CN114185239A - 氛围影像投影装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种氛围影像投影装置。该氛围影像投影装置包括：光源组件、并列设置的第一投影机构和第二投影机构；第一投影机构包括显示屏和第一光路模组，显示屏播放的内容在第一光路模组的引导下形成动态影像，并投射在空间中；第二投影机构包括干涉镜片和第二光路模组，光源组件发出的光在第二光路模组的引导下，穿过干涉镜片形成干涉图案并投射在空间中；其中干涉图案和动态影像在空间中至少部分重叠。本申请借助显示屏投射影像，能够提供更加立体的动态视觉体验，相比现有技术而言成本较低，可以提供更加丰富多元的影像选择，能够大幅提高用户使用体验。

Description

氛围影像投影装置

技术领域

本申请涉及投影灯技术领域，特别地涉及一种氛围影像投影装置及氛围影像投影方法。

背景技术

氛围灯是一种可以在墙壁、地面、幕布上投射出图案的灯。氛围灯通常应用在剧场、演播厅、酒吧、迪厅等舞台娱乐场景，能投射出单色或多色的，水波、星空或各种线条的图案，从而营造出温馨浪漫的沉浸式场景。

随着社会的不断进步与发展，人们的生活水平得到了不断的提高，氛围灯也逐渐走进了千家万户。现有技术的氛围影像投影装置通常利用光源透过印制有图案的装饰盖来实现图案的投影。为了提高投影效果，现有技术的氛围灯中有时会设置一块或多块能够相对光源转动的水纹片，使光透射到一个聚焦镜后再投影成像，从而实现星河流转、水波荡漾等各式各样的效果。

例如，专利号为US8057045B2的美国专利公开了一种电机带动干涉轮实现动态星空和云彩变幻效果的投影方法及装置。公告号为CN207796894U的中国实用新型专利公开了一种水纹投影灯，其利用水纹玻璃遮光布多次聚焦以及轴反复运动实现水纹投影效果。公告号为CN210891354U的中国实用新型专利公开了一种三合一星空灯结构，借助水纹片和投影装置实现变幻的星月云海投影效果。

在这些现有技术方案中，利用电机和干涉片的配合，均能够实现动态的投影效果。然而投影画面呈周期性变化，长期观赏可能造成审美疲劳。为此，可以在干涉影像作为动态背景的基础上，叠加一组静态的图片投影，形成更加立体的视觉效果。然而，该种氛围灯通常以幻灯片的方式呈现，往往需要手动切换图片，切换方式较为繁琐。另外，图片通常为投影胶片，投影胶片越多则场景的选择越多，而成本也就越大。

发明内容

为了解决或至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种氛围影像投影装置，其包括光源组件、并列设置的第一投影机构和第二投影机构。第一投影机构包括显示屏和第一光路模组，显示屏播放的内容在第一光路模组的引导下形成动态影像，并投射在空间中。第二投影机构包括干涉镜片和第二光路模组，光源组件发出的光在第二光路模组的引导下，穿过干涉镜片形成干涉图案并投射在空间中。其中，干涉图案和动态影像在空间中至少部分重叠。

相比于现有技术的氛围影像投影装置，本申请通过显示屏投射影像，无需设置胶片，成本较低，并且显示屏可以提供更加丰富多元的影像选择，影像的切换自然，操作方便，能够大幅提高用户使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的实施方式，下面将对相关的附图做出简单介绍。可以理解，下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施方式，本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得本文中未提及的许多其他的技术特征和连接关系等。

图1为本申请的一个实施方式提供的一种氛围影像投影装置的结构示意图；

图2为本申请的另一个实施方式提供的一种氛围影像投影装置的结构示意图；

图3为本申请的一个实施方式提供的一种氛围影像投影装置的爆炸示意图；

图4为本申请的又一个实施方式提供的一种氛围影像投影装置的结构示意图；

图5为本申请的再一个实施方式提供的一种氛围影像投影装置的结构框图。

附图标记：

1、光源组件；11、第一光源；12、聚光元件；121、光线入口；122、光线出口；13、第二光源；

2、第一投影机构；21、显示屏；22、第一光路模组；221、光学镜头；221a、凸透镜；221b、凹透镜；221c、鱼眼镜片；222、第一透镜；223、第二透镜；224、反光镜；

