一种星空投影灯及其星云生成方法与流程

本发明涉及投影灯领域，尤其涉及一种星空投影灯及用于上述星空投影灯的星云生成方法。

背景技术：

星空投影灯是一种能够产生动态星云效果的投影设备，其常常应用于居家、汽车、娱乐场所等作为氛围灯来使用。星空投影灯通常是由光束照射在旋转的干涉盘上产生动态的星云效果，甚至能够模拟星星眨眼等动作。

中国专利文献公开号cn101276523b公开了种用于产生移动的星空和类似云的效果的投影装置，包括用于利用至少一个非相干光源产生类似云的效果的装置、用于利用至少一个相干光源产生移动的星空的装置以及用于调节和提供电功率的装置。该用于利用至少一个非相干光源产生类似云的效果的装置包括至少一对聚光透镜和由电动机旋转的干涉滤光盘，该干涉滤光盘被置于至少一对聚光透镜之间。该用于利用相干光源产生移动的星空的装置包括由电动机旋转的光栅盘和被置于至少一个相干光源和光栅盘之间的衍射光学元件。中国专利文献公开号cn108613048a一种星空投影灯，沿光路依次包括光源、聚焦透镜、图案片、分束单元、准直透镜和反射镜阵列。所述分束单元可以将一束光分成多束传播角度不同的子光束，不同子光束经准直透镜准直后入射到反射镜阵列，同时反射镜阵列包含有多个小反射镜，这样便可以在反射镜阵列所包含的小反射镜数量有限的情况下，增加投影图案的数量，扩大了照明面积。上述专利均采用光束直接经过旋转干涉盘而产生动态星云效果，容易造成光强大的部分过于明亮而刺眼，不利于长时间观看星云的动态变化。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种星空投影灯，其光束经过多次折射、反射再折射后通过透镜进行放大，使得生成星空不会过于明亮刺眼，图案过渡处柔和感更佳，有效增强星空的层次感。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种星空投影灯，包括至少一个的光束生成器；

用于产生星云效果的干涉片；所述光束生成器置于所述干涉片的一侧，所述光束生成器生成的光束沿入射光路照射在所述干涉片的一侧面上；

反射镜；所述反射镜置于所述干涉片的另一侧，所述干涉片被所述光束照射后，光束中的光线在所述干涉片及所述反射镜的作用下经过反射、或者折射后一次反射再折射或者折射后多次反射再折射后穿过所述干涉片；

至少一个的第一透镜；位于所述干涉片的出射光路上，从所述干涉片射出的光束经过至少一个的所述第一透镜后形成移动的星云层次投影。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括固定筒及第一电机，所述干涉片固定在所述固定筒的一端开口处，所述反射镜位于所述干涉片与所述固定筒的槽底板之间，所述第一电机的动力输出轴与所述槽底板相连，所述第一电机旋转时通过所述固定筒旋转带动所述干涉片与所述反射镜旋转。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括连接轴及第一电机，所述第一电机的通过所述连接轴与所述干涉片相连，所述反射镜位于所述连接轴的一侧，所述反射镜的中轴线与所述连接轴平行，所述第一电机旋转时通过所述连接轴带动所述干涉片旋转，所述反射镜不动。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于控制第一电机的转速与旋转周期的电机控制单元，通过所述电机控制单元控制所述第一电机以调整所述星云层次投影中星云的移动速度。

本发明的进一步地技术方案在于，所述光束生成器包括第一光源及聚光杯，所述第一光源产生的光线经由所述聚光杯的聚光作用后生成光束，所述光束沿入射光路照射在所述干涉片的一侧面上。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于控制第一光源光强的第一光源控制单元，通过所述第一光源控制单元控制所述第一光源以调整所述星云层次投影中星云的光亮程度。

本发明的进一步地技术方案在于，所述聚光杯的中轴线与至少一个的所述第一透镜的中轴线垂直，所述反射镜的中轴线与所述干涉片的中轴线平行或重合，所述干涉片的中轴线与所述第一透镜的中轴线之间的夹角为30°～50°；入射光柱的投影位于所述干涉片一侧面的下部，出射光柱的投影位于所述干涉片一侧面的上部，至少一个的所述第一透镜位于所述出射光柱上。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于产生星星效果的星星投射器，所述星星投射器产生的所述星星投影投射在所述星云投影上形成星空投影。

