于照明组件上侧，所述照明组件的转动底座内侧固定有第一转动电机，所述照明组件卡接于第一转动电机上侧，通过第一转动电机能够带动照明组件在水平方向进行转动，照明组件内设置第四转动电机，通过第四转动电机能够带动射灯在竖直方向进行转动，对光束照射的角度进行自由的调节，大大提高本发明在电机互动时的灵活性。

进一步地，所述背景板内侧中央贯穿插接有平面镜，所述三棱镜和分光镜卡接于平面镜前后两侧，所述平面镜外周面开设有滑槽，所述第二转动电机位于平面镜一侧卡接有转动板，所述转动板卡接于滑槽内侧，所述第三转动电机位于平面镜一侧卡接有卡块，所述卡块卡接于滑槽内侧，当需要了解自然光的折射规律时，通过第三转动电机对平面镜进行翻转，使三棱镜翻转至前侧，并通过第二转动电机带动平面镜的转动使三棱镜进行转动，通过三棱镜的旋转不断的对光线进行折射和反射，将变幻不定的七彩光图案映射于背景板上，在需要探索滤色片的滤射原理时，通过第三转动电机将贴有滤色片的分光镜翻转至前侧，并通过第二转动电机带动分光镜的转动，使光线照射于贴有不同样颜色的滤色片的分光镜上，通过不同颜色的滤色片对光线的折射率进行改变，使滤射后的色光产生变化，从而形成不断变化色彩的光，本发明能够进行折射和滤射两种光学规律的展示，不需要设置两个装置进行展示，大大提高空间的利用率。

进一步地，所述背景板外周面底端贯穿开设有透光口，所述背景板插接于展示架的展示槽内侧，所述透光口贴合于展示架的固定槽上侧，通过透光口能够使照射组件将光束照射于背景板内，实现光线的折射或滤射。

进一步地，所述操作组件上侧卡接有灯光控制组件和翻转按钮，所述操作组件上侧转接有转动控制旋钮，所述操作组件前侧底端开设有音响孔，所述操作组件位于背景板下侧，操作组件内设置有智能控制模块和音响，当游客一段时间没有使用操作组件时，智能控制模块切换为自动控制模式，控制第三转动电机带动三棱镜或分光镜缓慢转动，并降低照明组件的光照强度，降低能源消耗，节省开支，操作组件表面设置有启动按钮，游客通过按动启动按钮能够使智能控制模块切换为手动控制模式，自动提高照明组件的光照强度并通过音响进行可见光原理及规律的解说，加深游客对光学知识的理解，游客能够通过灯光控制组件对灯光的强弱、角度进行调节，通过翻转按钮控制第三转动电机对三棱镜和分光镜进行翻转，通过转动控制旋钮对三棱镜和分光镜的转动速度进行调节，进行高度的电机互动，大大提高本发明互动性和趣味性，提高展示效率。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置展示架、背景板和操作组件，解决了现有的光学展示装置在进行展示的过程中，通常是通过电子设备预设好三棱镜或分光镜的转动，使游客能够通过光线的折射看到不断变化色彩的光线，但是预设好的展品往往能够展示的光线有限，趣味性和互动性不足，游客难以长时间的停留并对自然光的折射滤射规律进行了解，达不到足够的展示效果的问题，游客通过操作组件能够控制灯光的强弱和照射的角度，控制三棱镜和分光镜的转动速度，并通过操作组件内的音响能够对可见光原理及规律的解说，加深游客对光学知识的理解，大大提高本发明互动性和趣味性，提高展示效率。

2、本发明通过设置背景板和操作组件，解决了现有的光学展示装置在进行展示的过程中，通常只能够对折射或滤射规律其中之一进行展示，当需要两个同时进行展示时，往往需要设置两个不同的装置，增大光学展示所占用的空间，降低空间的利用率的问题，本发明通过按动翻转按钮能够控制第二转动电机对三棱镜和分光镜进行转动，便于游客对自然光的折射和滤射的规律进行了解，不需要同时设置两个装置进行展示，大大提高空间利用率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构效果图；