3、第二投影机构；31、干涉镜片；32、第二光路模组；321、反光杯；33、电机；

41、动态影像；42、干涉图案；

5、音箱；6、控制器；7、防尘透光罩。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行详细说明。

本申请的发明人发现，在现有技术方案中，都利用了电机来驱动透光结构的旋转，从而实现投影所成的像的运动变化。然而，投影画面呈周期性变化，长期观赏可能造成审美疲劳，且投影画面的切换方法生硬，难以呈现出相对震撼的场景。

有鉴于此，本申请提供了一种氛围影像投影装置，能够呈现出更加逼真、多元的动态场景，以便于提高用户使用体验。

实施方式一

本申请的第一实施方式提出了一种氛围影像投影装置，参见图1所示，包括：光源组件1、并列设置的第一投影机构2和第二投影机构3；

第一投影机构2包括：显示屏21和第一光路模组22，显示屏21播放的内容在第一光路模组22的引导下形成动态影像41并投射在空间中；

第二投影机构3包括：干涉镜片31和第二光路模组32，光源组件1发出的光在第二光路模组32的引导下，穿过干涉镜片31形成干涉图案42并投射在空间中；

其中干涉图案42和动态影像41在空间中至少部分重叠。

显示屏21播放的内容能够形成动态影像41并投射在空间中，光源组件1发出的光能够穿过干涉镜片31形成干涉图案42并投射在空间中，干涉图案42（图1中虚线所示）和动态影像41在空间中至少部分重叠，干涉图案的覆盖面积大，因此能够提供更加广袤的动态视觉体验。通过显示屏21投射影像，无需设置胶片，成本较低，并且显示屏21可以提供更加丰富多元的影像选择，影像的切换自然，操作方便。相较于现有技术而言，本实施方式，借助于将干涉图案42和动态影像41的组合，既弥补了动态影像41的可视范围狭小的缺陷，又避免了干涉图案41因变化过少而给人感觉单调的缺陷，二者的互补性结合大幅度地提高用户使用体验。

在本实施方式中，显示屏21可以是具有耗电量低、体积小、零辐射等优点的液晶显示屏；光源组件1发出的光能够照射到显示屏21，作为背光源。在另一实施方式中，显示屏21还可以是能够自发光的显示屏，例如LED显示屏或者OLED显示屏，只要显示屏21能够形成动态显示的内容即可。

第一光路模组22可以包括光学镜头221和若干个透镜；光源组件1包括第一光源11和聚光元件12；第一光源11、聚光元件12、显示屏21和光学镜头221沿第一光路模组22所遵循的光路依序放置，各个透镜穿插于第一光路模组22的各个部件之间。配合使用的光学镜头221、若干个透镜以及聚光元件12能够使得投影的动态影像41更加清晰，且出光效率更佳。

为了提高成像的清晰度，透镜可以使用汇聚光线的凸透镜。然而，如果使用普通的凸透镜，由于光的折射只发生在介质的交界面，且凸透镜镜片较厚，光在传播中会衰减，因此可能出现边角变暗、模糊的现象。故而在本实施方式中，透镜可以是菲涅尔透镜。菲涅尔透镜的镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉、衍射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。因此菲涅尔透镜可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，能够省下大量材料同时达到与凸透镜相同的聚光效果。也就是说，菲涅尔透镜的成本比普通的凸透镜低很多。

透镜可以包括：第一透镜222，设置在聚光元件12和显示屏21之间；第二透镜223，设置在显示屏21和光学镜头221之间。光学镜头221可以包括依次设置的凸透镜221a、凹透镜221b和鱼眼镜片221c，凸透镜221a设置在靠近显示屏21的一侧。

所设置的第一透镜222和第二透镜223能够更好地汇聚光线，防止光能的浪费。凸透镜221a能够汇聚光线，而凹透镜221b能够发散光线，因此通过设计凸透镜221a与凹透镜221b的参数能够较好地保证影像的投射效果，例如成像和像距的大小、聚焦的范围以及成像品质。鱼眼镜片221c作为一种广角镜头，能够使得镜头达到最大的摄影视角，因此在氛围影像投影装置这样狭小的空间能够投影出较大的空间，提高了氛围影像投影装置的空间利用率。

