专利名称：幻影器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及利用光学成像原理形成幻影的装置。
本实用新型采用如下的解决方案整个装置由光学成像单元、实像单元、灯光单元三大部分组成，光学成像单元包括两个曲面反射镜，其焦距大于30毫米，其对称轴线处均开有通孔，通孔的直径大于30毫米，两者反射面相对、共轴、通过夹持件和紧固件固定在一起，然后安装在定位架上；实像单元固定于其中一个反射镜的通孔处、使实像位于另一个反射镜的焦点；灯光单元包括发光体、灯架和控制器，发光体置于反射镜及实像外侧、通过灯架定位、并通过控制器与电源相连。
在上述结构中，实像单元为循环喷水单元，包括喷头、压套、水管、水泵和水箱，喷头通过压套固定于下反射镜的通孔处、使其喷泉位于上反射镜的焦点，喷头上有喷嘴、集水槽及相应的水流通道，水流通道通过水管与水箱相通，水泵安装于进水管上。
或者，在上述结构中，实像单元为风车单元，包括风车转页、传动和减速装置、联轴器、电机，使其风车转页位于上反射镜的焦点，风车转页与传动和减速装置连接，然后再通过联轴器与电机轴相联结。
或者，在上述结构中，实像单元为火炬单元，包括喷火嘴、打火器、管道、阀门、燃料罐，使其火焰位于上反射镜的焦点，喷火嘴通过管道、阀门与燃料罐连接。
根据反射镜的光学原理(见附
图1)，当把实像A1B1放置在某一反射镜(例如上反射镜)的焦点附近(即景深的范围以内)，则实像A1B1通过上反射镜反射到下反射镜上，然后聚焦在下反射镜的焦点附近(同样为景深的范围以内)、产生虚像A2B2，给人一种幻影的感觉。只要在上、下反射镜的对称轴线处开出大小适当的通孔使光路不受阻挡，并且使上、下反射镜的对称轴线同轴，就能保证幻影虚像的形成。而且，通过调整反射镜的焦距大小，就可调整幻影虚像的悬浮距离。在本实用新型中，选取反射镜的焦距和通孔的直径均大于30毫米、以形成悬浮感较强的幻影虚像。反射镜的曲面可以是球面或抛物面；反射镜的对称轴线可以为水平或竖直放置，视实像的结构而定。实像可以做成平面或立体的结构，或者如喷泉、风车、火炬等具有强烈动感的结构，因而其幻影虚像亦产生与实像同样的效果(如强烈的动感)；当实像具有优美的造型及艳丽的色彩时，其幻影虚像亦呈现出同样美丽的效果。
本实用新型根据光学原理制作出可让人通过双眼直接看到的、悬浮在空中的动感影像，看得见摸不着，真是奇妙无比。它可以根据实际需求制成科普或游艺器具，也可制成工艺品、玩具，以及用于休闲、旅游、商业、家居场所的装饰和广告宣传等。
附图2为本实用新型的整体结构示意图(以喷泉为例)。
附图3为喷泉的喷头结构示意图。
附图4为风车单元的结构示意图。
附图5为火炬单元的结构示意图。
本实用新型主要由光学成像单元、实像单元、灯光单元三大部分组成。附图2所示即实像单元为循环喷水单元的一个实施例。其中光学成像单元有上反射镜1、下反射镜2、上夹持件3、下夹持件5、紧固件4、定位架6等；循环喷水单元有喷头7、压套11、进出水管12及13、水泵15、水箱16等；灯光单元有灯架8、发光体9、控制器10等。首先把开有通孔的上、下反射镜用紧固件(如连接螺栓)与上、下夹持件一起组装好(注意保证两镜及孔同轴，但可以焦距不同，例如下反射镜的焦距较大、使幻影虚像的悬浮距离较大)，然后整体安装在定位架上。接着组装循环喷水单元，第一步把压套与下夹持件用螺丝联结，使压套位于下反射镜的通孔处、反射镜外侧(即上、下反射镜所包围的空腔之外侧)并保证其轴心与反射镜、通孔同轴；第二步把喷头固定在压套孔内、喷头与压套之间密封，安装时注意调节喷头的上下位置、使形成的喷泉位于上反射镜的焦点附近(即焦点处景深的范围内)，以确保喷泉的虚像清晰可见；随后安装水管、水泵、水箱等，进、出水管的一端分别与通向喷嘴17和集水槽18的水流通道19相连，另一端与水箱相连，水泵安装在进水管上，喷泉的高度(即水流量的大小)可直接由水泵的流量所决定、也可在进水管上再安装一个调节阀门14以调节水流量的大小。最后把灯光单元组装好，使发光体通过灯架固定在压套或定位架上、或其它合适的部件上，位于反射镜及喷泉外侧(例如喷头内、或喷头外的下方或侧方)，使之对喷泉进行照射、以使实像及其幻影虚像明亮可见，控制器可安装于定位架上便于操作(亦可采用遥控或其他自控方式)，发光体通过控制器与电源相连。
