专利名称：满屋彩虹投射仪的制作方法
技术领域：
我曾经梦想有一盏灯，它会使房间布满七彩光芒，以温暖和慰藉每一颗孤寂的心。
背景技术：
现有彩虹灯具大多只是灯具或者是灯罩本身呈现彩虹。向周围的空间投射彩虹的 灯具，又多是其彩虹成像经不起光路分析，也就是说其成像彩虹十分模糊。能够真正投射出 象样的七色彩虹的灯具好像只有一种，叫做彩虹投影仪，但它只能在墙壁上投影出一道较 小的彩虹，而且使用干电池。
发明内容
此灯具会向周围的所有空间全方位投射并布满近百道彩虹，墙壁和顶棚将会被道 道彩虹所占据，居室将变成为一个七彩梦境。如果加以电动旋转，则所有的彩虹将一齐旋 转，歌舞厅将变得超具动感与浪漫。您眼中的发光源颜色随着您所处位置的不同而变化。其实本灯具是由透明球壳形灯罩和居于球心的一只白炽灯泡构成(灯座随便做 一个就行)。透明球壳形灯罩可以看成是由许多个弧形(月牙形)三棱凸透镜合围而成的 一个整体(见附图1)。白炽灯与每个弧形三棱凸透镜均构成一个独立的发光投射单元，灯光透过每一个 弧形三棱凸透镜均投射出一道彩虹。近百个弧形三棱凸透镜向心合围而成球壳形灯罩。附图2至附图5是弧形三棱凸透镜设计原理、也就是由直三棱镜至弧形三棱凸透 镜的演变过程。
图1是透明球壳形灯罩剖面构造图。图2是阳光透过三棱镜之截面光路图。图3是点光源光线透过三棱凸透镜之截面光路图。图4是阳光透过三棱镜立体光路简图。图5是点光源光线透过弧形三棱凸透镜立体光路简图。 图6是弧形三棱凸透镜径向截面中外凸弧取值依据图。
图7是弧形三棱凸透镜径向截面中内角取值依据图。其中图3也就是点光源光线透过弧形三棱凸透镜径向截面光路图。由图2至图5可以看出，对于平行光线(阳光)，直三棱镜可以有效进行光的色散， 而与点光源之发散光线相对应的就应该是弧形三棱凸透镜。此彩虹投射仪全方位投射，其结构与功能唯美统一，其成像经得起光路分析，也就 是说其成像彩虹十分清晰。具体实施方案在这里灯罩材质选取玻璃，灯罩直径选取30厘米。由于球壳形灯罩由许多弧形(月牙形)三棱凸透镜合围而成，那么灯罩的确定也 就是弧形三棱凸透镜的确定。1.弧形三棱凸透镜径向截面形状及大小的确定(1)其截面中外凸弧半径的计算见附图6，截面中外凸弧A^B弧的作用是将点 光源之发散光线聚合为平行光线。在这里，玻璃折射率为1. 52，凸透镜焦距f就是灯罩半径 R0则A彳B弧半径r的计算结果为r = 0. 67R = 9. 98厘米。(2)其截面中角度的选取我们知道入射角增大，则折射角增大，同时不同色光的折射差角呈非线性急剧增 大。例如在光线由玻璃中向空气中折射时(红光折射率为1.503，紫光折射率为1.532)，当 入射角为15度时，红光与紫光的折射角相差为0. 4度。当入射角为40度时，红光与紫光的 折射角相差达4. 89度。但随着折射角的增大，其光线透射率会减小。选取截面形状见附图7，截面中Z B为直角，Z A就等于入射角，这里选取Z A为 40度。选取此截面，其对不同色光的分光效果十分显著。(3)其截面大小的确定由于红光与紫光的折射差角为4. 89度，那么每条彩虹应当分割4. 89度的坚向空 间。我们让各道彩虹之间留一点间隔距离，这样每道彩虹即每个弧形三棱凸透镜实际占取 6度的空间。那么球壳形透明灯罩应该为360 + 6 = 60个弧形三棱凸透镜合围而成。赤道处弧形三棱透镜截面(附图7)中线段AB = 2 π R+60 = 1. 57厘米。2.白炽灯泡灯丝形状的选取由于实际灯泡并非理想点光源，为了有效减小彩虹成像误差，其灯泡灯丝必须是 一根竖向灯丝。当附图5中的点光源在上下移动少许的情况下，其光路图虽有变化，但其弧 形成像带只会沿其弧形作圆周运动而其弧形成像带的圆心及半径之变化却小得可以忽略 不计。也就是说不同颜色的光带只会径向延伸而不会重叠混合。
权利要求
一种灯具。此投射仪由透明球壳形灯罩和位于球心的一只光源灯泡构成。其特征是透明球壳形灯罩可以看成是由许多个弧形三棱凸透镜合围而成的一个整体。
2.根据权利要求1所述之灯具，其特征是弧形三棱凸透镜为弧形三棱镜，并且其径向 截面三角形的一条边外凸，弧形三棱凸透镜对来自对应圆心的点光源光线不但起折射色散 作用，而且在其径向截面上对光线起聚合作用(见图5)。
全文摘要
一种灯具。此投射仪会向四面八方的空间投射并布满近百道七色彩红。此投射仪是由透明的球壳形灯罩和居于球心的一只光源灯泡构成。透明球壳形灯罩可以看成是由近百个弧形(月牙形)三棱凸透镜合围而成。光源灯透过每一个弧形三棱凸透镜均投射出一道彩虹。
文档编号F21S2/00GK101818863SQ20101010602
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月13日
发明者陈国亮 申请人:陈国亮