本发明的进一步地技术方案在于，所述星星投射器包括光栅片及激光二极管，所述激光二极管产生的光束投射在所述光栅片上产生所述星星投影。

本发明的进一步地技术方案在于，所述星星投射器包括第二电机、第一光栅片、第二光栅片及激光二极管，所述第二电机的动力输出端与所述第二光栅片相连以驱动所述第二光栅片旋转，所述激光二极管发出的光束依次经过所述第一光栅片及一部分旋转的所述第二光栅片上产生移动的所述星星投影。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于控制第二电机转速与旋转周期的电机控制单元，通过所述电机控制单元控制所述第二电机以调整所述星星投影中星星的移动速度。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于控制激光二极管的第二光源控制单元，通过所述第二光源控制单元控制所述激光二极管以调整所述星星投影中星星的光亮程度。

本发明的进一步地技术方案在于，所述星星投射器包括第三电机、孔状挡光片、第三光栅片、第四光栅片及激光二极管，所述第三电机的动力输出端与所述孔状挡光片相连以驱动所述孔状挡光片旋转，所述激光二极管发出的光束依次经过所述第三光栅片及旋转的孔状挡光片、所述第四光栅片上产生眨眼的所述星星投影。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于控制第三电机转速与旋转周期的电机控制单元，通过所述电机控制单元控制所述第三电机以调整所述星星投影中星星的眨眼频率。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括第四电机，所述第四电机驱动所述第三光栅片和/或所述第四光栅片旋转，所述激光二极管发出的光束依次经过旋转的所述第三光栅片及旋转的孔状挡光片、所述第四光栅片上产生眨眼且旋转的所述星星投影或者所述激光二极管发出的光束依次经过所述第三光栅片及旋转的孔状挡光片、旋转的所述第四光栅片上产生眨眼且移动的所述星星投影。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括用于产生影像图的影像投射器，所述星星投射器产生的所述影像图投射在星云投影上或者星空投影上，形成带有影像的所述星云投影或者带有影像的所述星空投影。

本发明的进一步地技术方案在于，所述影像投射器包括用于产生影像图的灯片、至少一个的第二透镜、聚光透镜以及第二光源，所述第二光源产生的光线经由所述聚光透镜的聚光作用后形成光束照射至所述灯片上，并经由至少一个的所述第二透镜放大后形成影像图。

本发明的进一步地技术方案在于，还包括交直流转换单元，所述交直流转换单元通过其整流电路整流后为电机控制单元及光源控制单元供电。

本发明的进一步地技术方案在于，至少一个的第一透镜的焦点位于所述干涉片的一侧面上。

本发明还提供的一种用于星空投影灯的星云生成方法，按如下步骤实施：

s00：第一电机驱动用于产生星云效果的干涉片及反射镜旋转；

s10：光束生成器生成的光束照射在旋转的干涉片的一侧面上，所述干涉片的一侧面被所述光束照射后，光束中的光线在所述干涉片及所述反射镜的作用下经过反射或者折射后经所述反射镜一次反射再折射或者折射后经所述反射镜与所述干涉片另一侧面多次反射再折射后穿过所述干涉片的一侧面射出；

s20：从所述干涉片的一侧面射出的光束经过至少一个的所述第一透镜后形成移动的星云层次投影，并将所述星云层次投影投射在被投射体上。

本发明的有益效果为：

本发明提供的星空投影灯其光束生成器产生的光束沿入射光路照射在干涉片的一侧面上，光束中的光线在干涉片及反射镜的作用下经过反射或者折射后经反射镜一次反射再折射或者折射后经反射镜与干涉片另一侧面多次反射再折射后穿过干涉片的一侧面射出通过透镜进行放大，使得生成星空不会过于明亮刺眼，图案过渡处柔和感更佳，有效增强星空的层次感。本发明提供的星空投影灯由于入射光束会覆盖绝大部分干涉片且入射光与出射光垂直，对干涉片的面积利用率更高，这利于让星空投影灯布局更加合理且结构更加紧凑，如公开号cn101276523b公开的用于产生移动的星空和类似云的效果的投影装置尤其光源、聚光透镜、干涉盘以及放大透镜均采用竖向分布，明显会占用更大的空间，而且其干涉盘的利用率低，投射同样面积图案其需要更大的干涉盘。

