一种便携式全息记录、成像组件的制作方法

1.本实用新型涉及一种便携式全息记录、成像组件，属于全息投影成像设备技术领域。


背景技术：

2.全息投影能够利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，全息投影技术使得观看者无需配戴专门的眼镜，就可以看到立体的虚拟人物景象，这种全息投影技术已经被广泛应用于影视硬件领域；现有的全息成像装置多单一固定结构，体积较大且不能够拆卸、折叠以及收纳，携带十分不便，而且由于结构固定，只能适用于单一固定的使用场景，适应能力差，给使用者带来诸多麻烦。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种便携式全息记录、成像组件，能够快速拆卸组装，携带使用方便，适应性好。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种便携式全息记录、成像组件，其包括实物模型、光源模块、电源、挡光板、全息成像板、遮光罩以及支撑底板，所述电源与光源模块电连接，所述支撑底板由至少两块支撑分板活动连接而成；所述遮光罩能够对光源模块的光束进行阻隔，避免光源模块的光束照射到实物模型与全息成像板上；所述光源模块、电源、挡光板以及全息成像板均与支撑分板可拆连接，所述实物模型能够放置在支撑分板上；
6.所述全息成像组件在进行全息成像时：遮光罩能够从光源模块的照射光路上移除，所述光源模块射出的部分光束照射到实物模型上形成漫射式的物光束；所述光源模块射出的另一部分光束作为参考光束射到全息成像板上；沿着光源模块的光束的照射方向，所述挡光板设置在实物模型的后方一侧，所述挡光板与光源模块的光束照射方向呈倾斜设置。
7.进一步地，上述的便携式全息记录、成像组件还包括调光器，所述便携式全息记录、成像组件在进行全息成像时，所述调光器能够设置在参考光束照射至全息成像板的光路上。
8.进一步地，相邻的支撑分板之间能够通过扣合组件活动连接；每组扣合组件包括形状相互匹配的凸出部和凹陷部，且凸出部能够卡设在对应的凹陷部内；相邻的两个支撑分板上，其中一个设有凸出部，另一个设有对应的凹陷部。
9.进一步地，每组扣合组件中，凸出部的最大宽度大于凹陷部的最小宽度。
10.进一步地，相邻的支撑分板之间能够通过转动组件活动连接。
11.进一步地，所述支撑底板上设有电源放置区，所述电源能够被卡设在电源放置区内。
12.进一步地，所述光源模块包括红光发生器、绿光发生器以及蓝光发生器，所述红光
发生器、绿光发生器以及蓝光发生器均与所述支撑底板可拆卸连接且射出的光束均能够照射到实物模型上。
13.进一步地，还包括控制器，所述红光发生器、绿光发生器、蓝光发生器以及电源分别与控制器电连接，所述控制器能够分别控制红光发生器、绿光发生器以及蓝光发生器的开启、关闭以及曝光量。
14.进一步地，还包括通讯模块以及外部终端，所述通讯模块与控制器电连接，所述外部终端能够通过通讯模块与控制器，分别控制红光发生器、绿光发生器以及蓝光发生器的开启、关闭以及曝光量。
15.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
16.本实用新型的支撑底板由多块支撑分板活动连接而成，拆卸后能够方便地收纳携带，结构简单，组装速度快，效率高，使用更加方便；
17.本实用新型的光源模块、电源、挡光板以及全息成像板均与支撑分板可拆连接，能够方便拆卸收纳，方便根据实际需要选配组件进行组装，使用更加方便，适应性更好；
18.本实用新型的设有凸出部和凹陷部，相互扣合，能够便于组装时的快速定位，确保组装精度与稳定性，组装效率更高，效果更好；
19.本实用新型的凸出部的最大宽度大于凹陷部的最小宽度，能够确保凸出部与凹陷部扣合后的连接稳定性，限制其在连接方向上的移动，组合安装更牢靠，效果更好；
20.本实用新型设有红、绿、蓝三色光源模块且均与支撑底板可拆卸连接，能够按照需求灵活选择，单色成像时，只需拼接其中一个光源模块即可，彩色成像时，红、绿、蓝三色光源模块都拼接使用，适用范围更大，适应性更好，投影成像效果更好；
21.本实用新型设有通讯模块，能够使用外部终端对光源模块进行控制，使用更加智能方便。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的立体状态示意图一（单色光源时）；
23.图2是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的俯视结构示意图一（单色光源时）；
24.图3是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的立体状态示意图二（三色光源时）；
25.图4是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的俯视结构示意图二（三色光源时）；
26.图5是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的支撑底板的俯视状态爆炸示意图一；
27.图6是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的支撑底板的俯视状态爆炸示意图二；
