CN211604496U - 一种三维成像科普教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维成像科普教具，包括机架，机架内转动安装有第一收卷辊、第一导向辊、第二导向辊和第二收卷辊，机架内水平固定有托板，托板上端面与第一导向辊、第二导向辊的下端面处于同一水平面，机架内设有卷带和光栅，卷带一端固定并可缠绕设置在第一收卷辊上，卷带另一端依次绕过第一导向辊、第二导向辊后固定并可缠绕设置在第二收卷辊上，卷带上粘贴有若干抽样图片，光栅可升降设置在托板上方，光栅下降将托板上方的抽样图片压紧在托板上形成光栅立体图。本实用新型通过采用光栅技术，将构成光栅立体画的光栅和抽样图片两部分分开，通过使光栅和抽样图片的相对移动，使参观者可以更直观地了解到光栅技术的三维成像的原理。

Description

一种三维成像科普教具

技术领域

本实用新型涉及科普教具领域，特别是一种三维成像科普教具。

背景技术

自古以来，人们就一直存在对三维成像技术的追求。15世纪初的欧洲的文艺复兴时期，意大利建筑师Bruneselleschi对“绘画透视”进行了首次论证。达芬奇（Leonardo daVinci）也曾在他的著作“Trattato della Pittura”中引用了“透视框”的概念作为他研究远景透视的依据。如艺术家需要将一张画纸夹在玻璃板上，再通过一个目镜观察画纸上场景的投影画面，然后在画纸上描绘下场景的轮廓，就可以得到一幅具有真实透视的草图。

绘画透视和雕塑艺术研究和实践表明：只有给两只眼睛分别提供相对独立的图像，在恢复了双眼视差的情况下，才可能获得真实的立体视觉。

人类的双眼是横向并排，之间大约有6～7厘米的间隔，因此左眼所看到的影像与右眼所看到的影像会有些微的差异，这个差异被称为“视差”，大脑会解读双眼的视差并藉以判断物体远近与产生立体视觉。这意味着假如你看着一个物体，两只眼睛是从左右两个视点分别观看的。左眼将看到物体的左侧，而右眼则会看到物体的中间或右侧。当两眼看到的物体在视网膜上成像时，左右两面的印象合起来，就会得到最后的立体感觉，而这种获得立体感的效应就是“视觉位移”。

现有的三维成像的科普装置大多是通过展示两张有视差的图片，要求观众裸眼观察这两个图片，眼球视点控制在一定位置，才能在脑中合成一副立体图，许多观众无法体会立体成像的科普原理，效果不好。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种三维成像科普教具。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种三维成像科普教具，包括机架，所述机架内转动安装有第一收卷辊、第一导向辊、第二导向辊和第二收卷辊，所述机架内水平固定有托板，所述托板上端面与第一导向辊、第二导向辊的下端面处于同一水平面，所述机架内设有卷带和光栅，所述卷带一端固定并可缠绕设置在第一收卷辊上，所述卷带另一端依次绕过第一导向辊、第二导向辊后固定并可缠绕设置在第二收卷辊上，所述卷带上粘贴有若干抽样图片，所述光栅可升降设置在托板上方，光栅下降将托板上方的抽样图片压紧在托板上形成光栅立体图。

优选的，所述机架由底板、前端板和后背板构成，所述前端板和后背板竖直固定在底板上。

优选的，所述前端板上且位于托板上方开有观察口。

优选的，所述第一收卷辊一端伸出前端板且安装有第一手轮，所述第二收卷辊一端伸出前端板且安装有第二手轮。

优选的，所述光栅两端固定有固定板，两个固定板背向所述观察口的一端通过连接板固定连接，所述连接板上固定有矩形杆，所述矩形杆上由上至下上依次套装有固定套、第一压簧、梯形块和矩形限位套，所述梯形块与矩形杆固定连接，所述第一压簧两端分别与固定套和梯形块抵接，所述固定套和矩形限位套与后背板固定连接。

