光学投影设备制造技术

本实用新型专利技术涉及光学投影设备，特别是涉及可以投射不同颜色的图案化光的投影设备。在一个实现方式中，投影设备可以包括壳体，在该壳体内存在多个部件。这些部件可以包括：发光二极管(LED)、抛物面镜反射器、正弦透镜状漫射器、和多个空间滤光器。可以以至少两种不同的颜色提供多个LED。所述抛物面镜反射器可以布置成准直从所述多个LED接收的光。所述正弦透镜状漫射器可以位于所述抛物面镜反射器的输出处，并布置成漫射准直光。所述空间滤光器可以布置成漫射从所述正弦透镜状漫射器接收的漫射且准直的光。成像透镜可以联接到所述壳体，并布置成放大从空间滤光器接收的漫射光，并在第一表面上显示云状效果。并在第一表面上显示云状效果。并在第一表面上显示云状效果。

【技术实现步骤摘要】
光学投影设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年11月1日提交的申请号为17/516,294的美国专利申请的优先权，该申请要求2021年9月23日提交的申请号为63/247,500的美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本技术总体上涉及一种光学照明设备，其在本文中也称为投影设备、光学设备、照明设备、光学投影设备，或简称为设备或装置。

技术介绍

[0004]非相干光源(例如，发光二极管(LED))用于各种照明应用。然而，非相干光源(例如LED)发出的光波(1)是异相且不相关的(与发出同相且彼此相关的光波的诸如激光的相干光源不同)并且(2)不产生固定干扰(如激光/ 相干光源的情况)。因此，当投影应用包括不同颜色的LED时，从LED发出的光会混合在一起，从而产生发白色的光，而不是描绘不同的单独颜色的光。至少出于这个原因，大多数使用彩色光的LED应用显示单一颜色(即，此类应用通常使用同一颜色的一个或多个LED)。

