一种全息投影装置的制作方法

1.本发明属于全息投影技术领域，特别涉及一种全息投影装置。


背景技术：

2.近年来，人们对超声波驻波的作用有所了解，现有的超声波悬浮技术已经完成了对粒子的悬浮，主要用于无容器承载制药方面，但忽略了其光学上可作为投影光屏的作用。
3.虽然传统投影技术已经成熟，但拘束于二维平面上的影像，不能突破二维成像的限制。佩戴虚拟现实智能眼镜虽然可以使人类体验到三维的成像，但却会受到眼镜或是设备的制约，很难在公众场合被大范围推广。目前人类不断地思考如何做到裸眼可视化的立体投影成像的方法，因此市面上已经出现了很多基于反射原理的全息投影影像、风扇转动搭配投影的全息影像技术，但这些技术都不能打破二维平面对投影的限制，仅仅是通过人体视觉错觉来形成立体影像错觉，该技术方式很难被大范围推广。
4.因此，现有技术有待改进和发展。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供了一种全息投影装置，结构简单，能够实现三维立体成像，满足不同行业的需求，方便大范围推广。
6.本技术提供一种全息投影装置，其中，包括腔体、三原色激光光源和驻波发生组件，所述腔体内设置有多个粒子，所述驻波发生组件用于产生超声波驻波使所述粒子悬浮在所述腔体内，以形成多束不共面的粒子束；所述三原色激光光源用于对所述粒子束进行投影照射。
7.本技术提供的全息投影装置，通过设置三原色激光光源，以及设置驻波发生组件，利用驻波发生组件产生超声波驻波，可以捕捉和固定住在腔体内的粒子，使粒子悬浮在腔体内部；三原色激光光源则可以将三原色激光照射到粒子，即激光投影，实现了裸眼可视化的三维立体成像。与传统的全息投影方式相比，本技术的三维立体成像技术突破了二维平面的限制，实现从平面3d走向三维立体影视的效果，能满足不同行业的展示需求。
8.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述腔体包括顶板和底板，所述驻波发生组件包括多个超声波传感器，多个所述超声波传感器以矩阵的形式排布在所述顶板和所述底板上。
9.在实际应用中，以三原色激光光源点亮一个平面的粒子束为二维投影，即传统投影；点亮空间所需要点亮的粒子点为三维投影。通过这种设置方式，可以使腔体内的粒子以空间点状的形式排布。
10.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述三原色激光光源和所述超声波传感器的数量相适配，各所述三原色激光光源分别用于对各束由所述超声波传感器形成的粒子束照射。
11.在实际应用中，顶板的三原色激光光源对粒子束的上半段进行高频率垂直扫描照
射，底板的三原色激光光源对粒子束的下半段进行高频率垂直扫描照射。通过这种方式，可以使每一束粒子束都能受到三原色激光光源的照射，提高投影效果。
12.进一步地，本技术提供的全息投影装置，每个所述超声波传感器分别对应三个所述三原色激光光源，三个所述三原色激光光源分别以120
°
的角度围绕设置在所述超声波传感器的外侧。
13.通过这种设置方式，可以使粒子束被激光照射得更加均匀，进一步提高投影效果。
14.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述顶板正对所述底板的一侧和所述底板正对所述顶板的一侧均设置有吸收超声波的材料，且所述吸收超声波的材料的高度高于所述超声波传感器。
15.在实际应用中，吸收超声波的材料可以吸收掉多余的超声波，减少超声波于板件间因反弹而形成的反射声波，从而减少对粒子点阵稳定的影响。
16.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述腔体的侧壁设置有可拆卸的透明挡板。
17.在实际应用中，透明挡板与顶板、底板以沟槽卡接的形式相连，一方面可减少外部环境对粒子点阵稳定的影响。
18.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述粒子为气凝胶粒子。
19.在实际应用中，气凝胶粒子可以产生丁达尔效应，对激光的照射有很好的展现效果。