28.图7是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的支撑分板的局部连接剖视结构示意图（转动组件为合页时）；
29.图8是本实用新型实施例提供的一种便携式全息记录、成像组件的电路连接控制
原理示意简图。
30.标号说明：10
‑
实物模型、20
‑
光源模块、201
‑
红光发生器、202
‑
绿光发生器、203
‑
蓝光发生器、30
‑
电源、40
‑
挡光板、50
‑
全息成像板、60
‑
遮光罩、70
‑
支撑底板、701
‑
支撑分板、702
‑
电源放置区、80
‑
调光器、90
‑
物光束、11
‑
参考光束、12
‑
扣合组件、121
‑
凸出部、122
‑
凹陷部、13
‑
转动组件、14
‑
控制器、15
‑
通讯模块、16
‑
外部终端。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，而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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.如附图1
‑
2所示的一种便携式全息记录、成像组件，其包括实物模型10、光源模块20、电源30、挡光板40、全息成像板50、遮光罩60以及支撑底板70，电源30与光源模块20电连接，支撑底板70由两块支撑分板701活动连接而成；遮光罩60能够对光源模块20的光束进行阻隔，避免光源模块20的光束照射到实物模型10与全息成像板50上；光源模块20、电源30、挡光板40以及全息成像板50均与支撑分板701可拆连接，实物模型10能够放置在支撑分板701上。
35.如附图2所示，全息成像组件在进行全息成像时：遮光罩60能够从光源模块20的照射光路上移除，光源模块20射出的部分光束照射到实物模型10上形成漫射式的物光束90；光源模块20射出的另一部分光束作为参考光束11射到全息成像板50上；沿着光源模块20的光束的照射方向，挡光板40设置在实物模型10的后方一侧，挡光板40与光源模块20的光束照射方向呈倾斜设置。
36.本技术方案全息记录和成像的基本原理介绍如下：如附图2所示光源射出的部分光束会照射到实物模型10表面上，该部分光束能够在实物模型10表面发生漫散射，形成物光束90，并反射到全息成像板50上；光源射出的另一部分光束不经过实物模型10的反射，而直射到全息成像板50上，该部分光束为参考光束11，参考光束11与物光束90为相干光束，但位相与光强不同，能够在全息成像板50处叠加产生干涉条纹，全息成像板50上的光敏材料经曝光后形成具有不同折射率分布的微纳结构，包含物光束的全部信息，从而把物体光波
上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的光强分布，从而利用干涉条纹将物体光波的全部信息完整地记录在全息成像板50上，上述过程为实物模型10的全息曝光记录过程；
37.使用与参考光束11相同的光线去照射全息成像板50，该光束可以在全息成像板50上发生衍射，而衍射光产生的光场和之前的实物模型10外表面散射的物光束相同，因此就可以重现实物模型10的立体影像，上述为全息影像的成像再现过程。
38.如附图5
‑
6所示，具体地，支撑底板70起到支撑的作用，由多块支撑分板701组成，便于拆卸、安装，拆卸后收纳方便，占用体积小，携带；支撑分板701之间的活动连接方式可按照实际的使用需求来确定，可选择可拆卸的插接、扣接或转动铰接等方式来进行；实物模型10可根据实际使用需求来选择，但其表面应能够满足光线漫反射的要求；光源模块20、电源30、挡光板40以及全息成像板50均与支撑分板701可拆连接，能够方便地快速拆卸更换不同型号以及不同数量的部件，以适应不同的使用场景需求，适用范围更好；挡光板40可选用表面为深色的材料（多为黑色），能够吸收周围杂散光，避免其照射到全息成像板50上，对全息成像造成干扰，影响成像效果；进行全息成像之前，需要先开启光源，进行预热或光波调制等操作，此时光源的光波还不太稳定，需要避免光波直接照射到实物模型10与全息成像板50上，因此在全息成像曝光前，需要将遮光罩60放置在光源光照方向的正前方，遮光罩60可为单独的不透光板，能够完全遮挡住光源的光照，待光源预热或光波调制完成后，撤下遮光罩60，光源光束即可照射到实物模型10和全息成像板50上；实际使用中，光源多采用激光光束，因为激光具有很好的相干性，能够很好地满足全息成像对光源的需求。
39.更具体地实施例，为提高成像质量，上述的便携式全息记录、成像组件还包括调光器80，如附图2、附图4所示，所述全息成像组件在进行全息成像时，所述调光器80能够设置在参考光束11照射至全息成像板50的光路上；全息成像时，参考光束和物光束的光强比要适当，这样对系统的稳定性和感光材料分辨率的要求较低。参考光束和物光束的光强比太大会造成图像对比度差、图像不稳定。在参考光束11至全息成像板50的光路上设置调光器80，通过调光器80来调节参考光束和物光束的光强比。
40.调光器80可为独立的外设组件，需要使用时再放置在支撑底板70上方对应的位置，或者与支撑底板70可拆连接，需要使用时再安装上去，需要收纳时再从支撑底板70上拆下，调光器80能够对参考光束进行调制，控制参考光束和物光束的光强比；调光器80可以是半透半反镜等光学器件
