本實用新型屬于科教工具領(lǐng)域，具體是涉及一種展示光的分解與加色現(xiàn)象的互動裝置。

背景技術(shù)：

在科普場館科普展品行業(yè)和學(xué)校教育行業(yè)，傳統(tǒng)的方式是通過圖解的方式或運用現(xiàn)代計算機(jī)多媒體技術(shù)的方式，進(jìn)行科普展示、相關(guān)教育、宣傳等活動。通常情況下，這類通過圖解的展品或者計算機(jī)多媒體系統(tǒng)都是以生澀的表現(xiàn)形式存在，存在著表現(xiàn)形式單一、難以理解的缺點；而采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境，則是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、不易于與觀眾互動等缺點。

通過棱鏡的試驗，白光通過棱鏡后被分解成多種顏色逐漸過渡的色譜，顏色依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，形成可見光譜，是一種通過簡單的互動方式展示光的分解現(xiàn)象。但是，這種方式顯而易見的缺點是光的合成無法演示。也就是說，參觀者或?qū)W習(xí)者無法通過互動的方式，在視覺上感受光的合成與分解或者是顏色的合成與分解。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種展示光的分解與加色現(xiàn)象的互動裝置，該互動裝置結(jié)構(gòu)簡單、觀賞性和互動性好、造價成本低，在進(jìn)行光的分解與合成原理的演示時，可以獲得更好的展示效果。

為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種展示光的分解與加色現(xiàn)象的互動裝置，包括白色光源以及供所述白色光源所發(fā)出的白色光束通過的主光路通道，所述主光路通道一側(cè)設(shè)有第一光路通道，所述第一光路通道兩端與所述主光路通道相通，所述第一光路通道內(nèi)設(shè)有第一濾光鏡片，所述主光路通道內(nèi)設(shè)有將所述白色光束反射至所述第一光路通道內(nèi)的第一半反半透鏡片以及將所述第一光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道內(nèi)的第三半反半透鏡片，所述第一光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道后的射出方向與所述白色光束的射出方向相同，所述主光路通道內(nèi)設(shè)有第二濾光鏡片，所述第二濾光鏡片位于所述第一半反半透鏡片、第三半反半透鏡片之間，所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片的顏色不同。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述主光路通道另一側(cè)設(shè)有第二光路通道，所述第二光路通道兩端與所述主光路通道相通，所述第二光路通道內(nèi)設(shè)有第三濾光鏡片，所述主光路通道內(nèi)設(shè)有將所述白色光束反射至所述第二光路通道內(nèi)的第二半反半透鏡片、將所述第二光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道內(nèi)的第四半反半透鏡片，所述第二光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道后的射出方向與所述白色光束的射出方向相同，所述第一半反半透鏡片、第二半反半透鏡片、第三半反半透鏡片、第四半反半透鏡片在所述主光路通道內(nèi)依次布置，所述第二濾光鏡片位于所述第二半反半透鏡片、第三半反半透鏡片之間，所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片、第三濾光鏡片的顏色各異且三者的顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中的一種。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一光路通道、第二光路通道均由依次連通且與所述主光路通道垂直布置的第一段、與所述主光路通道平行布置的第二段、與所述主光路通道垂直布置的第三段構(gòu)成；所述第一光路通道的第一段與第二段的連接拐角處設(shè)有第一平面反射鏡片，所述第一光路通道的第二段與第三段的連接拐角處設(shè)有第三平面反射鏡片；所述第二光路通道的第一段與第二段的連接拐角處設(shè)有第二平面反射鏡片，所述第二光路通道的第二段與第三段的連接拐角處設(shè)有第四平面反射鏡片。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述主光路通道、第一光路通道、第二光路通道均由槽體構(gòu)成，所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片、第三濾光鏡片采用插拔的方式安裝于相應(yīng)的通道內(nèi)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一濾光鏡片為紅色濾光鏡片、所述第二濾光鏡片為綠色濾光鏡片、所述第三濾光鏡片為藍(lán)色濾光鏡片。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片、第三濾光鏡片三者之一由所述相應(yīng)的通道內(nèi)拔下后使用盲板進(jìn)行替代。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，該互動裝置包括安裝盒，所述主光路通道、第一光路通道、第二光路通道位于所述安裝盒內(nèi)底面，所述安裝盒頂部設(shè)有透明玻璃蓋板，所述玻璃蓋板的板面上設(shè)有供所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片、第三濾光鏡片插入的縫隙。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述安裝盒底部固定于墻面展架或桌面展臺上。

