CN101276523A - 星空投影 - Google Patents

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Abstract

一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。

Description

星空投影
相关申请的交叉引用
本申请要求以于2007年3月23日提交的美国专利申请流水号11/726,978作为优先权的基础。
技术领域
本发明总体涉及投影装置，更具体而言，涉及移动星空(starfield)投影装置。
背景技术
投影装置应用于家庭、办公室、建筑照明以及天象馆应用等。本领域已开发了若干个投影装置。Sadler的美国专利No.7,004,588公开了一种天象投影仪，该天象投影仪包括点光源、罩和被置于罩内的光色散透镜组件，该点光源具有基本对称的光强度和小于约2mm的视在截面，能够产生具有某一锥角的高强度光束，该罩具有不透明区域和对应于各个天星的位置的透明区域，其中该罩包括内表面和外表面。该投影仪还包括便携式点光源，该便携式点光源包括光源、聚光元件和适用于提供具有小截面积的高强度光的光导管。
Hinkle的美国专利No.5,082,447公开了一种星投影装置，该星投影装置由被折叠来形成六面立体罩的不透明膜片构成，该膜具有遍布其整个区域的多个透明点，这些透明点在被投影到周围表面上时表示星位置，一个小的类似点的光源被置于该罩的中心，用于同时通过该罩的所有六个面发射光，以产生星的大体360度视野的不大(less)的投影到周围表面上。附近的星由自透明点起的、表示与星的放大的日心视差运动对应的矢量的线状延伸表示。
Kuehn的美国专利No.4,776,666公开了一种改进的投影仪，该投影仪通过使用光纤光导来增加投影天空的亮度和辉度(brilliance)，用于在天象馆中对恒星投影。该装置包括至少一个光源、一个聚光器、一个星形板(star plate)或样板以及一个透镜，其对天象馆穹顶上的星形板样板投影。在聚光器和相关的星形板或样板之间设置有光纤光缆，该光纤光缆的光进入端面向该聚光器，并且该光纤光缆由光纤光导或光纤光导束构成。该光纤光缆的另一端被分成光纤光导和/或光纤光导束，该光纤光导和/或光纤光导束的光出射端被分配到星形板或样板上待照亮的位置。尽管上述装置对星投影，但本发明的装置的不同之处在于，它提供移动的星空以及深蓝色的云。另外，本发明所使用的诸如光源和光学元件之类的装置及其产生移动的星空和类似深蓝色云的效果的配置是不同的。
发明内容
本发明是一种投影装置，该投影装置产生移动的星空和类似深蓝色云的效果。该装置主要包括相干光源和非相干光源以及多个光学元件。相干光源是单色激光，非相干光源是发光二极管(LED)。产生类似深蓝色云的效果的装置包括LED、干涉滤光盘、内聚光透镜和外聚光透镜以及第一电动机。干涉盘位于内聚光透镜和外聚光透镜之间。LED位于内透镜后面。来自LED的光通过这些透镜和干涉盘。第一电动机使干涉滤光盘旋转，这产生缓慢移动的深蓝色云的效果。
移动星空产生装置包括激光、光栅盘、两个衍射光学元件和第二电动机。衍射光学元件位于光栅盘和激光之间。来自激光的光通过衍射光学元件和光栅盘，同时第二电动机使光栅盘旋转，以产生移动的星空的效果。电源和调节装置控制电动机和光源的运行。
附图说明
图1是本发明的星空投影装置的功能框图。
附图参考标号
10    星空投影装置
12    干涉滤光盘
14    光栅盘
16    激光二极管
18    发光二极管(LED)
20    第一电动机
22    第二电动机
24    全波桥式整流滤波器
26    电动机电流控制单元
28    LED电流调节器
30    激光二极管电源
32    内聚光透镜
34    外聚光透镜
36    衍射光学元件
具体实施方式
参照附图，图解了本发明的星空投影装置的优选实施方案，该优选实施方案总体如图1中所示。本发明产生移动的星空以及类似深蓝色云的效果。
参照图1，星空投影装置10包括相干光源和非相干光源、电源和调节装置、一对聚光透镜——内聚光透镜32和外聚光透镜34、干涉盘12、光栅盘14、一对衍射光学元件36和一对电动机。相干光源包括单色激光16，非相干光源包括一对发光二极管(LED)18。
电源和调节装置包括交流电源、全波桥式整流滤波电路24、电动机电流控制单元26、LED电流调节器28和激光二极管电源30。交流输入由全波桥式整流滤波电路24整流和滤波以得到所需的直流输出。直流输出被输入LED电流调节器28、激光二极管电源30和电动机电流控制单元26。
包括LED 18、第一电动机20、干涉滤光盘12以及内聚光透镜32和外聚光透镜34的结构产生类似深蓝色云的效果。干涉滤光盘12被置于如图1所示的内透镜32和外透镜34之间。外透镜34比内透镜32大。在一个实施方案中，将50mm的聚光透镜用于外透镜34，将10mm的聚光透镜用于内透镜32。干涉滤光盘12由第一电动机20旋转。来自LED 18的光束通过内透镜32和旋转的干涉滤光盘12，并最终由外聚光透镜34会聚和改变方向，以产生类似云的效果。由于干涉滤光盘12的周期性旋转，云缓慢移动。云具有深蓝色，但可按其它颜色产生，具有其它特征。
仍然参照图1，通过使用光栅盘14、第二电动机22、衍射光学元件36和激光16产生星空的运动。第二电动机22用于旋转光栅盘14。电动机电流控制单元26控制第二电动机22的运行。衍射光学元件36被置于光栅盘14和激光16之间。来自激光16的光束通过衍射光学元件36。衍射光学元件36的光输出通过旋转的光栅盘14，以由于衍射光束的干涉而产生亮点。所产生的亮点表现为星星。光栅盘14的周期性旋转引起星空的运动。电动机控制单元用来控制第二电动机的速度或每分钟的转数(rmp)。星在深蓝色云上成层。
在包括任何所附权利要求书、摘要和附图在内的本说明书中公开的所有特征，可以用具有相同、等同或类似功用的可供选择的特征代替，除非另有明确说明。因此，除非另作明确说明，所公开的每个特征仅是一类一系列等同或类似特征的一个例子。
权利要求中任何未明确陈述“用于”执行指定功能“的装置”或“用于”执行指定功能“的步骤”的要素均不应被解释为35U.S.C.第112节第6段所规定的“装置”或“步骤”条款。具体而言，本文中在权利要求书中使用“……的步骤”意不在使用35U.S.C.第112节第6段的规定。
尽管已经示出并描述了本发明的优选实施方案，但可以对所述优选实施方案进行各种改变和替换而不偏离本发明的精神和范围。因此，应该理解，已经以示例而非限制的方式描述了本发明。

