CN106016170A - 一种闪烁照明的激光灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闪烁照明的激光灯具，包括用于发射激光的光源组件、设置于所述光源组件的输出光路上的衍射光栅，以及设置于所述衍射光栅的输出光路上的可转动的光阑，所述光阑设有多个光阑孔，所述衍射光栅输出的光经过转动的光阑的光阑孔透射后形成随机闪烁的照明光斑。本发明在激光器的出射方向设置衍射光栅和动态旋转的光阑，通过衍射光栅实现多级衍射，将光束发散，通过转动的光阑破坏衍射光斑的规律，使光斑亮度不规则变化，部分变亮的同时另一部分可以变暗，且亮暗变化量也较为随机，整体照明效果类似萤火虫漫天飞舞，自然生动。

Description

一种闪烁照明的激光灯具

技术领域

本发明属于激光灯具技术领域，特别涉及一种闪烁照明的激光灯具。

背景技术

现有技术中存在一种萤火虫激光灯具，采用了激光衍射光栅技术，如图1，激光器01发射一束光，通过光栅02衍射出上千个光点，远处就像有很多发光的萤火虫；市面上此类灯具都是采用衍射原理，其缺点在于所有光点在同一时间的分布遵循光学衍射原理，是有规律的分布，其亮度是不变的，或者所有光点同时变亮或同时变暗，渲染效果较为刻板单一，不生动。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种闪烁照明的激光灯具，旨在实现亮暗随机变化，似萤火虫漫天飞舞的生动逼真的发光效果。

本发明是这样实现的，一种闪烁照明的激光灯具，包括用于发射激光的光源组件、设置于所述光源组件的输出光路上的衍射光栅，以及设置于所述衍射光栅的输出光路上的可转动的光阑，所述光阑设有多个光阑孔，所述衍射光栅输出的光经过转动的光阑的光阑孔透射后形成随机闪烁的照明光斑。

本发明在激光器的出射方向设置衍射光栅和动态旋转的光阑，通过衍射光栅实现多级衍射，将光束发散，通过转动的光阑破坏衍射光斑的规律，使光斑亮度不规则变化，部分变亮的同时另一部分可以变暗，且亮暗变化量也较为随机，整体照明效果类似萤火虫漫天飞舞，自然生动。

附图说明

图1是现有技术中激光灯具的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的闪烁照明的激光灯具的第一种结构示意图；

图3是图2所示结构的侧视图；

图4是本发明实施例提供的闪烁照明的激光灯具的光阑的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的闪烁照明的激光灯具的第二种结构示意图；

图6是图5所示结构的侧视图；

图7是本发明实施例提供的闪烁照明的激光灯具的第三种结构示意图；

图8是图7所示结构的部分结构示意图；

图9是本发明实施例提供的闪烁照明的激光灯具的外观分解结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅附图2～4，本发明实施例提供一种闪烁照明的激光灯具，能够实现萤火虫发光的自然随机的照明效果，该激光灯具包括用于发射激光的光源组件1、设置于光源组件1的输出光路上的衍射光栅2，以及设置于衍射光栅2的输出光路上的可转动的光阑3，光阑3设有多个可透光的光阑孔31，衍射光栅2输出的光经过转动的光阑3的光阑孔31透射后形成随机闪烁的照明光斑。

该光源组件1发出的激光经过衍射光栅2后发生衍射现象，一束激光光束发生多级衍射，通过合理设置光栅结构，例如一维光栅、二维光栅等实现在一个方向或正交的两个方向或多个方向的衍射，衍射光束的衍射角度按照等级有规律的分布，衍射等级越高，衍射角度越大，激光透射方向越发偏离原方向，进而，原来的小角度激光转换为大角度的大范围出射光束。该大角度光束再经过光阑3，由于光阑3是动态转动的，经过光阑孔31透射后会破坏衍射光斑的规律，使光斑亮度不规则变化，部分变亮的同时另一部分可以变暗，且亮暗变化量也较为随机，整体照明效果类似萤火虫漫天飞舞，自然生动。

进一步地，本发明实施例中的光阑3的结构可以有多种，作为第一种结构，如图2和图3，该光阑3为平面光阑3，具体可以是一圆形平面光阑，该平面光阑3与衍射光栅2同轴，且平面光阑3的中心穿设有转轴4，平面光阑3以该转轴4为轴自由转动。该转轴4可以连接于驱动机构5，该驱动机构5可以设置于光源组件1一侧，具体地，该转轴4可以穿过光源组件1连接到驱动机构5。当然，也可以在平面光阑3的周边连接转轴，该转轴于光源组件1外侧延伸至光源组件1后方连接驱动机构5。该驱动机构5带动转轴4转动，进而带动平面光阑3转动，且该转轴4不与光源组件1固定连接，以保持光源组件1固定不动。

作为光阑3的第二种结构，如图5和图6，光阑3为曲面光阑，曲面光阑3与衍射光栅2同轴，曲面光阑3的中心穿设有转轴4，曲面光阑3以转轴4为轴自由转动。该曲面光阑3具体可以是柱面的一部分或球面的一部分，且分别在相互正交的两个方向上对称。无论其采用何种结构，均可自其中心处法线方向设置转轴4，该转轴4可以穿过光源组件1连接一驱动机构5，当然也可以在曲面光阑3的周边连接转轴，该转轴于光源组件1外侧延伸至光源组件1后方连接一驱动机构5，还可以在曲面光阑3中心连接转轴，并使其背向光源组件1延伸以连接一驱动装置，这种结构的缺点是会增加激光灯具的长度。