本實用新型的有益效果在于：

(1)本實用新型通過第一半反半透鏡片將白色光束分成兩組光束，其中第一組光束透過第一半反半透鏡片繼續(xù)沿主光路通道傳播，第二組光束被第一半反半透鏡片反射至所述第一光路通道內(nèi)，所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片分別對上述兩組光束進(jìn)行處理并得到顏色各異的第一束濾光、第二束濾光，所述第一光路通道內(nèi)的第一束濾光在第三半反半透鏡片的作用下被反射回主光路通道內(nèi)并與主光路通道內(nèi)的第二束濾光合成為帶有第三種顏色的光束。該互動裝置同時展示了光的分解與加色合成現(xiàn)象，使得參觀者或?qū)W習(xí)者可以在視覺上感受光的合成與分解或者是顏色的合成與分解。另外本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，適合于在多種場所進(jìn)行展示。

(2)本實用新型在進(jìn)行展示時：通過第一半反半透鏡片、第二半反半透鏡片將白色光束分成三組光束，其中第一組光束依次透過第一半反半透鏡片、第二半反半透鏡繼續(xù)沿主光路通道傳播，第二組光束被第一半反半透鏡片反射至所述第一光路通道內(nèi)，第三組光束被第二半反半透鏡片反射至所述第二光路通道內(nèi)，所述第一濾光鏡片、第二濾光鏡片、第三濾光鏡片分別對上述三組光束進(jìn)行處理并得到顏色各異的第一束濾光、第二束濾光、第三束濾光，所述第一光路通道內(nèi)的第一束濾光在第三半反半透鏡片的作用下被反射回主光路通道內(nèi)，所述第二光路通道內(nèi)的第三束濾光在第四半反半透鏡片的作用下也被反射回主光路通道內(nèi)，所述第一束濾光、第二束濾光、第三束濾光在主光路通道通道內(nèi)匯集合成白色光束。

由于人眼對紅、綠、藍(lán)最為敏感，人的眼睛就像一個三色接收器體系，大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍(lán)三色按照不同的比例合成產(chǎn)生，同樣絕大多數(shù)白光也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色光，這是色度學(xué)的最基本原理，即三基色原理。三種基色是相互獨立的，任何一種基色都不能由其它兩種基色合成。紅、綠、藍(lán)是三基色，這三種顏色合成的顏色范圍最為廣泛，紅、綠、藍(lán)三基色按照不同的比例相加合成混色稱為相加混色。本實用新型中三組光束分別通過第一濾光鏡片、第二濾光鏡片、第三濾光鏡片后，變成了紅、綠、藍(lán)三束光并匯集合成了白色光束。

(3)本實用新型中第一光路通道、第二光路通道對展示光的分解與合成現(xiàn)象極為重要，考慮到光束的直線傳播原理，將所述第一光路通道、第二光路通道設(shè)計成三段連通結(jié)構(gòu)，為保證光束沿第一光路通道或第二光路通道傳播，所以在相應(yīng)第一光路通道、第二光路通道的拐角處設(shè)置平面反射鏡片。

(4)學(xué)習(xí)者或參觀者可以通過使用不同的濾光鏡片組合，再配合盲板，實現(xiàn)如下的演示：

1)使用紅色濾光鏡片和綠色濾光鏡片，配合盲板，可以得到黃色光束；

2)使用綠色濾光鏡片和藍(lán)色濾光鏡片，配合盲板，可以得到青色光束；

3)使用紅色濾光鏡片和藍(lán)色濾光鏡片，配合盲板，可以得到品紅光束。

這種通過插拔更換濾光鏡片的簡單方法，真實的再現(xiàn)了顏色的分解與合成，并且以互動的方式進(jìn)入到觀眾的視線范圍，從而大大提高了展品的可觀賞性和與觀眾的互動性，增強了展示效果。

(5)本實用新型為了避免互動裝置被損壞，將所述主光路通道、第一光路通道、第二光路通道設(shè)在所述安裝盒內(nèi)，并覆蓋玻璃蓋板進(jìn)行保護(hù)。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型使用紅色和綠色濾光鏡片配合盲板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型使用綠色和藍(lán)色濾光鏡片配合盲板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型使用紅色和藍(lán)色濾光鏡片配合盲板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型立式固定于墻面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型臥式放置于桌面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記的含義如下：