Claims (16)

1.一种投影装置，包括：
至少一个衍射光源；
至少一个相干光源，所述至少一个相干光源被设置成在被供应以动力时使光通过所述至少一个衍射光源；以及
电源，其中所述至少一个相干光源和所述至少一个衍射光源在被供应以来自所述电源的动力时产生星空。
2.权利要求1所述的投影装置，还包括：
光栅盘，其中所述至少一个衍射光源被置于所述至少一个相干光源和所述光栅盘之间；以及
用于使所述光栅盘旋转的第一电动机，其中所述至少一个相干光源、所述光栅盘、所述至少一个衍射光源和所述第一电动机在被供应以来自所述电源的动力时适于产生移动的星空。
3.权利要求1所述的投影装置，还包括：
至少一个非相干光源；
第一聚光透镜；
至少一个干涉盘，所述至少一个干涉盘被置于所述非相干光源和所述第一聚光透镜之间；
用于使所述干涉盘旋转的第二电动机，其中所述至少一个非相干光源、所述干涉盘、所述第一聚光透镜和所述第二电动机在被供应以来自所述电源的动力时产生类似云的效果。
4.权利要求2所述的投影装置，其中所述移动的星空通过所述光栅盘的周期性旋转产生。
5.权利要求2所述的投影装置，还包括用于控制所述第一电动机的速度或每分钟的转数的电动机控制单元。
6.权利要求2所述的投影装置，其中所述第一电动机包括直流电动机，动力通过全波桥式整流滤波器提供给所述第一电动机。
7.权利要求2所述的投影装置，还包括第二聚光透镜，其中所述第一和第二聚光透镜包括外聚光透镜和内聚光透镜，并且其中，在运行中，来自所述至少一个非相干光源的光通过所述内聚光透镜和旋转的干涉滤光盘，并最终由所述外聚光透镜会聚和改变方向，以产生类似云的效果。
8.权利要求1所述的投影装置，其中所述至少一个相干光源是单色激光。
9.权利要求3所述的投影装置，其中所述第二电动机包括交流电动机。
10.权利要求3所述的投影装置，还包括用于控制所述第二电动机的速度或每分钟的转数的电动机控制单元。
11.权利要求3所述的投影装置，其中所述至少一个非相干光源是发光二极管(LED)。
12.权利要求3所述的投影装置，其中所述星空在所述类似云的效果上成层。
13.一种产生星空的方法，包括：
使来自相干光源的光通过至少一个衍射光学元件，其中至少一个相干光源被设置成在被供应以动力时使光通过所述至少一个衍射光学元件。
14.权利要求13所述的方法，还包括：
使来自所述相干光源的光通过光栅盘；以及
使所述光栅盘旋转，其中旋转由连接到所述光栅盘上的第一电动机实现。
15.权利要求14所述的方法，还包括：
使来自非相干光源的光通过第一聚光透镜和干涉盘，其中所述干涉盘被置于所述非相干光源和聚光透镜对之间；以及
使所述干涉盘旋转，其中旋转由连接到所述干涉盘上的第二电动机实现，并且其中来自所述非相干光源的通过所述第一聚光透镜和所述干涉盘的光产生类似云的效果。
16.权利要求15所述的方法，还包括使来自所述非相干光源的光通过第二聚光透镜，其中所述第一和第二聚光透镜包括外聚光透镜和内聚光透镜，并且其中，在运行中，来自至少一个非相干光源的光通过所述内聚光透镜和旋转的干涉滤光盘，并最终由所述外聚光透镜会聚和改变方向，以产生所述类似云的效果。
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