CN207034969U - 激光投射灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的激光投射灯包括形成有出光口的外壳、设置在出光口内侧的光栅片以及设置在外壳内的激光器组件及驱动装置。所述激光器组件包括第一激光器、第二激光器和两组激光反射镜（配合半透射镜），两组激光镜在驱动装置的驱动下转动。第二激光器用于投射静态的背景图案，第一激光器的激光藉由双重平面反射后投射动态的主要投射图案，使得投射的主要图案在背景图案内上下或左右移动或连续向下滚动，图像不会被放大变形，光影旋转过程中图像也不产生畸变，光影分布均匀且具有变化。

Description

激光投射灯

技术领域

本实用新型涉及激光投射灯领域,尤其涉及一种激光投射灯。

背景技术

传统点状投射灯的组成是利用LED光源及两层球形透明镜片形成聚光焦点并做垂直水平面方向的旋转,形成由上往下滚动的形态,形成雪花状、星空状，但其存在光点粗大变形的问题，且其旋转时呈圆球形滚动曲线，所以存在光影向中心弯曲变形的缺陷,其可视面积也较狭窄，其投射光影的动态效果较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种图案无形变、变化更丰富的激光投射灯。

一种激光投射灯，其包括形成有出光口的外壳、设置在出光口内侧的光栅片以及设置在外壳内的激光器组件及驱动装置。所述激光器组件包括：第一激光器，其至少包括具有第一颜色的激光头；第二激光器，其至少包括具有与第一颜色不同的第二颜色的激光头，且其朝向所述外壳的出光口发射激光；用于将第一激光器发出的激光的一部分反射向第一方向同时允许第一激光器发出的激光的另一部分透射的第一光学处理板；用于将从第一光学处理板透射过来的激光反射向第二方向的第二光学处理板；设置在第一方向上并用于反射来自第一光学处理板的激光的第三光学处理板；以及设置在第二方向上并用于反射来自第二光学处理板的激光的第四光学处理板。其中，所述驱动装置包括用于分别驱动第三光学处理板和第四光学处理板同步或非同步转动的多个驱动轴，所述第三光学处理板和第四光学处理板的旋转轴平行于围成所述出光口的边所在的平面。

优选的，所述的激光投射灯至少包括三片并排设置的光栅片，位于中间的光栅片仅能接收到来自第二激光器发射过来的激光，位于一侧的光栅片仅能接收到来自第三光学处理板的激光，位于另一侧的光栅片仅能接收到来自第四光学处理板的激光。

作为一种实施方式，所述位于中间的光栅片为可投射满天星图案的激光衍射光栅片，位于两侧的光栅片为可投射雪花图案或花朵图案或落叶图案的激光衍射光栅片。

优选的，所述位于两侧的光栅片的图案分布不规则。

作为一种实施方式，所述的激光投射灯还包括分别设置在第三光学处理板和第四光学处理板附近的微动开关。当第三光学处理板旋转至第一预设角度时，其固定框可接触并触发设置在其附件的微动开关。当第四光学处理板旋转至第二预设角度时，其固定框可接触并触发设置在其附件的微动开关。

作为另一种实施方式，所述的激光投射灯还包括设置在第三光学处理板或第四光学处理板附近的一个微动开关。当第三光学处理板或第四光学处理板旋转至一预设角度时，其固定框可接触并触发该微动开关。

作为一种实施方式，所述的激光投射灯还包括固定架，所述固定架包括：大体垂直于所述出光口的边所在的平面固定的基板；从基板的远离出光口的一侧垂直延伸而出的第二激光器支撑，所述第二激光器固定在其上；以及位于所述第二激光器支撑两侧的两个电机支撑，每个电机支撑上固定一作为驱动装置的电机，且电机驱动轴相对设置，所述第三光学处理板和第四光学处理板分别固定在两个电机的驱动轴上。其中一个电机支撑下方中空，所述第一激光器固定在该电机支撑下方的中空处，其激光头的发射方向朝向另一个电机支撑。

