CN106642198B - 一种便携式多功能激光点烟器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式多功能激光点烟器及其工作方法，包括：壳体内部一侧设有点烟筒，另一侧设有激光点火装置；电连接头固定在壳体上，与激光点火装置形成电连接；激光点火装置包括：半导体激光器和激光成像透镜；点烟筒上靠近激光点火装置的一侧设有通光孔，半导体激光器、激光成像透镜以及通光孔共轴线设置；点烟筒上与通光孔相对的位置处设置出光孔，出光孔上可拆卸地连接有中空的开口球体，球体开口方向朝向通光孔。本发明不使用有机燃料，自身不带电池，节能环保，使用安全、方便。需要点烟时，将点烟器的电连接头插入到手机或移动电脑外接供电接口，即可完成点烟目的。不点烟的时候，还可以用于激光驱蚊应用。

Description

一种便携式多功能激光点烟器及其工作方法

技术领域

本发明涉及半导体激光应用领域，特别是涉及一种便携式多功能激光点烟器及其工作方法。

背景技术

以油气为燃料的传统打火机体积小巧，使用方便，价格便宜，很受吸烟人士欢迎。但因其使用有机燃油(气)，有爆炸危险，也不环保。目前市场已有的电丝加热点烟器和电弧点烟器存在耗电严重或者高压短路危害。市场上需要安全环保的点烟器来替代。

现有的激光点烟器，使用大功率激光二极管进行点烟，虽然克服了传统有机燃料打火机的易燃及爆炸危险，但汇聚激光准直性高，如果不做激光吸收处理，其点烟槽在没有香烟时会产生激光外漏，易造成人眼安全问题；自带电池供电，增加了体积，比传统打火机体积大，不便携带。大功率激光二极管没有有效散热，会严重影响其工作稳定性及寿命。传统激光二极管发射光斑为椭圆形，快慢轴激光角度相差很大，通过光学方法进行聚焦准直难度大，使用一片(组)透镜无法实现激光有效聚焦。

另外，现有的激光点烟器除了具备点烟功能外，无法满足人们更多的需求，特别是夏季夜晚蚊虫较多，由于现有的灭蚊拍体积较大，不方便随身携带，因此不可避免的会受到蚊虫的困扰。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种便携式多功能激光点烟器及其工作方法，该装置不使用有机燃料，自身不带电池，节能环保，非常小巧，使用安全、方便。需要点烟时，将点烟器的电连接头插入到手机或移动电脑外接供电接口，即可完成点烟目的。不点烟的时候，还可以用于激光驱蚊等应用。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种便携式多功能激光点烟器，包括：壳体、点烟筒、激光点火装置以及电连接头；所述壳体内部一侧设有点烟筒，另一侧设有激光点火装置；所述电连接头固定在壳体上，与激光点火装置形成电连接；

所述激光点火装置包括：半导体激光器及其激光成像透镜；所述点烟筒上靠近激光点火装置的一侧设有通光孔，所述半导体激光器、激光成像透镜以及通光孔共轴线设置；所述点烟筒上与通光孔相对的位置处设置出光孔，所述出光孔上可拆卸地连接有中空的开口球体，所述球体开口方向朝向通光孔。

或者一种便携式多功能激光点烟器，包括：壳体、点烟筒、激光点火装置以及电连接头；所述壳体内部一侧设有点烟筒，另一侧设有激光点火装置；所述电连接头固定在壳体上，与激光点火装置形成电连接；

所述激光点火装置包括：半导体激光器及其激光成像透镜；所述点烟筒上靠近激光点火装置的一侧设有通光孔，所述半导体激光器、激光成像透镜以及通光孔共轴线设置；所述点烟筒上与通光孔相对的位置处设置出光孔，所述出光孔上可拆卸地连接有与水平方向成设定夹角的激光反射镜，所述激光反射镜将激光反射到点烟筒的下方；在所述点烟筒下方设置有中空的开口球体；所述球体开口方向朝上。