1—白色光源 2-1—第一半反半透鏡片 2-2—第二半反半透鏡片

2-3—第三半反半透鏡片 2-4—第四半反半透鏡片

3-1—第一濾光鏡片 3-2—第二濾光鏡片 3-3—第三濾光鏡片

4-1—第一平面反射鏡片 4-2—第二平面反射鏡片

4-3—第三平面反射鏡片 4-4—第四平面反射鏡片 5—主光路通道

6—玻璃蓋板 7—安裝盒 8—盲板 9—墻面展架 10—桌面展臺

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型技術(shù)方案做出更為具體的說明：

實施例1

本實用新型包括白色光源1以及供所述白色光源1所發(fā)出的白色光束通過的主光路通道5，所述主光路通道5一側(cè)設(shè)有第一光路通道，所述第一光路通道兩端與所述主光路通道5相通，所述第一光路通道內(nèi)設(shè)有第一濾光鏡片3-1，所述主光路通道5內(nèi)設(shè)有將所述白色光束反射至所述第一光路通道內(nèi)的第一半反半透鏡片2-1以及將所述第一光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道5內(nèi)的第三半反半透鏡片2-3，所述第一光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道5后的射出方向與所述白光的射出方向相同，所述主光路通道5內(nèi)設(shè)有第二濾光鏡片3-2，所述第二濾光鏡片3-2位于所述第一半反半透鏡片2-1、第三半反半透鏡片2-3之間，所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2的顏色不同。本實用新型通過第一半反半透鏡片2-1將白色光束分成兩組光束，其中第一組光束透過第一半反半透鏡片2-1繼續(xù)沿主光路通道5傳播，第二組光束被第一半反半透鏡片2-1反射至所述第一光路通道內(nèi)，所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2分別對上述兩組光束進(jìn)行處理并得到顏色各異的第一束濾光、第二束濾光，所述第一光路通道內(nèi)的第一束濾光在第三半反半透鏡片2-3的作用下被反射回主光路通道5內(nèi)并與主光路通道5內(nèi)的第二束濾光合成為帶有第三種顏色的光束。該互動裝置同時展示了光的分解與加色合成現(xiàn)象，使得參觀者或?qū)W習(xí)者可以在視覺上感受光的合成與分解或者是顏色的合成與分解。另外本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，適合于在多種場所進(jìn)行展示。

實施例2

如圖1所示，在實施例1的基礎(chǔ)上，所述主光路通道5另一側(cè)設(shè)有第二光路通道，所述第二光路通道兩端與所述主光路通道5相通，所述第二光路通道內(nèi)設(shè)有第三濾光鏡片3-3，所述主光路通道5內(nèi)設(shè)有將所述白色光束反射至所述第二光路通道內(nèi)的第二半反半透鏡片2-2、將所述第二光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道5內(nèi)的第四半反半透鏡片2-4，所述第二光路通道內(nèi)濾光反射回至所述主光路通道5后的射出方向與所述白光的射出方向相同，所述第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2、第三半反半透鏡片2-3、第四半反半透鏡片2-4在所述主光路通道5內(nèi)依次布置，所述第二濾光鏡片3-2位于所述第二半反半透鏡片2-2、第三半反半透鏡片2-3之間，所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2、第三濾光鏡片3-3的顏色各異且三者的顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中的一種。本實用新型在進(jìn)行展示時：通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2將白色光束分成三組光束，其中第一組光束依次透過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡2-2繼續(xù)沿主光路通道5傳播，第二組光束被第一半反半透鏡片2-1反射至所述第一光路通道內(nèi)，第三組光束被第二半反半透鏡片2-2反射至所述第二光路通道內(nèi)，所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2、第三濾光鏡片3-3分別對上述三組光束進(jìn)行處理并得到顏色各異的第一束濾光、第二束濾光、第三束濾光，所述第一光路通道內(nèi)的第一束濾光在第三半反半透鏡片2-3的作用下被反射回主光路通道5內(nèi)，所述第二光路通道內(nèi)的第三束濾光在第四半反半透鏡片2-4的作用下也被反射回主光路通道5內(nèi)，所述第一束濾光、第二束濾光、第三束濾光在主光路通道通道5內(nèi)匯集合成白色光束。

所述第一光路通道、第二光路通道均由依次連通且與所述主光路通道5垂直布置的第一段、與所述主光路通道5平行布置的第二段、與所述主光路通道5垂直布置的第三段構(gòu)成；所述第一光路通道的第一段與第二段的連接拐角處設(shè)有第一平面反射鏡片4-1，所述第一光路通道的第二段與第三段的連接拐角處設(shè)有第三平面反射鏡片4-3；所述第二光路通道的第一段與第二段的連接拐角處設(shè)有第二平面反射鏡片4-2，所述第二光路通道的第二段與第三段的連接拐角處設(shè)有第四平面反射鏡片4-4。本實用新型中第一光路通道、第二光路通道對展示光的分解與合成現(xiàn)象極為重要，考慮到光束的直線傳播原理，將所述第一光路通道、第二光路通道設(shè)計成三段連通結(jié)構(gòu)，并且為保證光束沿第一光路通道或第二光路通道長度方向傳播，在相應(yīng)第一光路通道、第二光路通道的拐角處設(shè)置平面反射鏡片。所述平面反射鏡片不透光但是可以改變光的傳播方向。