20.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述腔体包括伸缩柱，所述伸缩柱设置在所述顶板和所述底板之间。
21.通过设置伸缩柱，可以方便调节顶板和底板之间的距离，以得到不同的展示效果，同时便于收纳。
22.进一步地，本技术提供的全息投影装置，所述顶板上还设置有散热风扇。
23.在实际应用中，顶板内部开设有控制腔，控制腔内设置有开发板模块、驱动模块以及处理芯片模块，这些模块共同控制全息投影装置工作。因此，设置散热风扇有利于控制腔内的散热。
24.由上可知，本技术提供的全息投影装置，通过设置三原色激光光源，以及设置驻波发生组件，利用驻波发生组件产生超声波驻波，可以捕捉和固定住在腔体内的粒子，使粒子悬浮在腔体内部；三原色激光光源则可以将三原色激光照射到粒子，即激光投影，实现了裸眼可视化的三维立体成像。与传统的全息投影方式相比，本技术的三维立体成像技术突破了二维平面的限制，实现从平面3d走向三维立体影视的效果，能满足不同行业的展示需求。
附图说明
25.图1为本技术提供的一种全息投影装置的剖面结构示意图。
26.图2为本技术提供的一种顶板的正视结构示意图。
27.图3为本技术提供的一种顶板的正视结构示意图。
28.标号说明：100、腔体；110、顶板；120、底板；130、透明挡板；140、伸缩柱；150、粒子；200、三原色激光光源；300、超声波传感器；400、吸收超声波的材料；500、散热风扇。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本发明的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
34.如图1所示，本发明一种全息投影装置，包括腔体100、三原色激光光源200和驻波发生组件，腔体100内设置有多个粒子150，驻波发生组件用于产生超声波驻波使粒子150悬浮在腔体100内，以形成多束不共面的粒子束；三原色激光光源200用于对粒子束进行投影照射。
35.本技术的全息投影装置的工作过程如下：启动开关，使设置在顶板110和底板120的驻波发生组件产生超声波驻波，超声波驻波捕捉并固定住腔体100内的粒子150，使粒子150悬浮在腔体100内部，形成多束粒子束；三原色激光光源200对粒子束进行照射，点亮腔体100内的所需要点亮的粒子，实现三维立体成像。
36.本技术提供的全息投影装置，通过设置三原色激光光源200，以及设置驻波发生组件，利用驻波发生组件产生超声波驻波，可以捕捉和固定住在腔体100内的粒子150，使粒子
150悬浮在腔体100内部；三原色激光光源200则可以将三原色激光照射到粒子150，即激光投影，实现了裸眼可视化的三维立体成像。与传统的全息投影方式相比，本技术的三维立体成像技术突破了二维平面的限制，实现从平面3d走向三维立体影视的效果，能满足不同行业的展示需求。
37.在一些实施方式中，可以在腔体100相对的两侧设置固定绳或者固定杆，将驻波发生组件设置在固定绳或者固定杆上，但驻波发生组件的固定方式不限于此。驻波发生组件的数量一般为两个，两个驻波发生组件可上下相对设置，也可以左右相对设置，在此本技术不做具体限定。
38.参阅图2，在进一步的实施方式中，腔体100包括顶板110和底板120，驻波发生组件包括多个超声波传感器300，多个超声波传感器300以矩阵的形式排布在顶板110和底板120上。其中，顶板110和底板120之间可通过现有的固定支架进行连接。通过这种设置方式，可以使腔体100内的粒子150以空间点状的形式排布。在实际应用中，以三原色激光光源200点亮一个平面的粒子束为二维投影，即传统投影；点亮空间所需要点亮的粒子150为三维投影。
39.在一些实施方式中，一个粒子150可分别由顶板110的一个超声波传感器300和底板120的一个超声波传感器300提供超声波驻波进行悬浮。
40.在另一些实施例中，一个粒子150可由顶板110的多个超声波传感器300和底板120的多个超声波传感器300同时提供超声波驻波进行悬浮。在实际应用中，可以通过调节超声波传感器300的频率来使粒子150移动，实现动态效果，并且可以通过减少超声波传感器300的单位所占面积、增加超声波传感器300的数量改变超声波驻波上悬浮粒子的数量和密度从而调整投影成像的清晰度。