在另一个实施方式中，参见图2所示，第一光路模组22还可以包括：反光镜224，设置在第二透镜223和光学镜头221之间，反光镜224与显示屏21之间呈夹角。当反光镜224与显示屏21呈夹角设置时，能够改变光的传播方向，使得自第二透镜223出射的光经反光镜224反射后入射至光学镜头221。可选地，反光镜224与显示屏21之间呈45°夹角，使得自第二透镜223出射的光线与入射至光学镜头221的光线彼此垂直。

对比图1、图2可知，在透镜和反光镜224的大小相同的情况下，图2所示实施方式的光学镜头221等组件的尺寸可以相对较小；同理，当光学镜头221等组件的大小相同时，透镜和反光镜224的尺寸可以较小。也就是说，由于采用了反光镜22，本实施方式能够进一步提高氛围影像投影装置的空间利用率。

第二光路模组32可以包括：反光杯321，设置于光源组件1和干涉镜片31之间。反光杯321内壁的反光面由多个能反光的平面组成，照射在反光面的光线可以从多个平面反射出去，形成无数条交错的光线，因此反光杯321能够将光源组件1所发出的光引导至干涉镜片31，从而使得投影的干涉图案42更清晰，具有更好的出光效率。

本领域的普通技术人员清楚，在物理学中，干涉是两列或两列以上的波在空间中相遇时发生叠加或抵消从而形成新的波形的现象。例如采用分束器将一束单色光束分成两束后，再让它们在空间中的某个区域内重叠，将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的：其明暗程度随其在空间中位置的不同而变化，最亮的地方超过了原先两束光的光强之和，而最暗的地方光强有可能为零，这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。

干涉镜片31可以为透明水纹片，也可以是具有水纹图案盘的能够透光折射的片状结构，其材质可以是玻璃、树脂、PC等，具体的选择并不会对本申请造成限定。由于干涉镜片31表面凹凸不平，因此折射光线的光程差也就有所不同，相干光相互叠加从而出现明暗交替的干涉条纹。

在本实施方式中，干涉镜片31或反光杯321可以在电机33的驱动下360°旋转，以在空间中投射动态的干涉图案42，从而实现星河流转、水波荡漾等效果，提高了使用体验。例如，电机33可以驱动干涉镜片31旋转，同时反光杯321保持不动，或者电机33可以驱动反光杯321旋转，同时干涉镜片31保持不动。

光源组件1还可以包括多个对应射入反光杯321的第二光源13，且不同的第二光源13所发出的光穿过干涉镜片31产生不同的干涉图案42；各个第二光源13可以依次点亮和关闭，以在空间中投射动态的干涉图案42。不同颜色、不同光强的第二光源13能够使得投射的干涉图案42具有更多的变化，提高了氛围影像投影装置的投影效果。

值得一提的是，本申请所采用的第二光源13可以是单色光源，也可以是RGB光源，即多色光源。本申请所采用的第一光源11以白光为优选，白光相对其他颜色光源，在投射到显示屏21时不会影响影像色彩的冷暖，能够较为真实地呈现影像的色彩。

在本实施方式中，参见图2、图3所示，单色或多色第二光源13发出的光经由反光杯321反射，反光杯321可以通过三条加强筋条固定在电机33上，因此反射光线也跟随电机33一起转动，并将图案投射到带有条纹或不平整面的干涉镜片31上。

第一光源11所发出的光经过聚光元件12收集后，投射到第一透镜222上并转换到液晶显示屏21上作为背光，显示屏21上的内容可以通过第二透镜223进行第一次3D转换，再投射到凸透镜221a与凹透镜221b进行二次转换，最终通过鱼眼镜片221c成像。