所述主光路通道5、第一光路通道、第二光路通道均由槽體構(gòu)成，所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2、第三濾光鏡片3-3采用插拔的方式安裝于相應(yīng)的通道內(nèi)。

所述第一濾光鏡片3-1為紅色濾光鏡片、所述第二濾光鏡片3-2為綠色濾光鏡片、所述第三濾光鏡片3-3為藍(lán)色濾光鏡片。

所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2、第三濾光鏡片3-3三者之一由所述相應(yīng)的通道內(nèi)拔下后使用盲板8進(jìn)行替代。

針對本實施例中的互動裝置，學(xué)習(xí)者或參觀者可以通過使用不同的濾光鏡片組合，再配合盲板8，實現(xiàn)如下的演示：

1)當(dāng)使用紅色濾光鏡片和綠色濾光鏡片組合，配合盲板，可以得到黃色光束。如圖2所示，將第三濾光鏡片3-3即藍(lán)色濾光鏡片使用盲板8替代。

當(dāng)打開白色光源后，本演示互動裝置的白色光束通過第一半反半透鏡片2-1、第一平面反射鏡片4-1、第一濾光鏡片3-1、第三平面反射鏡片4-3，形成紅色光束并到達(dá)第三半反半透鏡片2-3；

與此同時白色光束又可以通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2、第二濾光鏡片3-2形成綠色光束到達(dá)第三半反半透鏡片2-3，并與紅色光束匯集形成黃色光束，并透過第四半反半透鏡片2-4到達(dá)主光路通道5的另一側(cè)；

與此同時白色光束還可以通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2、第二平面反射鏡片4-2到盲板8上，并且光線被盲板8所阻擋。

2)當(dāng)使用綠色濾光鏡片和藍(lán)色濾光鏡片組合，配合盲板，可以得到青色光束。如圖3所示，將第一濾光鏡片3-1即紅色濾光鏡片使用盲板8替代。

當(dāng)打開白色光源后，本演示裝置的白色光束通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2、第二濾光鏡片3-2形成綠色光束并透過第三半反半透鏡片2-3到達(dá)第四半反半透鏡片2-4；

與此同時白色光束又可以通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2、第二平面反射鏡片4-2、第三濾光鏡片3-3和第四平面反射鏡片4-4形成藍(lán)色光束，并在第四半反半透鏡片2-4處與綠色光束匯集，形成青色光束到達(dá)主光路通道5的另一側(cè)；

與此同時白色光束還可以通過第一半反半透鏡片2-1、第一平面反射鏡片4-1到盲板8上，并且光線被盲板8所阻擋。

3)當(dāng)使用紅色濾光鏡片和藍(lán)色濾光鏡片組合，配合盲板，可以得到品紅光束。如圖4所示，將第二濾光鏡片3-2即綠色濾光鏡片使用盲板8替代。

當(dāng)打開白色光源后，本演示裝置的白色光束通過第一半反半透鏡片2-1、第一平面反射鏡片4-1、第一濾光鏡片3-1、第三平面反射鏡片4-3、第三半反半透鏡片2-3形成紅色光束到達(dá)第四半反半透鏡片2-4；

與此同時白色光束又可以通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2、第二平面反射鏡片4-2、第三濾光鏡片3-3和第四平面反射鏡片4-4形成藍(lán)色光束，在第四半反半透鏡片2-4處與紅色光束匯集，形成品紅色光束到達(dá)主光路通道5的另一側(cè)；

與此同時白色光束還可以通過第一半反半透鏡片2-1、第二半反半透鏡片2-2到盲板8上，并且光線被盲板8所阻擋。

這種通過插拔更換濾光鏡片的簡單方法，真實的再現(xiàn)了顏色的分解與合成，并且以互動的方式進(jìn)入到觀眾的視線范圍，從而大大提高了展品的可觀賞性和與觀眾的互動性，增強了展示效果。

該互動裝置還包括安裝盒7，所述主光路通道5、第一光路通道、第二光路通道位于所述安裝盒7內(nèi)底面，所述安裝盒7頂部設(shè)有透明玻璃蓋板6，所述玻璃蓋板6的板面上設(shè)有供所述第一濾光鏡片3-1、第二濾光鏡片3-2、第三濾光鏡片3-3插入的縫隙。本實用新型為了避免互動裝置被損壞，將所述主光路通道5、第一光路通道、第二光路通道設(shè)在所述安裝盒7內(nèi)，并覆蓋玻璃蓋板6進(jìn)行保護(hù)。

如圖5所示，本裝置可以通過墻面展架9立式安裝在墻面上。

如圖6所示，本裝置也可以通過桌面展臺10臥式放置于桌面上。