优选的，所述后背板上固定有套筒，所述套筒内设有第二压簧和滑块，所述滑块滑动卡装在套筒内，所述第二压簧两端分别与套筒内壁和滑块抵接，所述滑块另一端固定有限位杆，所述限位杆一端伸向矩形杆且具有与梯形块配合的斜面，所述梯形块的斜面朝向限位杆；当所述光栅将托板上方的抽样图片压紧在托板上形成光栅立体图时，所述限位杆与梯形块卡接。

优选的，所述梯形块上固定有朝向前端板的第一拨杆。

优选的，所述限位杆上固定有朝向前端板的第二拨杆。

优选的，所述光栅为柱镜光栅。

优选的，所述光栅为亚克力光栅板。

本实用新型的有益效果：通过采用光栅技术，将构成光栅立体画的光栅和抽样图片两部分分开，抽样图片是由两幅以上的视差图象按一定规则合成的特殊图象，光栅可使视差图象分离，当光栅与抽样图片贴合时，二者装配形成一幅立体画，人们在观察这种图片时，可以在一个平面内可直接看到一幅三维立体图,画中事物既可以凸出于画面之外,也可以深藏其中，活灵活现，栩栩如生,给人们以很强的视觉冲击力，当光栅与抽样图片分离时，可移动卷带，将下一抽样图片移动至光栅下方，观察下一光栅立体画，使参观者可以更直观地了解到光栅技术的三维成像的原理。

附图说明

图1是本实用新型一种三维成像科普教具的结构示意图；

图2是本实用新型一种三维成像科普教具的正视图；

图3是本实用新型一种三维成像科普教具的俯视图；

图4是本实用新型一种三维成像科普教具的截面图；

图5是本实用新型一种三维成像科普教具的侧视图；

图6是本实用新型一种三维成像科普教具在光栅未压紧抽样图片时的局部示意图（此时限位杆与梯形块卡接）；

图7是本实用新型一种三维成像科普教具在光栅压紧抽样图片时的局部示意图（此时限位杆与梯形块分离）；

图中，1、机架；2、第一收卷辊；3、第一导向辊；4、第二导向辊；5、第二收卷辊；6、托板；7、卷带；8、光栅；9、抽样图片；10、底板；11、前端板；12、后背板；13、观察口；14、第一手轮；15、第二手轮；16、固定板；17、连接板；18、矩形杆；19、固定套；20、第一压簧；21、梯形块；22、矩形限位套；23、套筒；24、第二压簧；25、滑块；26、限位杆；27、第一拨杆；28、第二拨杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-7所示：一种三维成像科普教具，包括机架1，机架1内转动安装有第一收卷辊2、第一导向辊3、第二导向辊4和第二收卷辊5，机架1内水平固定有托板6，托板6上端面与第一导向辊3、第二导向辊4的下端面处于同一水平面，机架1内设有卷带7和光栅8，卷带7一端固定并可缠绕设置在第一收卷辊2上，卷带7另一端依次绕过第一导向辊3、第二导向辊4后固定并可缠绕设置在第二收卷辊5上，卷带7上粘贴有若干抽样图片9，光栅8可升降设置在托板6上方，光栅8下降将托板6上方的抽样图片9压紧在托板6上形成光栅立体图；抽样图片9为图3中虚线所示，光栅8遮挡抽样图片9。