第二投影机构3和第一投影机构2所投影的影像再借助不规则的防尘透光罩7发生折射，最终分别形成动态影像41和干涉图案42并投射在空间中。例如，干涉图案42呈现为转动的夜晚星空，动态影像41可以是旋转的土星，干涉图案42和动态影像41在空间中至少部分重叠，最终投射在空间中的就是以土星为前景，以夜晚星空为背景的动态影像。因此本实施方式能够提供广角视角、立体效果的氛围影像投影装置，影像播放流畅、影像选择多样、结构紧凑、成本较低，大幅提高了用户使用体验。

值得一提的是，本实施方式氛围影像投影装置第一投影机构2和第二投影机构3可以根据用户需求独立使用，也可以配合使用。

实施方式二

本申请的第二实施方式提出了一种氛围影像投影装置，本申请的第二实施方式与第一实施方式有所不同，其主要不同之处在于：在第一实施方式中，第一投影机构2和第二投影机构3分别连接不同的光源，而在第二实施方式中，第一投影机构2和第二投影机构3连接同一光源。

具体地，参见图4所示，聚光元件12包括光线入口121和光线出口122，显示屏21和反光杯321均位于聚光元件12的出口；

第一光源11和第二光源13所发出的光均通过光线入口121射入聚光元件12。

第一光源11、第二光源13所发出的光经过聚光元件12收集后，一部分光经由反光杯321反射，并将图案投射到带有条纹或不平整面的干涉镜片31上；另一部分投射到第一透镜222上并转换到液晶显示屏21上作为背光，显示屏21上的内容可以通过第二透镜223进行第一次3D转换，再投射到凸透镜221a与凹透镜221b进行二次转换，最终通过鱼眼镜片221c成像。在一个实施方式中，第一光源11和第二光源13可以安装在电机33上，在电机33的驱动下进行旋转。第一光源11和第二光源13还可以是同一个光源，既提供入射至反光杯321的光线，又提供入射至显示屏21的光线。

第二投影机构3和第一投影机构2所投影的影像再借助不规则的防尘透光罩7发生折射，最终分别形成干涉图案42和动态影像41并投射在空间中。相较于第一实施方式而言，本实施方式的氛围影像投影装置结构更紧凑，空间利用率更高，节约成本。

实施方式三

为了给用户带来沉浸式的体验，本申请的发明人在上述实施例的基础上进行了优化设计，以进一步提升氛围影像投影装置的投影效果。参见图5所示，氛围影像投影装置可以包括音箱5和控制器6，控制器6分别与显示屏21、音箱5和光源组件1均通信连接，控制器6用于为显示屏21提供视频信号，为音箱5提供音频信号，控制器6还用于根据音频信号的波形，调节光源组件1射入第二投影机构3的光的强度或频率等。本实施方式通过控制器6能够使得干涉图案42和动态影像41的光强随音乐变化而变化，为用户提供视觉、听觉的双重享受，提高了趣味性。举例来说，当音乐较轻时，第二光源13可以随之调暗；当音乐较响时，第二光源13可以随之调亮。当音乐节奏较慢时，第二光源13可以按较低频率闪烁；当音乐节奏较快时，第二光源13可以按较高频率闪烁。

在一个实施方式中，参见图5所示，控制器6还可以用于根据视频信号的RGB颜色，调节光源组件1射入第二投影机构3的光的颜色。显示屏21显示的颜色包括多种，通过分析其主要的颜色来调节光源组件1射入第二投影机构3的光的颜色，例如显示屏21显示的主要颜色为蓝色，则第二光源13可以是白色、黄色等，以提高整体投影效果的对比度。可以理解地，对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽，有利于提高用户使用体验。

在本实施方式中，控制器6可以是集成在光源组件1的控制电路板上的单片机芯片，也可以分立设置。控制器6可以通过按钮开关，或是无线信号收发器等机构获得控制信号，从而控制第二投影机构3的光的强度。另外，控制电路板可以依赖于DC驱动，为光源组件1供电。