优选的，所述第一光学处理板和第二光学处理板依次设置在第一激光器的激光发射路径上，且固定在从基板的靠近出光口的一侧垂直延伸而出的固定部上。

优选的，第一光学处理板和第二光学处理板均相对第一激光器发出的激光呈45度倾斜，以使得激光被反射向第三光学处理板和第四光学处理板。

优选的，所述的激光投射灯还包括与所述驱动装置、第一激光器和第二激光器电性连接的控制电路板，其藉由一支架固定在固定架后侧，以与第二激光器不直接接触。

本实用新型提供的激光投射灯，激光投射灯包括第一激光器和第二激光器，第二激光器用于投射静态的背景图案，第一激光器的激光藉由双重平面反射（配合半透射）后投射主要图案，再藉由驱动装置，驱动反射镜片旋转，使得投射的主要图案在背景图案内上下或左右移动或连续向下滚动，投影动态图像。本实用新型由于不采用球形透明镜片，而采用平面反射的方式，因此所投射出的光点不会被放大变形，光影旋转过程中图像也不产生畸变，光影分布均匀且具有变化。且本实用新型利用了两组反射（配合半透射）镜片，可在同一投射面上产生两组运动速度不一的动态图案，从而既具有静态的背景图案，又具有动态的主投影图案，变化丰富多彩，更吸引观众。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的激光投射灯的爆炸图。

图2是图1中激光投射灯的中板集成部分的爆炸图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型，下面将结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、2所示，本实用新型一实施例中，激光投射灯主要包括由前壳11和后壳12组成的壳体以及收容在壳体内的前端光处理部分20和中板集成部分30。

其中，前壳11上形成有供光线射出的出光口111。前端光处理部分20主要包括设置在前壳11的出光口111处的透光板21、设置在透光板21和前壳11之间用于密封两者间缝隙的密封圈22、固定在前壳11内侧的光栅片固定架23、以及被压紧在光栅片固定架23与透光板21之间的光栅片24。透光板21可为玻璃或其他透明材料制成。密封圈22可为硅胶圈。光栅片24可为一整片，也可以是由多片光栅片组成，本实施例中包括三片长方形状光栅片，位于中间的光栅片较位于两边的光栅片小。

中板集成部分30主要包括固定架31以及固定在固定架31上的第一激光器32、第二激光器33、第一激光处理组件34、第二激光处理组件35、驱动装置36、开关37和控制电路板38。

本实施例中，第一激光器32和第二激光器33均包括大体呈方形的散热器及固定在散热器中部通孔内的激光头，且第一激光器32和第二激光器33的激光头所发出的激光的颜色不同。每个激光器还可包括颜色不同的多个激光头。其中，第二激光器33发出的激光主要用于作为投射图案的背景，而第一激光器32发出的激光主要用于作为投射图案的主要图案。例如，第一激光器32采用绿激光头，第二激光器33采用蓝激光头，两者发出的光经过不同的光栅片的光学处理后，所投射出来的图案为蓝色星空中点点绿色的雪花。

第一激光处理组件34包括第一光学处理板341和第二光学处理板342，每个光学处理板上均延伸而出一固定柱343、344。其中第一光学处理板341为即允许激光透射又可反射激光的激光镜片，而第二光学处理板342为单纯的反射镜片。

第二激光处理组件35包括第三光学处理板351和第四光学处理板352，每个光学处理板上均固定在一大体呈U型的固定框353、354内。固定框353、354的末端均延伸而出一固定轴，分别与两个驱动装置36的驱动部连接，从而，第三光学处理板351和第四光学处理板352在驱动装置36的驱动部的带动下可绕固定轴的轴线旋转。本实施例中，第三光学处理板351和第四光学处理板352均为反射镜片。

驱动装置36用于驱动第二激光处理组件35旋转，本实施例中采用步进电机。可以理解的，其他实施例中，可采用其他类型的电机或是气缸配合齿轮组替代步进电机。

为了控制第二激光处理组件35的旋转角度，设置了第二激光处理组件35旋转至预设角度时会触发的开关37。本实施例中，开关37为微动开关，其与控制电路板38电性连接，并机械固定在固定架31上。