进一步地，所述开口球体内壁涂有吸光涂层。

进一步地，所述激光成像透镜距离半导体激光器发光点的垂直直线距离可调。

进一步地，所述激光成像透镜与半导体激光器之间设置两个位置距离；

其中，第一位置距离为半导体激光器的发光点距离激光成像透镜的距离至少大于激光成像透镜的两倍焦距；

第二位置距离为半导体激光器的发光点位于激光成像透镜的焦点位置。

进一步地，所述点烟筒内涂有吸光防火涂料，降低内壁对激光反射，用于限定香烟头位置的下端采用镂空结构，使氧气有效进入，加快点烟速度。

进一步地，所述球体开口大小满足激光束全部进入球体内。

进一步地，所述通光孔用防火高温玻璃密封。

进一步地，所述电连接头通过激光电源板与激光点火装置连接，所述激光电源板将电连接头接收到的电压信号进行转换，提供恒流电输出给半导体激光器。

一种便携式多功能激光点烟器的工作方法，包括：

电连接头从外部供电设备取电后，为半导体激光器提供供电电源；

用于点烟时，将激光成像透镜调至第一位置处，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一缩小的激光实像点后投射到点烟筒内，使激光能量汇聚完成点烟；激光实像点以后的激光束呈大角度发散角，进入点烟筒的开口球体内经过多次反射吸收，使得激光不会反射出点烟筒；

用于驱蚊时，拆除出光孔上的开口球体；激光成像透镜位于第一位置处时，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一缩小的激光实像点后投射到点烟筒内，激光实像点以后的激光束呈大角度发散角，依次通过点烟筒的通光孔和出光孔发射出点烟筒，通过激光束能量实现近距离驱蚊；

将激光成像透镜调至第二位置处，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一组准直激光束，所述准直激光束依次通过点烟筒的通光孔和出光孔发射出点烟筒，通过激光束能量实现远距离驱蚊。

进一步地，所述第一位置为半导体激光器的发光点距离激光成像透镜的距离至少大于激光成像透镜的两倍焦距；所述第二位置为半导体激光器的发光点位于激光成像透镜的焦点位置。

本发明的有益效果：

本发明使用的半导体激光器电光转换效率在40％～60％，正常使用寿命在10000小时以上，假设按每次点烟时间10秒计算，该点烟器使用寿命为三百万次以上，假设烟民一天抽10支烟，活到100岁，该点烟器也能继续使用(不考虑器件老化及物理损坏)。具有非常大的节能环保优势。半导体激光器体积小，发光点小，可以有效汇集激光能量，达到快速点烟目的。

本发明采用激光成像透镜，投射半导体激光到点烟点后，激光光束立刻呈大角度发散状，激光功率密度极大降低，降低激光危险，独特的球体吸光设计避免激光外泄，消除激光危害。该便携激光点烟器体积小巧，安全环保，可完全替代现有打火机。

本发明也可以作为便携式激光驱蚊器使用，将准直后的激光照射到蚊子后，会使蚊子“中暑”，失去活动能力，不会再叮咬人，并在一段时间后死亡。

附图说明

图1是本发明装置用于点烟时的结构示意图一；

图2是本发明装置用于驱蚊时的结构示意图；

图3是本发明装置用于点烟时的结构示意图二；

图4是本发明装置激光成像透镜固定调节示意图；

其中，1.壳体，2.点烟筒，3.电连接头，4.激光电源板，5.半导体激光器，6.激光成像透镜，7.通光孔，8.开口球体，9.激光反射镜，10.套筒，11.机械滑轨。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种便携激光点烟器，包括：壳体1、点烟筒2、激光点火装置以及电连接头3；壳体1内部一侧设有点烟筒2，另一侧设有激光点火装置；电连接头3固定在壳体1上，与激光点火装置形成电连接，通过激光电源板4进行电压电流转换后，给半导体激光器5供电。

激光点火装置包括：半导体激光器5和激光成像透镜6；点烟筒2上靠近激光点火装置的一侧设有通光孔7，通光孔7用防火高温玻璃密封；半导体激光器5、激光成像透镜6以及通光孔7共轴线设置；半导体激光器5和激光成像透镜6形成光路连接，将半导体激光器5的发光点有效投射到点烟筒2内。点烟筒2为圆形金属筒，上端开口，能竖直放入香烟，会聚后的激光从通光孔7进入，完成点烟目的。

作为一种实施方式，如图1所示，点烟筒2上与通光孔7相对的位置处设置出光孔，出光孔上可拆卸地连接有中空的开口球体8，球体开口方向朝向通光孔7。开口球体8内壁涂有吸光涂层，激光进入球体后，在球体内经过多次反射吸收，使激光不会反射出点烟筒2，伤害使用人员。