41.在一些实施方式中，三原色激光光源200可以是设置在腔体100的一侧。
42.在一些优选的实施方式中，三原色激光光源200和超声波传感器300的数量相适配，各三原色激光光源200分别用于对各束由超声波传感器300形成的粒子束照射。其中，三原色激光光源200可以是传统的三合一振镜激光投影头。在实际应用中，顶板110的三原色激光光源200对粒子束的上半段进行高频率垂直扫描照射，底板120的三原色激光光源200对粒子束的下半段进行高频率垂直扫描照射。通过这种方式，可以使每一束粒子束都能受到三原色激光光源200的照射，减少单个三原色激光光源200所需要照射的角度，将画面分为上下两部分进行，而非从一侧进行扫描照射，有利于提高投影效果。
43.参阅图3，在进一步的实施方式中，每个超声波传感器300分别对应三个三原色激光光源200，三个三原色激光光源200分别以120
°
的角度围绕设置在所述超声波传感器300的外侧。通过这种设置方式，可以使粒子束被激光照射得更加均匀，进一步提高投影效果。
44.在进一步的实施方式中，顶板110正对底板120的一侧和底板120正对顶板110的一侧均设置有吸收超声波的材料400，且吸收超声波的材料400的高度高于所述超声波传感器300。其中，吸收超声波的材料400可以是海绵、橡胶、聚酯纤维吸音棉，但不限于此。在实际应用中，吸收超声波的材料400可以吸收掉多余的超声波，减少超声波于板件间因反弹而形成的反射声波，从而减少对粒子150点阵稳定的影响。
45.在另一些实施方式中，腔体100的侧壁设置有可拆卸的透明挡板130。在实际应用中，透明挡板130与顶板110、底板120以沟槽卡接的形式相连，可减少外部环境对粒子150点
阵稳定的影响。
46.在一些实施方式中，粒子150可以为透明材质或者半透明材质。
47.在实际应用中，粒子150的颜色会影响立体成像效果，因此，粒子150应选用有一定雾度、且可产生丁达尔效应的材质。
48.因此在一些实施方式中，粒子150为气凝胶粒子。其中，气凝胶粒子有很多种，包括碳基石墨烯的、硅基硅胶等。
49.在另一些优选的实施方式中，粒子150为石墨烯气凝胶粒子，石墨烯气凝胶粒子是世界上最轻的材料，特别适用于超声波悬浮材料，且可以产生丁达尔效应，对激光的照射有很好的展现效果。
50.在一些实施方式中，还可以使用光敏变色材料做粒子150，例如由光敏变色玻璃制成的胶体粒子150，具有丁达尔效应，且能变色。在实际应用中，由于没有黑色光源，所以需要有深色的粒子150来做为背景。在使用这种材质的粒子150时，激光光源还需要能发射可以使得粒子150变色的光，例如紫外光，使用紫外光对需要变色的粒子150进行定点照射，可以使得成像效果更优，且在一些较为明亮的环境下也能看到黑色的成像效果。
51.在一些实施方式中，腔体100包括伸缩柱140，伸缩柱140设置在顶板110和底板120之间。其中，伸缩柱140为现有技术。通过设置伸缩柱140，可以方便调节顶板110和底板120之间的距离，以得到不同的展示效果。
52.在进一步的实施方式中，伸缩柱140为空心结构。通过这种设置方式，可以将电线收纳在伸缩柱140中，节省空间。
53.在一些实施方式中，顶板110上还设置有散热风扇500。在实际应用中，顶板110内部开设有控制腔，控制腔内设置有开发板模块、驱动模块以及处理芯片模块，这些模块共同控制全息投影装置工作。因此，设置散热风扇500有利于控制腔内的散热。
54.由上可知，本技术提供的全息投影装置，通过设置三原色激光光源200，以及设置驻波发生组件，利用驻波发生组件产生超声波驻波，可以捕捉和固定住在腔体100内的粒子150，使粒子150悬浮在腔体100内部；三原色激光光源200则可以将三原色激光照射到粒子150，即激光投影，实现了裸眼可视化的三维立体成像。与传统的全息投影方式相比，本技术的三维立体成像技术突破了二维平面的限制，实现从平面3d走向三维立体影视的效果，能满足不同行业的展示需求。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
56.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。