控制电路板38上设置有为激光投射灯内的用电元器件供电的电源电路和用于控制驱动装置36、第一激光器32和第二激光器33的控制电路。

固定架31包括一大体垂直于透光板21（也即围成出光口111的边所在的平面）固定的基板311、从基板311的靠近后壳12一侧垂直延伸而出的第二激光器支撑312、从基板311的靠近两侧处（同时也是第二激光器支撑312的两侧）垂直延伸而出的两个电机支撑315、以及位于两个电机支撑315内侧的两个开关支撑313。其中一个电机支撑315下方中空，第一激光器32固定在电机支撑315下方的中空处，其激光头的发射方向朝向另一个电机支撑315并基本平行于透光板21（也即围成出光口111的边所在的平面）。

第一激光处理组件34固定在从基板311的靠近前壳11一侧垂直延伸而出的固定部314上。具体的，固定柱343、344分别固定在固定部314上，使得第一光学处理板341和第二光学处理板342依次位于第一激光器32的激光路径上，且均相对激光呈45度倾斜，以使得第一光学处理板341将一部分激光反射向基板311的更靠上方处，而另一部分激光穿过第一光学处理板341后射向第二光学处理板342，第二光学处理板342将接收到的激光全部反射向基板311的更靠上方处。

两个驱动装置36分别固定在两个电机支撑315上，且两者的驱动轴相对并位于同一直线上，该直线基本平行于透光片21。第二激光处理组件35的两个固定框353、354的固定轴分别固定在两个驱动装置的驱动轴上，且第三光学处理板351和第四光学处理板352在旋转时其中心一直位于驱动轴所在的直线上。此外，第三光学处理板351和第四光学处理板352的中心还分别与第一光学处理板341和第二光学处理板342的中心相对，且均位于第一光学处理板341和第二光学处理板342的反射路径上。如此，从第一光学处理板341和第二光学处理板342反射而出的激光可照射在第三光学处理板351和第四光学处理板352上并再次进行反射。

两个微动开关37分别固定在位于两个电机支撑315内侧的两个开关支撑313上，且靠近驱动装置36的驱动轴的下方。当第三光学处理板351在驱动装置36的带动下旋转至第一预设角度时，固定框353可触发其中一个微动开关37，从而微动开关37向控制电路板38发送信号，使得控制电路板38执行预设的控制程序，例如但不限于控制相应的电机反转使电机旋转位置归零和/或改变第一和第二激光器的发光模式等。类似的，当第四光学处理板352在驱动装置36的带动下旋转至第二预设角度时，固定框354可触发另一个微动开关37，从而微动开关37向控制电路板38发送信号，使得控制电路板38执行预设的控制程序，例如但不限于控制相应的电机反转和/或改变第一和第二激光器的发光模式等。

第二激光器33固定在从基板311的靠近后壳12一侧垂直延伸而出的第二激光器支撑312上，其激光头的激光发射方向正对透光板21的中心，并位于第三光学处理板351和第四光学处理板352之间。也即从垂直于透光板21（也即围成出光口111的边所在的平面）的方向看，第二激光器33的出光处位于第三光学处理板351和第四光学处理板352之间的空隙处，且第二激光器33的出光方向垂直于透光板21。

本实施例中，采用了三块彩色的衍射激光光栅片，其中，位于两侧的光栅片用于分别对第三光学处理板351和第四光学处理板352反射过来的激光进行光学处理，而位于中部的光栅片用于对第二激光器33发射出来的激光进行光学处理。本实施例中，第二激光器33和中部的光栅片配合来投射一静态的背景，例如星空、蓝天白云、极光等。第一激光器32、第三光学处理板351、驱动装置和相对的光栅片配合来投射动态的主要图案，例如由上至下飘落的雪花或雨点或落叶。第一激光器32、第四光学处理板352、驱动装置和相对的光栅片配合来投射动态的相同的或另一种主要图案（例如落叶或花朵等）。优选的，位于两侧的光栅片的衍射图案分布不规则，如此形成的动态图案移动的轨迹更变化多端，更接近现实。