作为另外一种实施方式，如图3所示，出光孔连接一个可拆卸的激光反射镜9，激光反射镜9方向朝下与水平成斜45°，可将激光反射到点烟筒2下方，点烟筒2下方设有中空的开口球体8，可接收反射激光，开口球体8内壁涂有吸光涂层，激光进入球体后，在球体内经过多次反射吸收，使激光不会反射出点烟筒2，伤害使用人员。

作为一种实施方式，点烟筒2内涂有吸光防火涂料，降低内壁对激光反射，用于限定香烟头位置的下端采用镂空结构，使氧气有效进入，加快点烟速度。

半导体激光器5为垂直腔面发射半导体激光器5，发射的激光波长为808nm，激光额定功率1W，可贴壳固定，有效散热，保证半导体激光器5工作稳定性。

激光成像透镜6为非球面正透镜，也可用胶合透镜或其它正透镜代替，通过调整激光成像透镜6与半导体激光器5发光点的位置关系，可以将激光器发光点有效投射到点烟筒2内成缩小实像，使激光能量汇聚达到点烟目的；激光在点烟点汇聚后立即大角度发散，极大降低激光能量密度，消除激光危险，如图1所示。也可以将发射激光进行准直后，发射出点烟筒2，实现驱蚊目的，如图2所示。

作为一种实施方式，激光成像透镜6距离半导体激光器5发光点的垂直直线位置可调，如图4所示，激光成像透镜6通过套筒10固定在机械滑轨11内部，并在机械滑轨11上设置与套筒10连接并使套筒10在滑轨内移动的拨动开关，拨动开关穿过壳体1外侧；通过拨动开关使得套筒10沿着滑轨横向移动，从而改变激光成像透镜6的位置。激光成像透镜6左右两侧均为通光材料，使得激光能够通过透镜而不受套筒10和机械滑轨11的干扰。

激光成像透镜6可固定在2个位置，第一位置为点烟位置，半导体激光器5的发光点距离激光成像透镜6的距离至少大于激光成像透镜6的两倍焦距，此时将激光发光点成像到点烟筒2，实现点烟目的；第二位置为远距离驱蚊位置，半导体激光器5的发光点位于激光成像透镜6的焦点位置，此时将激光器发射激光进行准直后，发射出点烟筒2，实现驱蚊目的。

作为一种实施方式，电连接头3选用USB电连接头，能够与随身携带的带OTG等对外供电功能的手机、PAD、充电宝以及笔记本电脑等能够提供电源的电子设备的电源接口连接取电；或者通过转换接头与相应的供电电源连接。

壳体1内设有激光电源板4，激光电源板4可以将电连接头3接收的电压转化为半导体激光器5所需的2V、1A恒流电给半导体激光器5供电。

下面对本发明装置的工作方法介绍如下：

用于点烟时，将香烟头向下放入点烟筒2，点烟器接头插入手机电源接口(有的手机型号需要OTG转换头)，激光电源板4可以将电连接头3接收的电压进行降压，并转换为电流大小为1A的恒流电给半导体激光器5供电；

将激光成像透镜6调至第一位置处，如图1所示，激光成像透镜6将激光器发光点成像为一缩小的激光点后投射到点烟筒2内，由于所成的实像点处激光功率密度比激光发光点处更大，温度高，可瞬间达到点烟目的。

激光通过像点后，激光束立即呈大角度发散角，直接进入点烟筒2另一侧的开口球体8内经过不断反射而被吸光涂层吸收。

或者，激光通过像点后，激光束立即呈大角度发散角，经过点烟筒2另一侧的激光反射镜9反射后进入点烟筒2底部的开口球体8内经过不断反射而被吸光涂层吸收。

该便携激光点烟器使用半导体激光器5进行点烟，节能环保，使用寿命长；自身不带电池，使用手机等外接电源，体积小巧；使用独特的激光成像设计和激光吸收壳体1设计，避免激光外露，使用安全；可完全替代现有打火机。

用于驱蚊时，将点烟筒2的开口球体8拆下，近距离驱蚊时，激光成像透镜6置于第一位置处(如图1)，远距离驱蚊时，将激光成像透镜6手动拨到第二位置处，此时激光器发光点位于激光透镜的一倍焦距位置，如图2所示，激光成像透镜6将激光束准直后发射出点烟筒2，实现远距离驱蚊目的。

