專利名稱：幻影器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及利用光學(xué)成像原理形成幻影的裝置。
本實(shí)用新型采用如下的解決方案整個裝置由光學(xué)成像單元、實(shí)像單元、燈光單元三大部分組成，光學(xué)成像單元包括兩個曲面反射鏡，其焦距大于30毫米，其對稱軸線處均開有通孔，通孔的直徑大于30毫米，兩者反射面相對、共軸、通過夾持件和緊固件固定在一起，然后安裝在定位架上；實(shí)像單元固定于其中一個反射鏡的通孔處、使實(shí)像位于另一個反射鏡的焦點(diǎn)；燈光單元包括發(fā)光體、燈架和控制器，發(fā)光體置于反射鏡及實(shí)像外側(cè)、通過燈架定位、并通過控制器與電源相連。
在上述結(jié)構(gòu)中，實(shí)像單元為循環(huán)噴水單元，包括噴頭、壓套、水管、水泵和水箱，噴頭通過壓套固定于下反射鏡的通孔處、使其噴泉位于上反射鏡的焦點(diǎn)，噴頭上有噴嘴、集水槽及相應(yīng)的水流通道，水流通道通過水管與水箱相通，水泵安裝于進(jìn)水管上。
或者，在上述結(jié)構(gòu)中，實(shí)像單元為風(fēng)車單元，包括風(fēng)車轉(zhuǎn)頁、傳動和減速裝置、聯(lián)軸器、電機(jī)，使其風(fēng)車轉(zhuǎn)頁位于上反射鏡的焦點(diǎn)，風(fēng)車轉(zhuǎn)頁與傳動和減速裝置連接，然后再通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸相聯(lián)結(jié)。
或者，在上述結(jié)構(gòu)中，實(shí)像單元為火炬單元，包括噴火嘴、打火器、管道、閥門、燃料罐，使其火焰位于上反射鏡的焦點(diǎn)，噴火嘴通過管道、閥門與燃料罐連接。
根據(jù)反射鏡的光學(xué)原理(見附


圖1)，當(dāng)把實(shí)像A1B1放置在某一反射鏡(例如上反射鏡)的焦點(diǎn)附近(即景深的范圍以內(nèi))，則實(shí)像A1B1通過上反射鏡反射到下反射鏡上，然后聚焦在下反射鏡的焦點(diǎn)附近(同樣為景深的范圍以內(nèi))、產(chǎn)生虛像A2B2，給人一種幻影的感覺。只要在上、下反射鏡的對稱軸線處開出大小適當(dāng)?shù)耐资构饴凡皇茏钃?，并且使上、下反射鏡的對稱軸線同軸，就能保證幻影虛像的形成。而且，通過調(diào)整反射鏡的焦距大小，就可調(diào)整幻影虛像的懸浮距離。在本實(shí)用新型中，選取反射鏡的焦距和通孔的直徑均大于30毫米、以形成懸浮感較強(qiáng)的幻影虛像。反射鏡的曲面可以是球面或拋物面；反射鏡的對稱軸線可以為水平或豎直放置，視實(shí)像的結(jié)構(gòu)而定。實(shí)像可以做成平面或立體的結(jié)構(gòu)，或者如噴泉、風(fēng)車、火炬等具有強(qiáng)烈動感的結(jié)構(gòu)，因而其幻影虛像亦產(chǎn)生與實(shí)像同樣的效果(如強(qiáng)烈的動感)；當(dāng)實(shí)像具有優(yōu)美的造型及艷麗的色彩時(shí)，其幻影虛像亦呈現(xiàn)出同樣美麗的效果。
本實(shí)用新型根據(jù)光學(xué)原理制作出可讓人通過雙眼直接看到的、懸浮在空中的動感影像，看得見摸不著，真是奇妙無比。它可以根據(jù)實(shí)際需求制成科普或游藝器具，也可制成工藝品、玩具，以及用于休閑、旅游、商業(yè)、家居場所的裝飾和廣告宣傳等。
附圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖(以噴泉為例)。