图2为本发明展示架的结构图；

图3为本发明展示架的剖视图；

图4为本发明照明组件的侧视图；

图5为本发明照明组件的结构图；

图6为本发明背景板的结构图；

图7为本发明三棱镜和分光镜的左视图；

图8为本发明三棱镜和分光镜的右视图；

图9为本发明操作组件的结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、展示架；101、展示槽；102、固定槽；103、通孔；104、照明组件；105、反光镜；106、支撑架；107、转动底座；108、射灯；109、散热孔；110、第一转动电机；111、转动杆；2、背景板；201、平面镜；202、三棱镜；203、透光口；204、分光镜；205、滑槽；206、转动板；207、第二转动电机；208、第三转动电机；209、卡块；3、操作组件；301、灯光控制组件；302、翻转按钮；303、转动控制旋钮；304、音响孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-9所示，本发明为一种光学展示用光立方滤射光装置，包括展示架1、背景板2和操作组件3，展示架1内固定有照明组件104，照明组件104能够对三棱镜202或分光镜204投射光束，同时游客能够根据需要调节光照的角度，改变所见光线的颜色，展示架1前侧卡接固定有背景板2，背景板2前侧卡接有三棱镜202，背景板2后侧卡接有分光镜204，背景板2后侧固定有第二转动电机207和第三转动电机208，分光镜204表面贴有多个滤色片，通过第三转动电机208能够带动分光镜204和三棱镜202的翻转，使得游客既能够通过三棱镜202了解自然光的折射规律，也能够通过分光镜204探索滤色片的奥秘，不需要同时设置两个装置，游客能够控制第二转动电机207带动三棱镜202和分光镜204转动的速度，通过三棱镜202或分光镜204角度的变化，在背景板2上折射或过滤不同颜色的光线，形成不断变化色彩的光线，展示架1前端底侧固定有操作组件3，操作组件3内设置有智能控制模块和音响，当游客没有进行互动时，智能控制模块切换至自动控制模式，控制第二转动电机207带动三棱镜202和分光镜204低速转动，并降低照明组件104的光照强度，降低能源消耗，当游客开始和本发明进行互动时，智能控制模块转为手动控制模式，提高照明组件104的光照强度并通过音响进行可见光原理及规律的解说，加深游客对光学知识的理解。

其中如图1-5所示，展示架1前侧上端开设有展示槽101，展示架1内侧下端开设有固定槽102，固定槽102和展示槽101贯穿连通，展示架1前侧底端开设有通孔103，展示架1的固定槽102内侧固定有支撑架106，照明组件104固定于支撑架106上侧中央，固定槽102内侧位于支撑架106上端固定有反光镜105，反光镜105位于照明组件104两侧，照明组件104上侧贯穿卡接有射灯108，照明组件104外周面贯穿开设有散热孔109，照明组件104底端卡接有转动底座107，照明组件104的射灯108两端焊接固定有转动杆111，射灯108通过转动杆111卡接于照明组件104上侧，照明组件104的转动底座107内侧固定有第一转动电机110，照明组件104卡接于第一转动电机110上侧，通过通孔103能够使操作组件3的智能控制模块和展示架1的照明组件104、背景板2的第二转动电机207和第三转动电机208的电路进行连接，使游客能够和本发明之间进行电机互动，通过照明组件104能够对背景板2内展示的三棱镜202或分光镜204透射光束，使游客能够通过光线的反射、折射和滤射看到变化不定的七彩光图案过不断变化色彩的光线，使游客加深对自然光折射规律和滤色片滤射原理的了解，通过反光镜105能够避免光线向下照射，照明组件104通过射灯108进行光线的照射，散热孔109能够使照明组件104内外通风，避免照明组件104内由于过热而导致射灯108的损坏，通过第一转动电机110能够带动照明组件104在水平方向进行转动，照明组件104内设置第四转动电机，通过第四转动电机能够带动射灯108在竖直方向进行转动，对光束照射的角度进行自由的调节，使折射和滤射出的光线变化更为多样化。

其中如图1、6、7、8所示，背景板2内侧中央贯穿插接有平面镜201，三棱镜202和分光镜204卡接于平面镜201前后两侧，平面镜201外周面开设有滑槽205，第二转动电机207位于平面镜201一侧卡接有转动板206，转动板206卡接于滑槽205内侧，第三转动电机208位于平面镜201一侧卡接有卡块209，卡块209卡接于滑槽205内侧，背景板2外周面底端贯穿开设有透光口203，背景板2插接于展示架1的展示槽101内侧，透光口203贴合于展示架1的固定槽102上侧，当需要了解自然光的折射规律时，通过第三转动电机208带动卡块209的转动，使平面镜201进行翻转，将三棱镜202翻转至前侧，通过透光口203使光线照射于三棱镜202表面，并通过第二转动电机207带动转动板206的转动，使转动板206带动平面镜201的转动，进一步带动三棱镜202进行转动，通过三棱镜202的旋转不断的对光线进行折射和反射，将变幻不定的七彩光图案映射于背景板2上，在需要探索滤色片的滤射原理时，通过第三转动电机208将贴有滤色片的分光镜204翻转至前侧，并通过第二转动电机207带动分光镜204的转动，使光线照射于贴有不同样颜色滤色片的分光镜204上，通过不同颜色的滤色片对光线的折射率进行改变，使滤射后的色光产生变化，从而形成不断变化色彩的光，本发明能够进行折射和滤射两种光学规律的展示，不需要设置两个装置进行展示。

其中如图1、9所示，操作组件3上侧卡接有灯光控制组件301和翻转按钮302，操作组件3上侧转接有转动控制旋钮303，操作组件3前侧底端开设有音响孔304，操作组件3位于背景板2下侧，操作组件3内设置有智能控制模块和音响，当游客一段时间没有使用操作组件3时，智能控制模块切换为自动控制模式，控制第三转动电机208带动三棱镜202和分光镜204缓慢转动，并降低照明组件104的光照强度，降低能源消耗，操作组件3表面设置有启动按钮，游客通过按动启动按钮能够使智能控制模块切换为手动控制模式，自动提高照明组件104的光照强度，音响通过音响孔304进行可见光原理及规律的解说，加深游客对光学知识的理解，游客能够通过灯光控制组件301对灯光的强弱、角度进行调节，通过翻转按钮302控制第三转动电机208对三棱镜202和分光镜204进行翻转，通过转动控制旋钮303对三棱镜202和分光镜204的转动速度进行调节，进行高度的电机互动。