实施方式四

本申请还提供了一种氛围影像投影方法，包括：

将显示屏21播放的内容在第一光路模组22的引导下形成动态影像41，并投射在空间中；

将光源组件1发出的光在第二光路模组32的引导下，穿过干涉镜片31形成干涉图案42并投射在空间中；

其中干涉图案42和动态影像41在空间中至少部分重叠。

显示屏21播放的内容能够形成动态影像41并投射在空间中，光源组件1发出的光能够穿过干涉镜片31形成干涉图案42并投射在空间中，干涉图案42和动态影像41在空间中至少部分重叠，因此能够提供更加立体的视觉体验。相较于现有技术而言，本实施方式通过显示屏21投射影像，无需设置胶片，成本较低，并且显示屏21可以提供更加丰富多元的影像选择，影像的切换自然，操作方便，能够大幅提高用户使用体验。

在本实施方式中，氛围影像投影方法还可以包括：

为显示屏21提供视频信号，为音箱5提供音频信号；

根据音频信号的波形，调节光源组件1射入第二光路模组32的光的强度或频率；

根据视频信号的RGB颜色，调节光源组件1射入第二光路模组32的光的颜色。

干涉图案42和动态影像41的光强或发光频率随音乐变化而变化，为用户提供视觉、听觉的双重享受，提高了趣味性。本实施方式通过分析显示屏21的主要颜色来调节光源组件1射入第二投影机构3的光的颜色，能够提高整体投影效果的前景和背景的对比程度。可以理解地，对比程度越大，前景的动态影像41越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽，从而提供更富冲击力的视觉效果。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种氛围影像投影装置，其特征在于，包括：

光源组件、并列设置的第一投影机构和第二投影机构；

所述第一投影机构包括显示屏和第一光路模组，所述显示屏播放的内容在所述第一光路模组的引导下形成动态影像，并投射在空间中；

所述第二投影机构包括干涉镜片和第二光路模组，所述光源组件发出的光在所述第二光路模组的引导下，穿过所述干涉镜片形成干涉图案并投射在空间中；

其中所述干涉图案和所述动态影像在空间中至少部分重叠。

2.根据权利要求1所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述光源组件包括第一光源和聚光元件；

所述第一光路模组包括光学镜头和若干个透镜；

所述第一光源、所述聚光元件、所述显示屏和所述光学镜头沿所述第一光路模组所遵循的光路依序放置。

3.根据权利要求1或2所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏，所述光源组件发出的光照射到所述液晶显示屏以作为背光源。

4.根据权利要求2所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述透镜包括：第一透镜，设置在所述聚光元件和所述显示屏之间；第二透镜，设置在所述显示屏和所述光学镜头之间；

所述光学镜头包括依次设置的凸透镜、凹透镜和鱼眼镜片，所述凸透镜设置在靠近所述显示屏的一侧。

5.根据权利要求2或4所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述第一光路模组还包括反光镜，所述反光镜设置在所述第二透镜和所述光学镜头之间，且所述反光镜与所述显示屏呈夹角。

6.根据权利要求1所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述第二光路模组包括：

反光杯，所述反光杯设置于所述光源组件和所述干涉镜片之间，用于将所述光源组件所发出的光引导至所述干涉镜片。

7.根据权利要求6所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述干涉镜片或所述反光杯能够在电机的驱动下旋转，以在空间中投射动态的干涉图案；或者

所述光源组件包括多个对应射入所述反光杯的第二光源，且不同的第二光源所发出的光穿过所述干涉镜片产生不同的干涉图案，各个所述第二光源依次点亮和关闭，以在空间中投射动态的干涉图案。

8.根据权利要求2所述的氛围影像投影装置，其特征在于，所述聚光元件包括光线入口和光线出口，所述显示屏和所述反光杯均位于所述光线出口；

所述光源组件发出的光均通过所述光线入口射入所述聚光元件。

9.根据权利要求1所述的氛围影像投影装置，其特征在于，还包括音箱和控制器，所述控制器分别与所述显示屏、所述音箱和所述光源组件均通信连接，所述控制器用于为所述显示屏提供视频信号，并为所述音箱提供音频信号，所述控制器还用于根据所述音频信号的波形，调节所述光源组件射入所述第二投影机构的光的强度或频率。

10.根据权利要求1所述的氛围影像投影装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述显示屏和所述光源组件均通信连接，所述控制器用于为所述显示屏提供视频信号，所述控制器还用于根据所述视频信号的RGB颜色，调节所述光源组件射入所述第二投影机构的光的颜色。

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