附圖3為噴泉的噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4為風(fēng)車單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5為火炬單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型主要由光學(xué)成像單元、實(shí)像單元、燈光單元三大部分組成。附圖2所示即實(shí)像單元為循環(huán)噴水單元的一個實(shí)施例。其中光學(xué)成像單元有上反射鏡1、下反射鏡2、上夾持件3、下夾持件5、緊固件4、定位架6等；循環(huán)噴水單元有噴頭7、壓套11、進(jìn)出水管12及13、水泵15、水箱16等；燈光單元有燈架8、發(fā)光體9、控制器10等。首先把開有通孔的上、下反射鏡用緊固件(如連接螺栓)與上、下夾持件一起組裝好(注意保證兩鏡及孔同軸，但可以焦距不同，例如下反射鏡的焦距較大、使幻影虛像的懸浮距離較大)，然后整體安裝在定位架上。接著組裝循環(huán)噴水單元，第一步把壓套與下夾持件用螺絲聯(lián)結(jié)，使壓套位于下反射鏡的通孔處、反射鏡外側(cè)(即上、下反射鏡所包圍的空腔之外側(cè))并保證其軸心與反射鏡、通孔同軸；第二步把噴頭固定在壓套孔內(nèi)、噴頭與壓套之間密封，安裝時(shí)注意調(diào)節(jié)噴頭的上下位置、使形成的噴泉位于上反射鏡的焦點(diǎn)附近(即焦點(diǎn)處景深的范圍內(nèi))，以確保噴泉的虛像清晰可見；隨后安裝水管、水泵、水箱等，進(jìn)、出水管的一端分別與通向噴嘴17和集水槽18的水流通道19相連，另一端與水箱相連，水泵安裝在進(jìn)水管上，噴泉的高度(即水流量的大小)可直接由水泵的流量所決定、也可在進(jìn)水管上再安裝一個調(diào)節(jié)閥門14以調(diào)節(jié)水流量的大小。最后把燈光單元組裝好，使發(fā)光體通過燈架固定在壓套或定位架上、或其它合適的部件上，位于反射鏡及噴泉外側(cè)(例如噴頭內(nèi)、或噴頭外的下方或側(cè)方)，使之對噴泉進(jìn)行照射、以使實(shí)像及其幻影虛像明亮可見，控制器可安裝于定位架上便于操作(亦可采用遙控或其他自控方式)，發(fā)光體通過控制器與電源相連。
其中，反射鏡通常采用玻璃材料鍍反光膜制成(也可采用不銹鋼拋光或金屬材料鍍鉻)，焦距和通孔直徑均大于30毫米；夾持件、緊固件、定位架、噴頭、壓套、燈架、水箱等均可采用不易生銹的材料制成(如塑料、不銹鋼等)；水管采用硬管或軟管均可；水泵的形式不限，其工作壓頭的選擇應(yīng)與其安裝位置相適應(yīng)、以保證噴泉的形成；發(fā)光體可采用白色或彩色燈泡(冷、熱光源均可)；控制器可采用普通的開關(guān)結(jié)構(gòu)或其他的低壓電器結(jié)構(gòu)(如繼電器)，也可做成可自動控制或遙控的形式；電源應(yīng)與發(fā)光體的要求相適應(yīng)，如采用普通市電、或低壓直流電或低壓交流電。
當(dāng)實(shí)像單元為風(fēng)車單元時(shí)，包括風(fēng)車轉(zhuǎn)頁20、傳動和減速裝置21、聯(lián)軸器22、電機(jī)23，安裝位置同循環(huán)噴水單元相似，使其風(fēng)車轉(zhuǎn)頁位于上反射鏡的焦點(diǎn)；風(fēng)車轉(zhuǎn)頁與傳動和減速裝置相連接，然后再通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸相聯(lián)結(jié)。風(fēng)車轉(zhuǎn)頁可以做成各種美觀的形式、或者替換成其它的旋轉(zhuǎn)物體；傳動和減速裝置可以用齒輪箱、萬向軸節(jié)或軟軸等結(jié)構(gòu)；聯(lián)軸器采用剛性或彈性的均可。另外，還可在控制器中增加相應(yīng)的電路、通過控制器對電機(jī)的轉(zhuǎn)動進(jìn)行控制(如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、間隙轉(zhuǎn)動等)。
當(dāng)實(shí)像單元為火炬單元時(shí)，包括噴火嘴24、打火器25、管道26、閥門27、燃料罐28，安裝位置同循環(huán)噴水單元相似，使其火焰位于上反射鏡的焦點(diǎn)；噴火嘴通過管道、閥門與燃料罐連接。燃料可以是可燃性液體(或氣體)；打火器可以采用脈沖或電子點(diǎn)火；閥門可采用手動或電動(如電磁或電液)式；也可以通過控制器來控制閥門的打開和打火器的點(diǎn)火。