通过转动第一收卷辊2或第二收卷辊5，使卷带7移动，托板6上端面与第一导向辊3、第二导向辊4的下端面处于同一水平面，从而使卷带7在托板6上保持水平张紧态，便于光栅8压紧抽样图片9，当卷带7上粘贴的抽样图片9移动至托板6处，控制托板6上方的光栅8下降，将抽样图片9压紧在托板6上，形成光栅立体图，人们在观察这种图片时，可以在一个平面内可直接看到一幅三维立体图,画中事物既可以凸出于画面之外,也可以深藏其中，活灵活现，栩栩如生,给人们以很强的视觉冲击力；控制光栅8上升不再压紧抽样图片9，使光栅8与抽样图片9分离时，这样可移动卷带7，将下一抽样图片9移动至光栅8下方，再次控制光栅8下降，光栅8将托板6上方的下一抽样图片9压紧在托板6上形成光栅立体图，观察下一光栅8立体画，使参观者可以更直观地了解到光栅8技术的三维成像的原理；第一收卷辊2和第二收卷辊5分别位于第一导向辊3和第二导向辊4的上方，第一收卷辊2和第二收卷辊5的位置较高，这样操作者可便于转动第一收卷辊2或第二收卷辊5，而光栅8的位置会相对较低，可以处于合适的光栅8视距，使正常站立的观察者处于最佳观看距离；抽样图片9是由两幅以上的视差图象按一定规则合成的特殊图象，光栅8可使视差图象分离，抽样图片9制作方法均为现有技术，在此不再赘述。

优选的，机架1由底板10、前端板11和后背板12构成，前端板11和后背板12竖直固定在底板10上。

前端板11和后背板12间不设侧板，可方便透光，便于观察机架1内的形成的光栅立体图。

优选的，前端板11上且位于托板6上方开有观察口13。

通过设置观察口13，便于参观者或操作者的观察或操作。

优选的，第一收卷辊2一端伸出前端板11且安装有第一手轮14，第二收卷辊5一端伸出前端板11且安装有第二手轮15。

通过转动第一手轮14，可便于转动第一收卷辊2，第一收卷辊2转动时，通过卷带7带动第二收卷辊5和第二手轮15转动；通过转动第二手轮15，可便于转动第二收卷辊5，第二收卷辊5转动时，通过卷带7带动第一收卷辊2和第一手轮14转动。

优选的，光栅8两端固定有固定板16，两个固定板16背向观察口13的一端通过连接板17固定连接，连接板17上固定有矩形杆18，矩形杆18上由上至下上依次套装有固定套19、第一压簧20、梯形块21和矩形限位套22，梯形块21与矩形杆18固定连接，第一压簧20两端分别与固定套19和梯形块21抵接，固定套19和矩形限位套22与后背板12固定连接。

当卷带7上粘贴的抽样图片9移动至托板6处，控制矩形杆18下降，在第一压簧20弹力及矩形杆18自身重力作用下，矩形杆18在固定套19、矩形限位套22内下降，通过矩形限位套22限制矩形杆18转动和横移，使其只能沿竖直方向升降，连接板17和固定板16随矩形杆18一同下降，光栅8两端的固定板16带动光栅8，使光栅8将抽样图片9压紧在托板6上，形成光栅立体图。

优选的，后背板12上固定有套筒23，套筒23内设有第二压簧24和滑块25，滑块25滑动卡装在套筒23内，第二压簧24两端分别与套筒23内壁和滑块25抵接，滑块25另一端固定有限位杆26，限位杆26一端伸向矩形杆18且具有与梯形块21配合的斜面，梯形块21的斜面朝向限位杆26；当光栅8将托板6上方的抽样图片9压紧在托板6上形成光栅立体图时，限位杆26与梯形块21卡接。

如图6-7所示，在光栅8下降压紧抽样图片9的过程中，拉动限位杆26远离梯形块21，矩形杆18向套筒23内移动，第二压簧24压缩，滑块25在套筒23内滑动，以避让梯形块21的下降轨迹，在第一压簧20弹力光栅8等的自身重力作用下，光栅8下降，梯形块21下降至限位杆26下方，随后松下限位杆26，在第二压簧24弹力作用下，第二压簧24将滑块25顶至与套筒23贴合，限位杆26回复原位并延伸至梯形块21上方；当需要更换下一光栅立体图进行演示时，提升矩形杆18，梯形块21随矩形杆18一同上升并与限位杆26的接触，具体是梯形块21的斜面与限位杆26的斜面接触，梯形块21的斜面倾斜朝上，限位杆26的斜面倾斜朝下，因此在梯形块21下降与限位杆26接触时，梯形块21会推限位杆26，第二压簧24压缩，当梯形块21提升至限位杆26上方时便不再与其接触，在第二压簧24弹力作用下，限位杆26回复原位至梯形块21下方，松下矩形杆18后，限位杆26抵住梯形块21，限制梯形块21下降，从而使光栅8保持合适位置，不压紧抽样图片9和卷带7，方便卷带7移动。