本实施例的一个具体应用为：在本发明未进行使用或一定时间内未使用时，智能控制模块切换至自动控制模式，自动调低照明组件104的光照强度并控制第三转动电机208带动三棱镜202和贴有滤色片的分光镜204进行缓慢的转动，保持游客能够最低程度的看到光线的折射或滤射的状态，降低能耗，节省开支，当游客按动启动按钮时，智能控制模块切换至手动控制模式，并自动提高照明组件104的光照强度，音响通过音响孔304对可见光原理及规律的解说，加深游客对光学知识的理解，游客能够通过灯光控制组件301进行光照强度的调节，并能够控制第一转动电机110和第四转动电机，使射灯108在水平方向和竖直方向进行转动，改变光照的角度，散热孔109能够对照明组件104进行散热，避免射灯108长时间处于过热环境而导致损坏，延长照明组件104的使用寿命，通过翻转按钮302能够控制第三转动电机208带动卡块209的转动，使平面镜201带动三棱镜202和分光镜204进行翻转，使本发明既能够通过三棱镜202进行自然光折射规律的展示，也能够通过分光镜204对光线滤射进行展示，大大提高空间的利用率，第二转动电机207带动转动板206进行转动，并通过转动板206带动三棱镜202和分光镜204进行转动，游客通过旋转转动控制旋钮303能够控制第二转动电机207的功率，对三棱镜202和分光镜204的转动速度进行调节，通过三棱镜202的旋转不断的对光线进行折射和反射，将变幻不定的七彩光图案映射于背景板2上，进行折射规律的展示，通过照射于贴有不同样颜色的滤色片的分光镜204上，通过不同颜色的滤色片对光线的折射率进行改变，使滤射后的色光产生变化，从而形成不断变化色彩的光，进行滤射奥秘的探索，实现高度的电机互动，大大提高本发明互动性和趣味性，提高展示效率。

以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种光学展示用光立方滤射光装置，包括展示架(1)、背景板(2)和操作组件(3)，其特征在于：所述展示架(1)内固定有照明组件(104)，所述展示架(1)前侧卡接固定有背景板(2)，所述背景板(2)前侧卡接有三棱镜(202)，所述背景板(2)后侧卡接有分光镜(204)，所述背景板(2)后侧固定有第二转动电机(207)和第三转动电机(208)，所述展示架(1)前端底侧固定有操作组件(3)；

所述照明组件(104)上侧贯穿卡接有射灯(108)，所述照明组件(104)外周面贯穿开设有散热孔(109)，所述照明组件(104)底端卡接有转动底座(107)；

所述照明组件(104)的射灯(108)两端焊接固定有转动杆(111)，所述射灯(108)通过转动杆(111)卡接于照明组件(104)上侧，所述照明组件(104)的转动底座(107)内侧固定有第一转动电机(110)，所述照明组件(104)卡接于第一转动电机(110)上侧；

所述背景板(2)内侧中央贯穿插接有平面镜(201)，所述三棱镜(202)和分光镜(204)卡接于平面镜(201)前后两侧，所述平面镜(201)外周面开设有滑槽(205)，所述第二转动电机(207)位于平面镜(201)一侧卡接有转动板(206)，所述转动板(206)卡接于滑槽(205)内侧，所述第三转动电机(208)位于平面镜(201)一侧卡接有卡块(209)，所述卡块(209)卡接于滑槽(205)内侧。

2.根据权利要求1所述的一种光学展示用光立方滤射光装置，其特征在于，所述展示架(1)前侧上端开设有展示槽(101)，所述展示架(1)内侧下端开设有固定槽(102)，所述固定槽(102)和展示槽(101)贯穿连通，所述展示架(1)前侧底端开设有通孔(103)。

3.根据权利要求1所述的一种光学展示用光立方滤射光装置，其特征在于，所述展示架(1)的固定槽(102)内侧固定有支撑架(106)，所述照明组件(104)固定于支撑架(106)上侧中央，所述固定槽(102)内侧位于支撑架(106)上端固定有反光镜(105)，所述反光镜(105)位于照明组件(104)两侧。

4.根据权利要求1所述的一种光学展示用光立方滤射光装置，其特征在于，所述背景板(2)外周面底端贯穿开设有透光口(203)，所述背景板(2)插接于展示架(1)的展示槽(101)内侧，所述透光口(203)贴合于展示架(1)的固定槽(102)上侧。

5.根据权利要求1所述的一种光学展示用光立方滤射光装置，其特征在于，所述操作组件(3)上侧卡接有灯光控制组件(301)和翻转按钮(302)，所述操作组件(3)上侧转接有转动控制旋钮(303)，所述操作组件(3)前侧底端开设有音响孔(304)，所述操作组件(3)位于背景板(2)下侧。

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