附图说明

图1是本发明实施例一中提供的星空投影灯的结构示意图；

图2是本发明实施例二中提供的星空投影灯的结构示意图；

图3是本发明实施例三中提供的星空投影灯的结构示意图；

图4是本发明实施例四中提供的星空投影灯的结构示意图；

图5是本发明实施例五中提供的星空投影灯的结构示意图；

图6是本发明实施例五中提供的孔状挡光片的俯视图；

图7是本发明实施例六中提供的星空投影灯的结构示意图；

图8是本发明实施例七中提供的星空投影灯的结构示意图；

图9是本发明实施例八中提供的星空投影灯的结构示意图；

图10是本发明实施例九中提供的星空投影灯的结构示意图。

图中：

2、干涉片；3、反射镜；41、第一透镜；5、固定筒；61、第一电机；7、电机控制单元；11、聚光杯；12、第一光源；81、第一光源控制单元；82、第二光源控制单元；9、交直流转换单元；10、连接轴；62、第二电机；201、光栅片；011、第一光栅片；012、第二光栅片；202、激光二极管；63、第三电机；40、孔状挡光片；401、第三光栅片；402、第四光栅片；301、灯片；302、第二透镜；303、聚光透镜；13、第二光源；403、圆孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施例中提供的星空投影灯包括至少一个的光束生成器、用于产生星云效果的干涉片2、反射镜3以及至少一个的第一透镜41，光束生成器置于干涉片2的一侧，光束生成器生成光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上，反射镜3置于干涉片2的另一侧，干涉片2被光束照射后，其光束中的一部分光线遇到干涉片2的一侧面后被直接反射，另一部分光线先第一次穿过干涉片2后到达反射镜3，并经由反射镜3反射后光束第二次穿过干涉片2并射出，还有一部分光线先第一次穿过干涉片2后到达反射镜3，并经由经由反射镜3及干涉片2的另一侧面多次反射后光束第二次穿过干涉片2并射出，至少一个的第一透镜41位于干涉片2的出射光路上，从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影，星云层次投影相对于普通星云投影更加具有远近的距离感，让移动星空有浩瀚无边的神秘感，光束生成器产生的光束经反射或者折射后一次反射再折射或者折射后多次反射再折射后光强是适当衰减，使得生成星空不会类似现有技术中直射方式过于明亮刺眼，图案过渡处柔和感更佳，当然为了避免光束生成器的光强不够，本实施例中提供的星空投影灯也可以采用多个光束生成器或者适当增大光束生成器的光照强度。至少一个的第一透镜41的数量则通常优选为两个，至少一个的光束生成器的数量则通常优选为一个，至少一个的第一透镜41的焦点优选地位于干涉片2的一侧面上，以便合理控制至少一个的第一透镜41与干涉片2之间距离。

为了生成移动的星空，进一步地，本实施例中提供的星空投影灯还包括固定筒5及第一电机61，第一电机61受控于电机控制单元7，由电机控制单元7控制第一电机61的转速及旋转周期，通过电机控制单元7控制第一电机61以调整星云层次投影中星云的移动速度。干涉片2固定在固定筒5的一端开口处，反射镜3位于干涉片2与固定筒5的槽底板之间，第一电机61的动力输出轴与槽底板相连，第一电机61旋转时通过固定筒5旋转带动干涉片2与反射镜3旋转。由于反射镜3的反射作用改变了光速的出射角度，并且能够大部分光束能够至少两次的穿过干涉片2，这就使得光束生成器与至少一个的第一透镜41均能够位于干涉片2的同一侧面，这样第一电机61旋转时其旋转轴不会干扰光束生成器的光路，而现有技术中提供的用于产生移动的星空和类似云的效果的投影装置显然只能利用其光栅盘的一小部分作为工作图案，由此可见采用本申请提供的星空投影灯，其对干涉片2表面积的利用率更高，利于设备缩小体积。

为了生成光束进行投影，进一步地，光束生成器包括第一光源12及聚光杯11，第一光源12受控于第一光源控制单元81，第一光源控制单元81控制第一光源12的开关及光强，通过第一光源控制单元81控制第一光源12以调整星云层次投影中星云的光亮程度，第一光源12位于聚光杯11的一侧，第一光源12的中轴线与聚光杯11的中轴线同轴，第一光源12产生的光线经由聚光杯11的聚光作用后生成光束，光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上。

为了使得星云层次投影的星空投影案形成的形状更加规整，进一步地，聚光杯11的中轴线与至少一个的第一透镜41的中轴线垂直，反射镜3的中轴线与干涉片2的中轴线平行，优选地，干涉片2的中轴线与第一透镜41的中轴线之间的夹角为30°～50°，进一步优选地，干涉片2的中轴线与第一透镜41的中轴线之间的夹角为40°，理论上干涉片2和反射镜3采用45°作用的斜向分布能够使得星云层次投影的星空投影案更加规整，但由于干涉片2的一侧面或者两侧面是凹凸不平故优选夹角为40°。入射光柱的投影位于干涉片2一侧面的下部，出射光柱的投影位于干涉片2一侧面的上部，至少一个的第一透镜41位于出射光柱上，这种设置方式有利于增大的利用面积，也即缩小设备体积。