优选的，梯形块21上固定有朝向前端板11的第一拨杆27。

通过设置第一拨杆27，通过拨动第一拨杆27可便于升降矩形杆18。

优选的，限位杆26上固定有朝向前端板11的第二拨杆28。

通过设置第二拨杆28，通过拨动第二拨杆28可便于移动限位杆26

优选的，光栅8为柱镜光栅。

柱镜光栅即柱面透镜光栅，是应用最多的也是很成熟的光栅材料，柱镜光栅在室内室外不打灯都可以使用，是立体画制作最常用的主流光栅材料，抽样图片9的光栅像素与光栅线条一致。

优选的，光栅8为亚克力光栅板。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维成像科普教具，包括机架（1），其特征在于，所述机架（1）内转动安装有第一收卷辊（2）、第一导向辊（3）、第二导向辊（4）和第二收卷辊（5），所述机架（1）内水平固定有托板（6），所述托板（6）上端面与第一导向辊（3）、第二导向辊（4）的下端面处于同一水平面，所述机架（1）内设有卷带（7）和光栅（8），所述卷带（7）一端固定并可缠绕设置在第一收卷辊（2）上，所述卷带（7）另一端依次绕过第一导向辊（3）、第二导向辊（4）后固定并可缠绕设置在第二收卷辊（5）上，所述卷带（7）上粘贴有若干抽样图片（9），所述光栅（8）可升降设置在托板（6）上方，光栅（8）下降将托板（6）上方的抽样图片（9）压紧在托板（6）上形成光栅立体图。

2.根据权利要求1所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述机架（1）由底板（10）、前端板（11）和后背板（12）构成，所述前端板（11）和后背板（12）竖直固定在底板（10）上。

3.根据权利要求2所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述前端板（11）上且位于托板（6）上方开有观察口（13）。

4.根据权利要求3所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述第一收卷辊（2）一端伸出前端板（11）且安装有第一手轮（14），所述第二收卷辊（5）一端伸出前端板（11）且安装有第二手轮（15）。

5.根据权利要求4所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述光栅（8）两端固定有固定板（16），两个固定板（16）背向所述观察口（13）的一端通过连接板（17）固定连接，所述连接板（17）上固定有矩形杆（18），所述矩形杆（18）上由上至下上依次套装有固定套（19）、第一压簧（20）、梯形块（21）和矩形限位套（22），所述梯形块（21）与矩形杆（18）固定连接，所述第一压簧（20）两端分别与固定套（19）和梯形块（21）抵接，所述固定套（19）和矩形限位套（22）与后背板（12）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述后背板（12）上固定有套筒（23），所述套筒（23）内设有第二压簧（24）和滑块（25），所述滑块（25）滑动卡装在套筒（23）内，所述第二压簧（24）两端分别与套筒（23）内壁和滑块（25）抵接，所述滑块（25）另一端固定有限位杆（26），所述限位杆（26）一端伸向矩形杆（18）且具有与梯形块（21）配合的斜面，所述梯形块（21）的斜面朝向限位杆（26）；当所述光栅（8）将托板（6）上方的抽样图片（9）压紧在托板（6）上形成光栅立体图时，所述限位杆（26）与梯形块（21）卡接。

7.根据权利要求6所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述梯形块（21）上固定有朝向前端板（11）的第一拨杆（27）。

8.根据权利要求7所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述限位杆（26）上固定有朝向前端板（11）的第二拨杆（28）。

9.根据权利要求8所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述光栅（8）为柱镜光栅。

10.根据权利要求9所述的一种三维成像科普教具，其特征在于，所述光栅（8）为亚克力光栅（8）板。

Images