專利名稱：基于全息投影技術(shù)的激光指針鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)時(shí)裝置，特別涉及一種基于全息投影技術(shù)的激光指針鐘。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鐘表基本上都是實(shí)物顯示的方法，即實(shí)體指針、實(shí)體表盤和實(shí)體表芯。雖然，現(xiàn)有鐘表在顯示時(shí)間的功能上已經(jīng)非常完善，但是還存在兩個(gè)主要缺陷第一，現(xiàn)有實(shí)體鐘表的形式在延續(xù)了多年之后難以再有新穎的顯示效果和強(qiáng)烈的視覺沖擊力；第二，現(xiàn)有實(shí)體鐘表難以制作成大尺寸產(chǎn)品，例如表盤直徑10米以上的實(shí)體鐘表是非常少見的，制作成本也非常昂貴。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種以激光作為指針，全息投影技術(shù)制 作鐘面，具有更佳視覺效果的激光指針鐘。本實(shí)用新型包括光源、激光指針、激光全息光學(xué)元件、激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置以及漫散射投影屏，所述光源在最后端，其前依次放置激光全息光學(xué)元件、反射鏡和激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置；漫散射投影屏單獨(dú)放置在最前方以接收激光束形成的激光指針和表盤數(shù)字。所述光源為紅、綠、藍(lán)三色激光器。所述激光指針是由激光光束投影到普通的透明度較高的漫散射投影屏上形成，通過采用不同的激光波長(zhǎng)(激光顏色)，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)針、分針與秒針的區(qū)分，其中紅色激光器產(chǎn)生的激光對(duì)應(yīng)的是秒針，藍(lán)色激光器產(chǎn)生的激光對(duì)應(yīng)的是分針，綠色激光器產(chǎn)生的激光對(duì)應(yīng)的是時(shí)針；通過采用不同的光學(xué)元件調(diào)整光路的分光比、光束的粗細(xì)等參數(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)針、分針與秒針的控制。所述激光全息光學(xué)元件是用來生成鐘的表盤數(shù)字，該元件為一個(gè)通過全息方法制作的、記錄有12個(gè)數(shù)字信息的激光全息光學(xué)元件，當(dāng)有激光從其后方照射時(shí)，在其前方放置的漫散射投影屏上會(huì)投影出這12個(gè)數(shù)字，從而產(chǎn)生鐘表數(shù)字。所述激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置采用ATmegal6L芯片為主控芯片，以石英晶體振蕩器作為時(shí)間源，外圍芯片還包括有24C256存儲(chǔ)芯片，DS1302時(shí)間芯片，以及2個(gè)小型繼電器，3套步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器組件，由驅(qū)動(dòng)器來控制步進(jìn)電機(jī)精確轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為各表針相應(yīng)的轉(zhuǎn)角度值，從而實(shí)現(xiàn)表針的精確走時(shí)。本新型實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)是I、以激光作為指針，采用激光結(jié)合全息投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)表盤數(shù)字顯示，能夠在很大的空間上實(shí)現(xiàn)良好的投影效果；2、使用高透明度、高衍射效率的激光投影顯示；其結(jié)構(gòu)新穎，具有良好的空間展示效果。富于藝術(shù)性，具有很好的廣告效應(yīng)和商業(yè)展示效果。
圖I是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。如圖I所不,本實(shí)用新型包括光源1、2、3，激光全息光學(xué)兀件4、5、6，反射鏡7、8、9，激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置10、11、12以及漫散射投影屏16，17是各激光光束。光源在本實(shí)施例中，采用了激光器作為光源，分別為圖I中1、2、3所示的紅、綠、藍(lán)光激光器。其中，紅光對(duì)應(yīng)的是秒針15，藍(lán)光對(duì)應(yīng)的是分針13，綠光對(duì)應(yīng)的是時(shí)針14。 激光指針如圖I中所示，以光源(激光器)3產(chǎn)生的激光單光束為例，該激光束經(jīng)由激光全息光學(xué)元件6，經(jīng)反射鏡9的反射，穿過激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置12，在裝置12內(nèi)部的半圓柱面透鏡(見圖2，部件21)的作用下擴(kuò)展為細(xì)長(zhǎng)條狀的激光指針后投影到漫散射投影屏16上形成分針13。激光全息光學(xué)元件為了在漫散射投影屏上生成數(shù)字表盤，采用三個(gè)相同原理的激光全息光學(xué)元件(圖I的4、5、6)，在該元件中記錄了 1-12共12個(gè)數(shù)字的相關(guān)信息，當(dāng)有激光從其后方以正確的方向入射時(shí)，在該元件的前方會(huì)投影出這12個(gè)數(shù)字，從而在漫散射投影屏16上產(chǎn)生數(shù)字。該元件可在三個(gè)光束中使用3個(gè)，使得數(shù)字表盤亮度增強(qiáng)，可以在任意一個(gè)光束中使用一個(gè)，使用三個(gè)時(shí)需要調(diào)整該元件位置，使得三個(gè)數(shù)字表盤的光學(xué)圖像重合。