为了给本实施例中提供的星空投影灯进行供电，本实施例中提供的星空投影灯还包括交直流转换单元9，交直流转换单元9通过其整流电路整流后为电机控制单元7及第一光源控制单元81供电，以便于二者实施其控制功能。

实施例二

如图2所示，本实施例中提供的星空投影灯包括至少一个的光束生成器、用于产生星云效果的干涉片2、反射镜3以及至少一个的第一透镜41，光束生成器置于干涉片2的一侧，光束生成器生成光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上，反射镜3置于干涉片2的另一侧，至少一个的第一透镜41位于干涉片2的出射光路上，从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影。本实施例中提供的星空投影灯还包括连接轴10及第一电机61，第一电机61受控于电机控制单元7，由电机控制单元7控制第一电机61的转速及旋转周期，通过电机控制单元7控制第一电机61以调整星云层次投影中星云的移动速度，第一电机61的通过连接轴10与干涉片2相连，反射镜3位于连接轴10的一侧，反射镜3的中轴线与连接轴10平行，第一电机61旋转时通过连接轴10带动干涉片2旋转，反射镜3不动。本实施例与实施例一的不同之处在于，反射镜3不动，而且干涉片2仅仅利用了一部分，这种布局方式同样能够达到经过反射、或者折射后一次反射再折射或者折射后多次反射再折射后穿过干涉片2的技术效果，适用于竖向较高的星空投影灯。

实施例三

如图3所示，本实施例中提供的星空投影灯本实施例中提供的星空投影灯包括至少一个的光束生成器、用于产生星云效果的干涉片2、反射镜3以及至少一个的第一透镜41，光束生成器置于干涉片2的一侧，光束生成器生成光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上，反射镜3置于干涉片2的另一侧，至少一个的第一透镜41位于干涉片2的出射光路上，从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影。本实施例中提供的星空投影灯还包括还包括用于产生星星效果的星星投射器，星星投射器产生的星星投影投射在星云投影上形成星空投影。进一步优选地，星星投射器包括光栅片201及激光二极管202，光栅片201位于激光二极管202的出射光路上，激光二极管202受控于第二光源控制单元82，第二光源控制单元82控制激光二极管202以调整星星投影中星星的光亮程度，当激光二极管202产生的光束投射在光栅片201上后生成静止的星星投影。

实施例四

如图4所示，本实施例中提供的星空投影灯本实施例中提供的星空投影灯包括至少一个的光束生成器、用于产生星云效果的干涉片2、反射镜3以及至少一个的第一透镜41，光束生成器置于干涉片2的一侧，光束生成器生成光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上，反射镜3置于干涉片2的另一侧，至少一个的第一透镜41位于干涉片2的出射光路上，从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影。本实施例中提供的星空投影灯还包括用于产生星星效果的星星投射器，星星投射器产生的星星投影投射在星云投影上形成星空投影。进一步地，星星投射器包括第二电机62、第一光栅片011、第二光栅片012及激光二极管202，第二电机62的动力输出端与第二光栅片012相连以驱动第二光栅片012旋转，激光二极管202发出的光束依次经过第一光栅片011及一部分旋转的第二光栅片012上产生移动的星星投影，第二电机62受控于电机控制单元7，由电机控制单元7控制第二电机62的转速及旋转周期，通过电机控制单元7控制第二电机62以调整星星投影中星星的移动速度，激光二极管202受控于第二光源控制单元82，第二光源控制单元82控制激光二极管202以调整星星投影中星星的光亮程度，激光二极管202产生的光束照射在第一光栅片011上形成若干较大的星星投影光柱，星星投影光柱射向第二光栅片012的一部分，也即与第一光栅片011正对的那一部分，在第二电机62驱动下第二光栅片012旋转形成动态的星星投影。