作为光阑3的第三种结构，如图7和图8，光阑3为筒状光阑，光源组件1和衍射光栅2设置于筒状光阑3的内部，衍射光栅2的输出方向垂直于筒状光阑3的筒形表面，筒状光阑3的一端连接有用于驱动其绕自身中心轴转动的驱动机构5。该光阑3是圆柱形的筒状件，光源组件1和衍射光栅2由第一支撑件6固定，自该筒状件的一个开口端伸向筒状件的内部空间，在筒状件的另一端的外侧，设置驱动机构5，驱动机构5通过驱动轴连接筒状件的该端部，带动该光阑3转动。驱动机构5由和第二支撑件7支撑，该第一支撑件6和第二支撑件7同设置于一个底座8上。

在本发明实施例中，光阑孔31包括圆形孔311和腰形孔312，腰形孔312指条形的且两端为圆弧状的孔。圆形孔311和腰形孔312的孔径相对于光阑3面积较小，光阑孔31密集分布。作为一种分布方式，如图4，腰形孔312排列成多行，每行中的腰形孔312平行且相对该行的取向倾斜，并且等间隔分布，不同行的腰形孔312的倾斜方向一致，圆形孔311排列成多行，每行中的圆形孔311沿波浪线形均匀排布，腰形孔312排成的行与圆形孔311排成的行交替分布。进一步地，圆形孔311的直径和腰形孔312的宽度相同。具体地，圆形孔311的直径a为0.8—2mm，例如1.7mm，腰形孔312的宽度a为0.8-2mm，例如1.7mm，长度b为1.8-3.5mm，例如2.83mm，此处所述的“长度”指该腰形孔的较长直边的长度，其不包含两端弧形曲线的尺寸。若孔径过大，会造成闪烁的效果差，若孔径过小，会造成光弱，光损耗大，亮度不够。进一步地，光阑3距离衍射光栅2的距离为40-60mm，当距离小于40mm时，光源损耗大，亮度降低；当距离大于60mm时，部分光会不经过光阑3直接投射出去，影响闪烁的效果。

进一步地，在基于上述结构的基础上，当光阑为筒状光阑时，其轴向长度c可以为80mm，内直径d可以为90mm。进一步地，转轴4距离底板8的上表面距离e为49mm，底板总长度f和总宽度g可以根据第一支撑件6和第二支撑件7的宽度及光阑3的长度适当确定。

上述光阑孔31的分布结构及相应参数为本发明的一个较佳实施例，本发明还包括其他可行的实施例。例如光阑孔31采用圆形孔、椭圆形孔、矩形孔、纺锤形孔、梭形孔等的一种或几种的组合等，其孔的密度和孔尺寸根据光阑3和衍射光栅2的距离合理配置，也可以形成自然生动的萤火虫效果。

在本实施例中，光阑孔31可以通过在透明光阑板上镀膜形成，或者通过在非透明光阑板上开孔形成。

在本实施例中，如图9，光源组件1包括激光器11、用于安装激光器11的壳体12以及连接激光器11和壳体12的散热器13，其中散热器13还可以和壳体12一体成型，以便于减小散热路径，增大散热面积，改善散热效果。也可以通过底板14和壳体12连接。进一步地，激光器11可以嵌入散热器13内部，使其外壁和散热器13充分接触以增大散热面积，散热器13的外部可以设置散热翅片以增大散热面积。进一步地，如图7，激光器11可以采用单色激光器，也可以采用组合激光器，可以由红色激光器111、绿色激光器112、蓝色激光器113三种组合而成，由于不同颜色的光波的衍射角度不同，经过衍射光栅2及光阑3的作用后，可以形成色彩斑斓的照明效果，十分美观。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种闪烁照明的激光灯具，其特征在于，包括用于发射激光的光源组件、设置于所述光源组件的输出光路上的衍射光栅，以及设置于所述衍射光栅的输出光路上的可转动的光阑，所述光阑设有多个光阑孔，所述衍射光栅输出的光经过转动的光阑的光阑孔透射后形成随机闪烁的照明光斑。

2.如权利要求1所述的激光灯具，其特征在于，所述光阑孔包括圆形孔和腰形孔。

3.如权利要求2所述的激光灯具，其特征在于，所述腰形孔排列成多行，每行中的所述腰形孔平行且相对该行的取向倾斜，所述圆形孔排列成多行，每行中的所述圆形孔沿波浪线形均匀排布，所述腰形孔排成的行与所述圆形孔排成的行交替分布。

4.如权利要求3所述的激光灯具，其特征在于，所述圆形孔的直径和所述腰形孔的宽度相同。

5.如权利要求1～4任一项所述的激光灯具，其特征在于，所述光阑为平面光阑，所述平面光阑与所述衍射光栅同轴，所述平面光阑的中心穿设有转轴，所述平面光阑以所述转轴为轴自由转动。

6.如权利要求1～4任一项所述的激光灯具，其特征在于，所述光阑为曲面光阑，所述曲面光阑与所述衍射光栅同轴，所述曲面光阑的中心穿设有转轴，所述曲面光阑以所述转轴为轴自由转动。

7.如权利要求6所述的激光灯具，其特征在于，所述曲面光阑为柱面的一部分或球面的一部分，且分别在相互正交的两个方向上对称。

8.如权利要求1～4任一项所述的激光灯具，其特征在于，所述光阑为筒状光阑，所述光源组件和所述衍射光栅设置于所述筒状光阑的内部，所述衍射光栅的输出方向垂直于所述筒状光阑的筒形表面，所述筒状光阑的一端连接有用于驱动其绕自身中心轴转动的驱动机构。

9.如权利要求1～4任一项所述的激光灯具，其特征在于，所述光阑孔通过在透明光阑板上镀膜形成，或者通过在非透明光阑板上开孔形成。

10.如权利要求1～4任一项所述的激光灯具，其特征在于，所述光源组件包括激光器、用于安装所述激光器的壳体以及连接所述激光器和壳体的散热器。