技术实现思路

[0005]本技术总体上涉及一种投影设备，其可以以图案化方式投影多种颜色的非相干光，图案化方式例如可以类似于云状效果。在一些实现方式中，投影设备还可以包括相干光源(例如，激光器)，该相干光源可以用于产生星空效果，该星空效果可以层叠在云状效果上。
[0006]一般而言，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在如下设备(例如，投影设备)中，该设备包括壳体和包括在壳体内的多个部件，所述多个部件包括多个发光二极管(LED)、抛物面镜反射器、正弦透镜状漫射器、和多个空间滤光器。在一些实现方式中，以至少两种不同的颜色提供所述多个LED；所述抛物面镜反射器布置成准直从所述多个LED接收的光；所述正弦透镜状漫射器位于所述抛物面镜反射器的输出处或附近，并布置成漫射从所述抛物面镜反射器接收的准直光；以及所述多个空间滤光器布置成漫射从所述正弦透镜状漫射器接收的漫射且准直的光，其中，所述多个空间滤光器中的每一个具有第一表面，在所述第一表面上分布有多个浮雕结构；以及成像透镜联接到所述壳体并布置成放大从所述多个空间滤光器接收的漫射光，并在所述第一表面上显示云状效果。该方面的其他实现方式包括相应的系统、装置和设备。这些和其他实现方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个。
[0007]在一些实现方式中，投影设备可以包括位于多个LED和抛物面镜反射器之间的平面漫射器。
[0008]在一些实现方式中，平面漫射器可以布置成漫射从多个非相干光源接收的光并将
漫射光引向所述抛物面镜反射器。
[0009]在一些实现方式中，多个LED可以布置成阵列，其中每个相邻的LED对被间隙隔开。
[0010]在一些实现方式中，间隙可以为0.25mm。
[0011]在一些实现方式中，多个空间滤光器中的每个空间滤光器包括以下中的一者：透射滤光器、折射滤光器、反射滤光器、和衍射滤光器。
[0012]在一些实现方式中，投影设备可以包括电机，该电机联接到多个空间滤光器中的至少一个空间滤光器并且被配置为移动所述至少一个空间滤光器，其中移动所述至少一个空间滤光器导致成像透镜显示的云状效果的移动。
[0013]在一些实现方式中，成像透镜可以是聚光透镜。
[0014]在一些实现方式中，平面漫射器可以位于准直光学元件的焦点或焦平面处或附近。
[0015]在一些实现方式中，所述多个LED位于准直光学元件的焦点或焦平面处或附近。
[0016]在一些实现方式中，正弦透镜状漫射器可以是一维或二维的，并且可以位于抛物面镜反射器的输出处。
[0017]在一些实现方式中，所述多个空间滤光器中的每一个可以具有分布有多个浮雕结构的第一表面，其中，所述多个浮雕结构具有不同的尺寸。
[0018]在一些实现方式中，投影设备的壳体还可以包括第一衍射光学元件和相干光源。
[0019]在一些实现方式中，所述电机联接到第一衍射光学元件并且被配置为旋转第一衍射光学元件；以及所述至少一个相干光源布置成引导来自所述至少一个相干光源的光通过所述第一衍射光学元件，以产生用于在所述第一表面上显示的星空效果。
[0020]在一些实现方式中，投影设备可以包括第二衍射光学元件。在这样的实现方式中，第一衍射光学元件可以是光栅轮；以及第二衍射光学元件可位于所述至少一个相干光源与所述光栅轮之间，其中，所述至少一个相干光源输出的光穿过所述第二衍射光学元件和所述光栅轮。
[0021]本说明书中描述的主题的另一个创新方面可以体现在如下设备(例如，投影设备)中，投影设备可以包括：多个非相干光源，其中，所述多个非相干光源以至少两种不同的颜色提供；准直光学元件，所述准直光学元件布置成准直从所述多个非相干光源接收的光；正弦透镜状漫射器，所述正弦透镜状漫射器位于所述准直光学元件的输出处并布置成漫射从所述准直光学元件接收的准直光；空间滤光器，所述空间滤光器布置成漫射从所述正弦透镜状漫射器接收的漫射和准直的光；以及透镜，所述透镜布置成放大从所述空间滤光器接收的漫射光并将放大的光显示在第一表面上。该方面的其他实现方式包括相应的系统、装置和设备。这些和其他实现方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个。
[0022]在一些实现方式中，投影设备可以包括第二漫射器，其中，所述第二漫射器位于所述多个非相干光源和所述准直光学元件之间，并且所述第二漫射器布置成漫射来自所述多个非相干光源的光并将漫射光引向所述准直光学元件。
[0023]在一些实现方式中，所述正弦透镜状漫射器可以是一维的或二维的。
[0024]在一些实现方式中，所述多个非相干光源是多个发光二极管(LED)。
[0025]在一些实现方式中，所述多个LED可以布置成阵列，其中，每个相邻的LED 对被间隙隔开。
[0026]在一些实现方式中，所述准直光学元件可以是抛物面镜反射器或折射透镜。
[0027]在一些实现方式中，所述空间滤光器可以包括多个空间滤光器。
[0028]在一些实现方式中，所述空间滤光器可以包括透射滤光器、折射滤光器、反射滤光器、或衍射滤光器。
[0029]在一些实现方式中，所述投影设备可以包括联接到所述空间滤光器并且被配置为移动所述空间滤光器的电机。
[0030]在一些实现方式中，所述投影设备可以包括齿轮组件，所述齿轮组件联接到所述电机以移动所述空间滤光器。
[0031]在一些实现方式中，所述第二漫射器可以是可以位于所述准直光学元件的焦点或焦平面处或附近的平面漫射器。
[0032]在一些实现方式中，所述投影设备还可以包括第一衍射光学元件和相干光源。
[0033]在一些实现方式中，所述电机联接到所述第一衍射光学元件并且被配置为旋转所述第一衍射光学元件；以及所述至少一个相干光源布置成引导来自所述至少一个相干光源的光通过所述第一衍射光学元件，以产生用于在所述第一表面上显示的星空效果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：壳体；和包括在所述壳体内的多个部件，所述多个部件包括多个发光二极管、抛物面镜反射器、正弦透镜状漫射器、和多个空间滤光器，其中：所述多个发光二极管以至少两种不同的颜色提供；所述抛物面镜反射器布置成准直从所述多个发光二极管接收的光；所述正弦透镜状漫射器位于所述抛物面镜反射器的输出处，并布置成漫射从所述抛物面镜反射器接收的准直光；所述多个空间滤光器布置成漫射从所述正弦透镜状漫射器接收的漫射且准直的光，其中，所述多个空间滤光器中的每一个具有第一表面，在所述第一表面上分布有多个浮雕结构；以及成像透镜，所述成像透镜联接到所述壳体，其中，所述成像透镜布置成放大从所述多个空间滤光器接收的漫射光，并在所述第一表面上显示云状效果。2.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括：位于所述多个发光二极管与所述抛物面镜反射器之间的平面漫射器，其中，所述平面漫射器布置成漫射从多个非相干光源接收的光并将漫射光引向所述抛物面镜反射器。3.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述多个发光二极管布置成阵列，其中每个相邻的发光二极管对被间隙隔开。4.如权利要求3所述的投影设备，其特征在于，所述间隙为0.25mm。5.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述多个空间滤光器中的每个空间滤光器包括以下中的一者：透射滤光器、折射滤光器、反射滤光器、和衍射滤光器。6.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括电机，所述电机联接到所述多个空间滤光器中的至少一个空间滤光器并且被配置为移动所述至少一个空间滤光器，其中移动所述至少一个空间滤光器导致所述成像透镜显示的所述云状效果的移动。7.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述成像透镜是聚光透镜。8.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述平面漫射器和所述多个发光二极管均位于所述抛物面镜反射器的焦点或焦平面处。9.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述正弦透镜状漫射器是一维或二维的，并且位于所述抛物面镜反射器的输出处。10.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述多个空间滤光器中的每一个具有第一表面，在所述第一表面上分布有多个浮雕结构，其中，所述多个浮雕结构具有不同的尺寸。11.如权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述壳体还包括第一衍射光学元件和相干光源，并且其中：所述电机联接到所述第一衍射光学元件并且被配置为旋转所述第一衍射光学元件；以及至少一个相干光源布置成引导来自相干光源的光通过所述第一衍射光学元件，以产生用于在所述第一表面上显示的星空效果。
12.如权利要求11所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括第二衍射光学元件，并且其中：所述第一衍射光学元件是光栅轮；以及所述第二衍射光学元件位于所述至少一个相干光源与所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：布利斯照明有限责任公司，
类型：新型
国别省市：