实施例五

如图5所示，本实施例中提供的星空投影灯包括至少一个的光束生成器、用于产生星云效果的干涉片2、反射镜3以及至少一个的第一透镜41，光束生成器置于干涉片2的一侧，光束生成器生成光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上，反射镜3置于干涉片2的另一侧，至少一个的第一透镜41位于干涉片2的出射光路上，从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影。本实施例中提供的星空投影灯还包括第三电机63、孔状挡光片40、第三光栅片401、第四光栅片402及激光二极管202，第三电机63的动力输出端与孔状挡光片40相连以驱动孔状挡光片40旋转，孔状挡光片40上设置若干圆孔403，激光二极管202发出的光束依次经过第三光栅片401形成若干光柱，再旋转的孔状挡光片40会在若干圆孔403的作用下使得一部分圆孔403被遮挡，这样第四光栅片402就只能对没有被遮挡的光柱进行分光从而形成星星投影，由于被遮挡使得第四光栅片402上产生眨眼的星星投影。进一步地，还包括用于控制第三电机63转速与旋转周期的电机控制单元7，通过电机控制单元7控制第三电机63以调整星星投影中星星的眨眼频率。进一步优选地，星空投影灯还包括第四电机，第四电机驱动第三光栅片401和/或第四光栅片402旋转，激光二极管202发出的光束依次经过旋转的第三光栅片401及旋转的孔状挡光片40、第四光栅片402上产生眨眼且旋转的星星投影或者激光二极管202发出的光束依次经过第三光栅片401及旋转的孔状挡光片40、旋转的第四光栅片402上产生眨眼且移动的星星投影，由于本实施例提供的星空投影灯同时具有孔状挡光片40和旋转的光栅片，这样就使得移动的星星投影中的部分星星被遮挡，最终形成眨眼且移动的星星投影。

实施例六

如图6所示，本实施例中提供的星空投影灯包括至少一个的光束生成器、用于产生星云效果的干涉片2、反射镜3以及至少一个的第一透镜41，光束生成器置于干涉片2的一侧，光束生成器生成光束沿入射光路照射在干涉片2的一侧面上，反射镜3置于干涉片2的另一侧，至少一个的第一透镜41位于干涉片2的出射光路上，从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影。本实施例中提供的星空投影灯还包括用于产生影像图的影像投射器，星星投射器产生的影像图投射在星云投影上或者星空投影上，形成带有影像的星云投影或者带有影像的星空投影。进一步地，星星投射器包括用于产生影像图的灯片301、至少一个的第二透镜302、聚光透镜303以及第二光源13，第二光源13产生的光线经由聚光透镜303的聚光作用后形成光束照射至301灯片上，并经由至少一个的第二透镜302放大后形成影像图，第二光源13受控于光源控制单元8，光源控制单元8控制第二光源13的开关及光强，至少一个的第二透镜302的焦点优选地位于灯片301的一侧面上，以便合理控制至少一个的第二透镜302与灯片301之间距离，第二光源13产生的光线经由聚光透镜303的聚光作用后形成光束，光束照射至灯片301上，形成影像图投影。灯片301上的影像可由用户自定义，如：月亮影像、嫦娥奔月、银河等影像。

实施例七、实施例八以及实施例九

将实施一、实施例三以及实施六相结合可形成实施例七，实施例七能够投射星云层次投影、静态星星投影以及静态影像图；将实施一、实施例四以及实施六相结合可形成实施例八，实施例七能够投射星云层次投影、动态星星投影以及静态影像图；将实施一、实施例五以及实施六相结合可形成实施例九，实施例九能够投射星云层次投影、眨眼星星投影以及静态影像图，这三种情形是上述实施例常见的结合场景，实际上可依据客户需求定制形成个性化组合方式。

实施例十

实施例十中提供的一种用于星空投影灯的星云生成方法，按如下步骤实施：

步骤s00：第一电机驱动用于产生星云效果的干涉片2及反射镜3旋转。

步骤s10：光束生成器生成的光束照射在旋转的干涉片2的一侧面上，干涉片2的一侧面被光束照射后，光束中的光线在干涉片2及反射镜3的作用下经过反射或者折射后经反射镜3一次反射再折射或者折射后经反射镜3与干涉片2另一侧面多次反射再折射后穿过干涉片2的一侧面射出。大部分光线通过干涉片2的一侧面直接反射或者在反射镜3的一次反射下两次穿过干涉片2或者在反射镜3与干涉片2之间多次反射后射向第一透镜41，这样生成的星云层次投影相对于普通星云投影更加具有远近的距离感，同时使得生成星空不会过于明亮刺眼，图案过渡处柔和感更佳，有效增强星空的层次感。

s20：从干涉片2的一侧面射出的光束经过至少一个的第一透镜41后形成移动的星云层次投影，并将星云层次投影投射在被投射体上，形成具有立体感的星云层次投影。其中，被投射体配置为墙体或者幕布等能够清晰投影的物体。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。