其中，反射镜通常采用玻璃材料镀反光膜制成(也可采用不锈钢抛光或金属材料镀铬)，焦距和通孔直径均大于30毫米；夹持件、紧固件、定位架、喷头、压套、灯架、水箱等均可采用不易生锈的材料制成(如塑料、不锈钢等)；水管采用硬管或软管均可；水泵的形式不限，其工作压头的选择应与其安装位置相适应、以保证喷泉的形成；发光体可采用白色或彩色灯泡(冷、热光源均可)；控制器可采用普通的开关结构或其他的低压电器结构(如继电器)，也可做成可自动控制或遥控的形式；电源应与发光体的要求相适应，如采用普通市电、或低压直流电或低压交流电。
当实像单元为风车单元时，包括风车转页20、传动和减速装置21、联轴器22、电机23，安装位置同循环喷水单元相似，使其风车转页位于上反射镜的焦点；风车转页与传动和减速装置相连接，然后再通过联轴器与电机轴相联结。风车转页可以做成各种美观的形式、或者替换成其它的旋转物体；传动和减速装置可以用齿轮箱、万向轴节或软轴等结构；联轴器采用刚性或弹性的均可。另外，还可在控制器中增加相应的电路、通过控制器对电机的转动进行控制(如正转、反转、间隙转动等)。
当实像单元为火炬单元时，包括喷火嘴24、打火器25、管道26、阀门27、燃料罐28，安装位置同循环喷水单元相似，使其火焰位于上反射镜的焦点；喷火嘴通过管道、阀门与燃料罐连接。燃料可以是可燃性液体(或气体)；打火器可以采用脉冲或电子点火；阀门可采用手动或电动(如电磁或电液)式；也可以通过控制器来控制阀门的打开和打火器的点火。
在实施例中，反射镜采用球面反射镜，用玻璃材料镀反光膜制成，其焦距为100毫米，口径为400毫米，曲率半径为250毫米，通孔直径为80毫米，发光体采用手电筒灯泡，置于喷头外、透过喷头对其喷泉进行照射，控制器采用普通两位开关结构，电源采用普通市电变压到3V直流电供电。对于喷泉单元，喷头采用透明的有机玻璃制成，夹持件、紧固件、定位架、压套、灯架、水箱等均采用塑料制成，水管采用橡胶软管，水泵为AP1500型、交流220V供电，流量为1100升/小时，压头为1.6米。对于风车单元，风车转页的直径为50毫米，传动和减速装置的速比为5，联轴器为刚性联轴器、电机采用通用的交流电机；整个装置可以水平放置。对于火炬单元，燃料为液化气，喷火嘴采用与之相应的结构，打火器为脉冲式，阀门为电磁式。
权利要求1.一种幻影器，含有实像及其虚象成像部件，其特征在于整个装置由光学成像单元、实像单元、灯光单元三大部分组成，光学成像单元包括两个曲面反射镜(1、2)，其焦距大于30毫米，其对称轴线处均开有通孔，通孔的直径大于30毫米，两者反射面相对、共轴、通过夹持件(3、5)和紧固件(4)固定在一起，然后安装在定位架(6)上；实像单元固定于其中一个反射镜的通孔处、使实像位于另一个反射镜的焦点；灯光单元包括发光体(9)、灯架(8)和控制器(10)，发光体置于反射镜及实像外侧、通过灯架定位、并通过控制器与电源相连。
2.如权利要求1所述的幻影器，其特征在于实像单元为循环喷水单元，包括喷头(7)、压套(11)、水管(12、13)、水泵(15)和水箱(16)，喷头通过压套固定于下反射镜的通孔处、使其喷泉位于上反射镜的焦点，喷头上有喷嘴(17)、集水槽(18)及相应的水流通道(19)，水流通道通过水管与水箱相通，水泵安装于进水管上。
3.如权利要求1所述的幻影器，其特征在于实像单元为风车单元，包括风车转页(20)、传动和减速装置(21)、联轴器(22)、电机(23)，使其风车转页位于上反射镜的焦点，风车转页与传动和减速装置连接，然后再通过联轴器与电机轴相联结。
4.如权利要求1所述的幻影器，其特征在于实像单元为火炬单元，包括喷火嘴(24)、打火器(25)、管道(26)、阀门(27)、燃料罐(28)，使其火焰位于上反射镜的焦点，喷火嘴通过管道、阀门与燃料罐连接。
专利摘要本实用新型是一种幻影器,涉及利用光学成像原理形成幻影的装置。整个装置由光学成像单元、实像单元、灯光单元三大部分组成,光学成像单元包括两个曲面反射镜(1、2),实像单元固定于其中一个反射镜的通孔处、使实像位于另一个反射镜的焦点,灯光单元对实像进行照明;实像单元可以是循环喷水、风车或火炬单元等。本实用新型根据光学原理将实像投影成可让人直接看到的、悬浮在空中的幻影虚像。幻影虚像与实像之间的悬浮距离大,并可以做成喷泉、风车、火炬等具有强烈动感的立体结构。它可以根据实际需求制成科普或游艺器具,也可制成工艺品、玩具,以及用于休闲、旅游、商业、家居场所的装饰和广告宣传等。
文档编号G02B27/22GK2499861SQ01262598
公开日2002年7月10日 申请日期2001年9月4日 优先权日2001年9月4日
发明者王建平, 孔凡让, 李晓峰, 刘志刚, 刘维来, 龙潜, 张平, 冯志华 申请人:中国科学技术大学