41.一种具体的实施例，如附图3
‑
6所示，相邻的支撑分板701之间能够通过扣合组件12活动连接；每组扣合组件12包括形状相互匹配的凸出部121和凹陷部122，且凸出部121能够卡设在对应的凹陷部122内；相邻的两个支撑分板701上，其中一个设有凸出部121，另一个设有对应的凹陷部122；
42.扣合组件12能够方便装配组合时，快速定位配合，提高装配时的组合精度和速度，还能够避免配合组装后的的两个支撑分板701在非装配方向上发生位移，具体使用时，扣合组件12多设置在支撑分板701的长度方向的棱边上，相邻的两个支撑分板701通过扣合组件12配合组装，此时的装配方向与长度方向垂直，扣合组件12内的凸出部121与凹陷部122配合安装完成后，相邻的两个支撑分板701只能沿着装配方向移动，其他方向不能移动，使用更加方便、安全，装配组合更加稳定；凸出部121和凹陷部122的形状可按需选择半圆形、半椭圆形、方形、三角形等，相邻的支撑分板701可以通过一组扣合组件12或多组扣合组件12
来连接，一组扣合组件12可包含一对或多对形状相互匹配的凸出部121和凹陷部122。
43.更具体地，如附图6所示，每组扣合组件12中，凸出部121的最大宽度大于凹陷部122的最小宽度；
44.满足上述条件的凸出部121与凹陷部122能够在上述的扣合组件12的基础上，进一步限制相互配合的的凸出部121和凹陷部122沿着装配方向的移动，从而能够完全限制组合装配后的支撑分板701之间在支撑平面方向上的移动；具体地，凸出部121与凹陷部122的形状可选用类似燕尾槽结构的梯形、t形、优弧形、c形等。
45.另一种具体的实施例如附图7所示，相邻的支撑分板701之间能够通过转动组件13活动连接；
46.具体使用过程中，转动组件13可选用合页，或相互配合的轴、孔等结构，实际使用中，若相邻的支撑分板701之间通过转动组件13来连接，为了确保非使用状态时，支撑底板70收纳后的体积足够小，则还应该尽量满足，转动收纳后，相邻的两个支撑分板701之间尽量贴合接触，之间形成的夹角尽量接近0
°
，以确保收纳效果，减少体积占用。
47.更具体地，支撑底板70上设有电源放置区702，电源30能够被卡设在电源放置区702内；
48.如附图2、附图4所示，电源30一般为独立组件，体积重量较大，需要在使用过程中确保放置平稳，确保使用安全性，电源放置区702可为与电源30形状相匹配的内凹区域或者由支撑底板70上表面设置的凸出的板、块等结构围城的区域，电源30的具体性能参数、接口标准等可根据实际的需求来选择。
49.如附图1
‑
2所示，上述的全息成像组件中的光源模块20可为单色光源，根据实际需求选择光源，射出所需颜色的光束，实际使用中，单色光源模块20多采用激光发生器。
50.一种实施例，如附图3
‑
4所示，光源模块20包括红光发生器201、绿光发生器202以及蓝光发生器203，红光发生器201、绿光发生器202以及蓝光发生器203均与支撑底板70可拆卸连接且射出的光束均能够照射到实物模型10上；
51.红绿蓝三色为光的三原色，利用这三种光束发生器之间相互混合（包括任意两种颜色混合和三种颜色混合）可以调制出所有颜色的光束，可以实现彩色全息成像，增加了使用范围与场景，提升了使用便捷性；实际制造使用时，三种光源发生器都可以与支撑分板701插接或扣接，可以分别连接在不同的支撑分板701上或连接在同一块支撑分板701上，三者的位置关系可为呈品字型排列，两侧的光束可分别经过第一反射镜、第二反射镜反射后，再与中间的光束混合，具体使用时，可根据具体的使用需求来选择三个光束发生器的位置、射出的光束的角度范围以及光束的具体参数。
52.更具体地，如附图3
‑
4、附图8所示，上述的便携式全息记录、成像组件还包括控制器14，红光发生器201、绿光发生器202、蓝光发生器203以及电源30分别与控制器14电连接，控制器14能够分别控制红光发生器201、绿光发生器202以及蓝光发生器203的开启、关闭以及曝光量；
53.具体使用过程中，需要电连接的各部件之间以及与电源30之间可通过外部导线连接，或者支撑分板701上对应预设有导电线路，各用电部件可设有对应的电源30触点或接口，用电部件各自安装组合至所需位置后，再将触电或接口接入电源30的线路中，即可完成电路的连接；
54.控制器14能够分别控制这三种光源发生器的开启、关闭以及曝光量，以满足实际的光照需求。
55.更具体地实施例，如附图3
‑
4、附图8所示，上述的便携式全息记录、成像组件还包括通讯模块15以及外部终端16，通讯模块15与控制器14电连接，外部终端16能够通过通讯模块15与控制器14，分别控制红光发生器201、绿光发生器202以及蓝光发生器203的开启与关闭；
56.通讯模块15与外部终端16可通过无线、蓝牙、红外、线缆等方式进行连接通讯；外部终端16可为相对应的遥控器、线控操作手柄、手机、平板等设备，或手机、平板等设备安装相对应的软件后，与通讯模块15建立通讯；对三种光源发生器进行调节，在一定程度上，能够帮助操作人员减少距离和线缆的限制，使得使用调节更加方便。
57.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。