控制电路板38固定在第二激光器33的靠近后壳12一侧，可直接固定在第二激光器33上，也可借助一支架固定在固定架31上，以减少控制电路板38的温度受第二激光器33的影响。其他实施例中，控制电路板38还可以固定在后壳12内侧。控制电路板38朝向后壳12底部的一面上设置有可用于控制设备工作的控制按钮（图未示），该控制按钮可从后壳12底部的通孔中伸出激光投射灯外部，使用者可通过控制按钮控制激光投射灯的启动、关闭和模式改变。

工作中，当激光投射灯启动后，第一激光器32和第二激光器33均发射激光。第二激光器33发出的激光直接穿过位于中间的光栅片24投射至激光投射灯外，在投射面上形成静态的背景图案。第一激光器32发出的激光先到达第一激光处理组件34的第一光学处理板341，其中的一部分激光被直接发射至第二激光处理组件35的第三光学处理板351，并被第三光学处理板351反射至相对的光栅片24上并投射至激光投射灯外，在投射面上形成主要图案。而到达第一光学处理板341的另一部分激光直接穿过第一光学处理板341射向第一激光处理组件34的第二光学处理板342，并被第二光学处理板342直接反射向第二激光处理组件35的第四光学处理板352，再经由第四光学处理板352反射至相对的光栅片24上并投射至激光投射灯外，在投射面上形成主要图案。与此同时，驱动装置36驱动第二激光处理组件35旋转，使得第三光学处理板351和第四光学处理板352反射的激光相对第二激光器33发出来的激光上下移动或连续向下滚动（当激光投射灯旋转90度摆放时，则为左右移动或连续向左或右滚动），从而主要图案在静态的背景图案上实现动态的移动。在此，第三光学处理板351和第四光学处理板352可同步从相同的起点开始同向转动，但两者转动速度不同，从而动态效果更逼真。第三光学处理板351和第四光学处理板352还可以从相同的起点反向转动，也可以从不同的起点同向转动，还可以从不同的起点反向转动，配合相同或不同的旋转速度，实现更丰富的动态效果。为了充分利用激光，可通过结构设计实现：当第一激光器32的激光被反射至前壳11的出光口111的边缘时，微动开关37被触发，从而驱动装置36的驱动轴反转（反转的同时可控制第一激光器32不发射激光）。从而，可通过采用不同的旋转配合模式和不同的彩色的衍射激光光栅片，实现在星光点点的背景下多颜色雪花飘落，或在星光点点或其他形式的背景下多颜色花瓣或落叶飘落（由于光栅片上图案分布不规则，可以呈现沿曲线飘落的视觉效果）等。可投射的图案多样化、图案运动的模式也多样化，且不会产生图案畸形形变等问题。

此外，固定架31优选为导热性能良好的金属材料（例如铝合金）制成，并与一外部散热器接触，如此可快速将驱动装置和激光器的热量传导至投射灯外部，散热性能良好。

在其他实施例中，第一激光处理组件可包括三片或以上的光学处理板，其中除位于最后的光学处理板为纯反射镜之外，其他光学处理板均为即可反射又可投射的激光透镜。对应的，第二激光处理组件也包括三片或以上的纯反射光学处理板，驱动装置也包括三个或以上的电机，光栅片也为对应的多片且每片上的衍射图案均相同或不同，如此，可实现更丰富的投射图案和动画效果。

本实施例中，三片光栅片分别用于处理来自第二激光器、第三光学处理板和第四光学处理板的激光，其他实施例中，来自第二激光器、第三光学处理板和第四光学处理板的激光可同时被相邻的两片光栅片处理。