另外，由于半导体激光器5发出的808nm波长激光含有可见光(红曝)，可同时起到瞄准蚊子的作用。使用方便，结构简单，有效驱蚊距离长。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种便携式多功能激光点烟器，其特征是，包括：壳体、点烟筒、激光点火装置以及电连接头；所述壳体内部一侧设有点烟筒，另一侧设有激光点火装置；所述电连接头固定在壳体上，与激光点火装置形成电连接；

所述激光点火装置包括：半导体激光器及其激光成像透镜；所述点烟筒上靠近激光点火装置的一侧设有通光孔，所述半导体激光器、激光成像透镜以及通光孔共轴线设置；所述点烟筒上与通光孔相对的位置处设置出光孔；

所述出光孔上可拆卸地连接有中空的开口球体，所述球体开口方向朝向通光孔；或者，所述出光孔上可拆卸地连接有与水平方向成设定夹角的激光反射镜，所述激光反射镜将激光反射到点烟筒的下方，在所述点烟筒下方设置有中空的开口球体，所述球体开口方向朝上；

所述点烟筒为圆形金属筒，上端开口，能竖直放入香烟，会聚后的激光从通光孔进入，完成点烟目的；

所述开口球体内壁涂有吸光涂层；所述球体开口大小满足激光束全部进入球体内；

激光成像透镜距离半导体激光器发光点的垂直直线位置可调，激光成像透镜通过套筒固定在机械滑轨内部，并在机械滑轨上设置与套筒连接并使套筒在滑轨内移动的拨动开关，通过拨动开关使得套筒沿着滑轨横向移动，从而改变激光成像透镜的位置；

激光成像透镜可固定在2个位置，第一位置为点烟位置，半导体激光器的发光点距离激光成像透镜的距离至少大于激光成像透镜的两倍焦距，第二位置为远距离驱蚊位置，半导体激光器的发光点位于激光成像透镜的焦点位置；

用于点烟时，将香烟头向下放入点烟筒，将激光成像透镜调至第一位置处，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一缩小的激光实像点后投射到点烟筒内，使激光能量汇聚完成点烟；激光实像点以后的激光束呈大角度发散角，进入点烟筒的开口球体内经过多次反射吸收，使得激光不会反射出点烟筒；

用于驱蚊时，拆除出光孔上的开口球体；激光成像透镜位于第一位置处时，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一缩小的激光实像点后投射到点烟筒内，激光实像点以后的激光束呈大角度发散角，依次通过点烟筒的通光孔和出光孔发射出点烟筒，通过激光束能量实现近距离驱蚊；将激光成像透镜调至第二位置处，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一组准直激光束，所述准直激光束依次通过点烟筒的通光孔和出光孔发射出点烟筒，通过激光束能量实现远距离驱蚊。

2.如权利要求1所述的一种便携式多功能激光点烟器，其特征是，所述点烟筒内涂有吸光防火涂料，点烟筒内用于限定香烟头位置的下端设置镂空结构。

3.如权利要求1所述的一种便携式多功能激光点烟器，其特征是，所述电连接头从外部供电设备取电后，通过激光电源板与激光点火装置连接，所述激光电源板将电连接头接收到的电压信号转换为恒流电输出给半导体激光器。

4.一种权利要求1所述的便携式多功能激光点烟器的工作方法，其特征是，包括：

用于点烟时，将激光成像透镜调至第一位置处，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一缩小的激光实像点后投射到点烟筒内，使激光能量汇聚完成点烟；激光实像点以后的激光束呈大角度发散角，进入点烟筒的开口球体内经过多次反射吸收，使得激光不会反射出点烟筒；

用于驱蚊时，拆除出光孔上的开口球体；

激光成像透镜位于第一位置处时，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一缩小的激光实像点后投射到点烟筒内，激光实像点以后的激光束呈大角度发散角，依次通过点烟筒的通光孔和出光孔发射出点烟筒，通过激光束能量实现近距离驱蚊；

将激光成像透镜调至第二位置处，激光成像透镜将半导体激光器的发光点成像为一组准直激光束，所述准直激光束依次通过点烟筒的通光孔和出光孔发射出点烟筒，通过激光束能量实现远距离驱蚊。