在實(shí)施例中，反射鏡采用球面反射鏡，用玻璃材料鍍反光膜制成，其焦距為100毫米，口徑為400毫米，曲率半徑為250毫米，通孔直徑為80毫米，發(fā)光體采用手電筒燈泡，置于噴頭外、透過噴頭對其噴泉進(jìn)行照射，控制器采用普通兩位開關(guān)結(jié)構(gòu)，電源采用普通市電變壓到3V直流電供電。對于噴泉單元，噴頭采用透明的有機(jī)玻璃制成，夾持件、緊固件、定位架、壓套、燈架、水箱等均采用塑料制成，水管采用橡膠軟管，水泵為AP1500型、交流220V供電，流量為1100升/小時(shí)，壓頭為1.6米。對于風(fēng)車單元，風(fēng)車轉(zhuǎn)頁的直徑為50毫米，傳動和減速裝置的速比為5，聯(lián)軸器為剛性聯(lián)軸器、電機(jī)采用通用的交流電機(jī)；整個裝置可以水平放置。對于火炬單元，燃料為液化氣，噴火嘴采用與之相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，打火器為脈沖式，閥門為電磁式。
權(quán)利要求1.一種幻影器，含有實(shí)像及其虛象成像部件，其特征在于整個裝置由光學(xué)成像單元、實(shí)像單元、燈光單元三大部分組成，光學(xué)成像單元包括兩個曲面反射鏡(1、2)，其焦距大于30毫米，其對稱軸線處均開有通孔，通孔的直徑大于30毫米，兩者反射面相對、共軸、通過夾持件(3、5)和緊固件(4)固定在一起，然后安裝在定位架(6)上；實(shí)像單元固定于其中一個反射鏡的通孔處、使實(shí)像位于另一個反射鏡的焦點(diǎn)；燈光單元包括發(fā)光體(9)、燈架(8)和控制器(10)，發(fā)光體置于反射鏡及實(shí)像外側(cè)、通過燈架定位、并通過控制器與電源相連。
2.如權(quán)利要求1所述的幻影器，其特征在于實(shí)像單元為循環(huán)噴水單元，包括噴頭(7)、壓套(11)、水管(12、13)、水泵(15)和水箱(16)，噴頭通過壓套固定于下反射鏡的通孔處、使其噴泉位于上反射鏡的焦點(diǎn)，噴頭上有噴嘴(17)、集水槽(18)及相應(yīng)的水流通道(19)，水流通道通過水管與水箱相通，水泵安裝于進(jìn)水管上。
3.如權(quán)利要求1所述的幻影器，其特征在于實(shí)像單元為風(fēng)車單元，包括風(fēng)車轉(zhuǎn)頁(20)、傳動和減速裝置(21)、聯(lián)軸器(22)、電機(jī)(23)，使其風(fēng)車轉(zhuǎn)頁位于上反射鏡的焦點(diǎn)，風(fēng)車轉(zhuǎn)頁與傳動和減速裝置連接，然后再通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸相聯(lián)結(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的幻影器，其特征在于實(shí)像單元為火炬單元，包括噴火嘴(24)、打火器(25)、管道(26)、閥門(27)、燃料罐(28)，使其火焰位于上反射鏡的焦點(diǎn)，噴火嘴通過管道、閥門與燃料罐連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種幻影器,涉及利用光學(xué)成像原理形成幻影的裝置。整個裝置由光學(xué)成像單元、實(shí)像單元、燈光單元三大部分組成,光學(xué)成像單元包括兩個曲面反射鏡(1、2),實(shí)像單元固定于其中一個反射鏡的通孔處、使實(shí)像位于另一個反射鏡的焦點(diǎn),燈光單元對實(shí)像進(jìn)行照明;實(shí)像單元可以是循環(huán)噴水、風(fēng)車或火炬單元等。本實(shí)用新型根據(jù)光學(xué)原理將實(shí)像投影成可讓人直接看到的、懸浮在空中的幻影虛像。幻影虛像與實(shí)像之間的懸浮距離大,并可以做成噴泉、風(fēng)車、火炬等具有強(qiáng)烈動感的立體結(jié)構(gòu)。它可以根據(jù)實(shí)際需求制成科普或游藝器具,也可制成工藝品、玩具,以及用于休閑、旅游、商業(yè)、家居場所的裝飾和廣告宣傳等。
文檔編號G02B27/22GK2499861SQ01262598
公開日2002年7月10日 申請日期2001年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
發(fā)明者王建平, 孔凡讓, 李曉峰, 劉志剛, 劉維來, 龍潛, 張平, 馮志華 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)