反射鏡采用普通平面反射鏡7、8、9，作用是改變并控制紅綠藍(lán)三色激光光束的方向。激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置采用ATmegal6L芯片為CPU組成最小系統(tǒng)板作為控制電路，以石英晶體振蕩器作為時(shí)間源，外圍芯片還有24C256存儲(chǔ)芯片，DS1302時(shí)間芯片，以及2個(gè)小型繼電器，3套步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器等組件組成控制系統(tǒng)。其中，包括了同步帶輪18，皮帶19，半圓柱面透鏡的固定裝置20，半圓柱面透鏡21，同步帶輪22，固定支架23，以及步進(jìn)電機(jī)24。漫散射投影屏16為普通的透明度較高的漫散射投影屏，可以將激光指針及表盤數(shù)字投影在其上。本實(shí)用新型的工作過程為激光器發(fā)出激光，經(jīng)過激光全息光學(xué)元件后在屏幕透射出表盤數(shù)字，并繼續(xù)穿過激光全息光學(xué)元件，到達(dá)反射鏡，經(jīng)過反射鏡改變方向，入射到激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置，該裝置中的半圓柱面透鏡將光束展寬為一條細(xì)線，前進(jìn)至漫散射投影屏，作為鐘表的指針。為控制激光指針運(yùn)動(dòng)，使用控制電路來控制步進(jìn)電機(jī)24，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下方的同步帶輪18,通過皮帶19帶動(dòng)上方同步帶輪22,半圓柱面透鏡21通過固定裝置20隨上方同步帶輪22—起轉(zhuǎn)動(dòng)。為達(dá)到激光時(shí)鐘精確走時(shí)的要求，步進(jìn)電機(jī)選用1.8°的步進(jìn)角，以及I. 2A的相電流。采用3秒為一周期電機(jī)走3、3、4步的方法，使指針在每圈內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)60步,精確地進(jìn)行計(jì)步,從而實(shí)現(xiàn)指針的準(zhǔn)確走時(shí)。
權(quán)利要求1.一種基于全息投影技術(shù)的激光指針鐘，其特征在于它包括光源、激光指針、激光全息光學(xué)元件、激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置以及漫射投影屏，所述光源在最后端，其前依次放置激光全息光學(xué)元件、反射鏡和激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置；漫散射投影屏單獨(dú)放置在最前方以接收激光束形成的激光指針和表盤數(shù)字。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光指針鐘，其特征在于所述光源為紅、綠、藍(lán)三色激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光指針鐘，其特征在于所述激光指針是由激光光束投影到漫散射投影屏上形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光指針鐘，其特征在于所述激光全息光學(xué)元件是用來生成鐘的表盤數(shù)字，該元件為一個(gè)通過全息方法制作的、記錄有12個(gè)數(shù)字信息的激光全息光學(xué)元件，當(dāng)有激光從其后方照射時(shí)，在其前方放置的漫散射投影屏上會(huì)投影出這12個(gè)數(shù)字，從而產(chǎn)生鐘表數(shù)字。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光指針鐘，其特征在于所述激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝·置采用ATmegal6L芯片為主控芯片，以石英晶體振蕩器作為時(shí)間源，外圍芯片還包括有24C256存儲(chǔ)芯片，DS1302時(shí)間芯片，以及2個(gè)小型繼電器，3套步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器組件，由驅(qū)動(dòng)器來控制步進(jìn)電機(jī)精確轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為各表針相應(yīng)的轉(zhuǎn)角度值，從而實(shí)現(xiàn)表針的精確走時(shí)。
專利摘要本新型實(shí)用公開了一種基于全息投影技術(shù)的激光指針鐘，包括光源、激光指針、激光全息光學(xué)元件、激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置以及漫散射投影屏，所述光源在最后端，其前依次放置激光全息光學(xué)元件、反射鏡和激光指針生成和運(yùn)動(dòng)控制裝置；漫散射投影屏單獨(dú)放置在最前方以接收激光束形成的激光指針和表盤數(shù)字。本新型實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)是以激光作為指針，采用激光結(jié)合全息投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)表盤數(shù)字顯示，能夠在很大的空間上實(shí)現(xiàn)良好的投影效果；使用高透明度、高衍射效率的激光投影顯示；其結(jié)構(gòu)新穎，具有良好的空間展示效果。
文檔編號(hào)G04B19/34GK202533723SQ20122012631
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者于佳, 吳學(xué)利, 戴光耀, 舒浩 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)