本实施例中，透光板21为平面透光玻璃，其他实施例中，透光板也可为弧形。

其他实施例中，可取消其中一个或全部微动开关，控制第三光学处理板351和第四光学处理板352错位旋转即可。

其他实施例中，第一激光器激光头发射激光的方向可不平行于透光板，其可发射向其他方向，只要第一激光处理组件将激光反射至第二激光处理组件，且第二激光处理组件可将激光射向前壳的开口即可。第一激光处理器的第一和第二光学处理板反射激光的方向也可不同。第三光学处理板和第四光学处理板的旋转轴也可不在一条直线上，只要旋转轴平行于围成出光口的边所在的平面，使得激光最终可按照预设路径照射在对应的光栅片上即可。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种激光投射灯，包括形成有出光口的外壳、设置在出光口内侧的光栅片以及设置在外壳内的激光器组件及驱动装置，其特征在于，所述激光器组件包括：

第一激光器，其至少包括具有第一颜色的激光头；

第二激光器，其至少包括具有与第一颜色不同的第二颜色的激光头，且其朝向所述外壳的出光口发射激光；

用于将第一激光器发出的激光的一部分反射向第一方向同时允许第一激光器发出的激光的另一部分透射的第一光学处理板；

用于将从第一光学处理板透射过来的激光反射向第二方向的第二光学处理板；

设置在第一方向上并用于反射来自第一光学处理板的激光的第三光学处理板；以及

设置在第二方向上并用于反射来自第二光学处理板的激光的第四光学处理板；

其中，所述驱动装置包括用于分别驱动第三光学处理板和第四光学处理板同步或非同步转动的多个驱动轴，所述第三光学处理板和第四光学处理板的旋转轴平行于围成所述出光口的边所在的平面。

2.根据权利要求1所述的激光投射灯，其特征在于，至少包括三片并排设置的光栅片，位于中间的光栅片仅能接收到来自第二激光器发射过来的激光，位于一侧的光栅片仅能接收到来自第三光学处理板的激光，位于另一侧的光栅片仅能接收到来自第四光学处理板的激光。

3.根据权利要求2所述的激光投射灯，其特征在于，所述位于中间的光栅片为可投射满天星图案的激光衍射光栅片，位于两侧的光栅片为可投射雪花图案或花朵图案或落叶图案的激光衍射光栅片。

4.根据权利要求3所述的激光投射灯，其特征在于，所述位于两侧的光栅片的图案分布不规则。

5.根据权利要求1所述的激光投射灯，其特征在于，还包括分别设置在第三光学处理板和第四光学处理板附近的微动开关；当第三光学处理板旋转至第一预设角度时，其固定框可接触并触发设置在其附件的微动开关；当第四光学处理板旋转至第二预设角度时，其固定框可接触并触发设置在其附件的微动开关。

6.根据权利要求1所述的激光投射灯，其特征在于，还包括设置在第三光学处理板或第四光学处理板附近的一个微动开关；当第三光学处理板或第四光学处理板旋转至一预设角度时，其固定框可接触并触发该微动开关。

7.根据权利要求1至6项中任一项所述的激光投射灯，其特征在于，还包括固定架，所述固定架包括：

大体垂直于所述出光口的边所在的平面固定的基板；

从基板的远离出光口的一侧垂直延伸而出的第二激光器支撑，所述第二激光器固定在其上；以及

位于所述第二激光器支撑两侧的两个电机支撑，每个电机支撑上固定一作为驱动装置的电机，且电机驱动轴相对设置，所述第三光学处理板和第四光学处理板分别固定在两个电机的驱动轴上；

其中一个电机支撑下方中空，所述第一激光器固定在该电机支撑下方的中空处，其激光头的发射方向朝向另一个电机支撑。

8.根据权利要求7所述的激光投射灯，其特征在于，所述第一光学处理板和第二光学处理板依次设置在第一激光器的激光发射路径上，且固定在从基板的靠近出光口的一侧垂直延伸而出的固定部上。

9.根据权利要求8所述的激光投射灯，其特征在于，第一光学处理板和第二光学处理板均相对第一激光器发出的激光呈45度倾斜，以使得激光被反射向第三光学处理板和第四光学处理板。

10.根据权利要求9所述的激光投射灯，其特征在于，还包括与所述驱动装置、第一激光器和第二激光器电性连接的控制电路板，其藉由一支架固定在固定架后侧，以与第二激光器不直接接触。