房若宇

（浙江大学 物理系，浙江 杭州 310027）

作为虚拟成像技术之一，三维投影系统利用光的干涉和衍射原理实现图像的立体三维静态或动态展示，不仅是高校物理实验课程中光学实验部分的教学内容之一[1-5]；因其能够在不需要佩戴3D眼镜的情况下看到立体的图像，也具有在商业及博物馆展品展示和课堂形象化教学方面的实际应用价值[6-8]。但是目前的三维成像系统大多技术工艺复杂、成本高昂且不便携带，不适合日常使用和推广。在以往的大学物理实验教学工作中，设计和构建了系列基于多棱锥的三维立体投影装置，应用于大学生探索性实验的教学，取得了良好的效果[9-11]。在此基础上，本文设计和引入了可收合成像系统与投影源升降旋转系统，并实现了电气化控制，构建了一种便携式可收纳型立体投影装置，由此实现了良好的自动控制和三维动态成像效果。该装置设计简明、操作方便、成本低廉；成像便于操控、效果逼真；并且收纳和携带方便；在课堂教学和实际三维展示方面具有一定的实用价值。

1 开合式三维成像系统的设计和构建

1.1 成像系统

实验中采用由透明材质薄板（市售聚甲基丙烯酸甲酯板，即亚克力板）组成的六棱锥三维立体成像系统[9]。亚克力板厚度过高（如5 mm）会产生重影，导致成像效果不佳，为兼顾投影效果与结构强度，采用厚度为1~2 mm的亚克力板搭建该成像系统。

该六棱锥由6个等腰梯形亚克力板构成，其设计尺寸如图1所示。……