星空投影的製作方法

2023-04-23 13:40:51 1

專利名稱：星空投影的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及投影裝置，更具體而言，涉及移動星空(star field)投影裝置。
背景技術：
投影裝置應用於家庭、辦公室、建築照明以及天象館應用等。本 領域已開發了若干個投影裝置。Sadler的美國專利No. 7， 004， 588公 開了一種天象投影儀，該天象投影儀包括點光源、罩和被置於罩內的 光色散透鏡組件，該點光源具有基本對稱的光強度和小於約2mm的視 在截面，能夠產生具有某一錐角的高強度光束，該罩具有不透明區域 和對應於各個天星的位置的透明區域，其中該罩包括內表面和外表面。 該投影儀還包括可攜式點光源，該可攜式點光源包括光源、聚光元件 和適用於提供具有小截面積的高強度光的光導管。Hinkle的美國專利No. 5， 082， 447公開了一種星投影裝置，該星 投影裝置由被摺疊來形成六面立體罩的不透明膜片構成，該膜具有遍 布其整個區域的多個透明點，這些透明點在被投影到周圍表面上時表 示星位置， 一個小的類似點的光源被置於該罩的中心，用於同時通過 該罩的所有六個面發射光，以產生星的大體360度視野的不大(less) 的投影到周圍表面上。附近的星由自透明點起的、表示與星的放大的 曰心視差運動對應的矢量的線狀延伸表示。Kuehn的美國專利No. 4， 776， 666公開了一種改進的投影儀，該投 影儀通過使用光纖光導來增加投影天空的亮度和輝度(br i 11 iance )， 用於在天象館中對恆星投影。該裝置包括至少一個光源、 一個聚光器、 一個星形板(star plate)或樣板以及一個透鏡，其對天象館穹頂上 的星形板樣板投影。在聚光器和相關的星形板或樣板之間設置有光纖光纜，該光纖光纜的光進入端面向該聚光器，並且該光纖光纜由光纖 光導或光纖光導束構成。該光纖光纜的另一端被分成光纖光導和/或光 纖光導束，該光纖光導和/或光纖光導束的光出射端被分配到星形板或 樣板上待照亮的位置。儘管上述裝置對星投影，但本發明的裝置的不 同之處在於，它提供移動的星空以及深藍色的雲。另外，本發明所使 用的諸如光源和光學元件之類的裝置及其產生移動的星空和類似深藍 色雲的效果的配置是不同的。

發明內容
本發明是一種投影裝置，該投影裝置產生移動的星空和類似深藍 色雲的效果。該裝置主要包括相干光源和非相干光源以及多個光學元
件。相干光源是單色雷射，非相干光源是發光二極體(LED)。產生類 似深藍色雲的效果的裝置包括LED、幹涉濾光碟、內聚光透鏡和外聚 光透鏡以及第一電動機。幹涉盤位於內聚光透鏡和外聚光透鏡之間。 LED位於內透鏡後面。來自LED的光通過這些透鏡和幹涉盤。第一電 動機使幹涉濾光碟旋轉，這產生緩慢移動的深藍色雲的效果。
移動星空產生裝置包括雷射、光柵盤、兩個衍射光學元件和第二 電動機。衍射光學元件位於光柵盤和雷射之間。來自雷射的光通過衍 射光學元件和光柵盤，同時第二電動機使光柵盤旋轉，以產生移動的 星空的效果。電源和調節裝置控制電動機和光源的運行。


圖l是本發明的星空投影裝置的功能框圖。
附圖參考標號
10 星空投影裝置
12 幹涉濾光碟
14 光柵盤
16 雷射二極體
18 發光二極體(LED)
20 第一電動機
22 第二電動機24 全波橋式整流濾波器
26 電動機電流控制單元
28 LED電流調節器
30 雷射二極體電源
32 內聚光透鏡
34 外聚光透鏡
36 衍射光學元件
具體實施例方式
參照附圖，圖解了本發明的星空投影裝置的優選實施方案，該優 選實施方案總體如圖1中所示。本發明產生移動的星空以及類似深藍 色雲的效果。
參照圖1，星空投影裝置10包括相干光源和非相干光源、電源和 調節裝置、 一對聚光透鏡_一內聚光透鏡32和外聚光透鏡34、幹涉 盤12、光柵盤14、 一對衍射光學元件36和一對電動機。相干光源包 括單色雷射16，非相干光源包括一對發光二極體(LED) 18。
電源和調節裝置包括交流電源、全波橋式整流濾波電路24、電動 機電流控制單元26、 LED電流調節器28和雷射二極體電源30。交流 輸入由全波橋式整流濾波電路2 4整流和濾波以得到所需的直流輸出。 直流輸出被輸入LED電流調節器28、雷射二極體電源30和電動機電 流控制單元26。
包括LED18、第一電動機20、幹涉濾光碟12以及內聚光透鏡32 和外聚光透鏡34的結構產生類似深藍色雲的效果。幹涉濾光碟12被 置於如圖1所示的內透鏡32和外透鏡34之間。外透鏡34比內透鏡 32大。在一個實施方案中，將50mm的聚光透鏡用於外透鏡34，將IO腿 的聚光透鏡用於內透鏡32。幹涉濾光碟12由第一電動機20旋轉。來 自LED 18的光束通過內透鏡32和旋轉的幹涉濾光碟12，並最終由外 聚光透鏡34會聚和改變方向，以產生類似雲的效果。由於幹涉濾光碟 12的周期性旋轉，雲緩慢移動。雲具有深藍色，但可按其它顏色產生， 具有其它特徵。
仍然參照圖1，通過使用光柵盤14、第二電動機22、衍射光學元 件36和雷射16產生星空的運動。第二電動機22用於旋轉光柵盤14。電動機電流控制單元26控制第二電動機22的運行。衍射光學元件36 被置於光柵盤14和雷射16之間。來自雷射16的光束通過衍射光學元 件36。衍射光學元件36的光輸出通過旋轉的光柵盤14，以由於衍射 光束的幹涉而產生亮點。所產生的亮點表現為星星。光柵盤14的周期 性旋轉引起星空的運動。電動機控制單元用來控制第二電動機的速度 或每分鐘的轉數(rmp)。星在深藍色雲上成層。
在包括任何所附權利要求書、摘要和附圖在內的本說明書中公開 的所有特徵，可以用具有相同、等同或類似功用的可供選擇的特徵代 替，除非另有明確說明。因此，除非另作明確說明，所公開的每個特 徵僅是 一 類 一 系列等同或類似特徵的 一 個例子。
權利要求中任何未明確陳述"用於"執行指定功能"的裝置，，或 "用於"執行指定功能"的步驟"的要素均不應被解釋為35 U. S. C. 第112節第6段所規定的"裝置"或"步驟"條款。具體而言，本文 中在權利要求書中使用"......的步驟"意不在使用35 U. S. C.第112
節第6段的規定。
儘管已經示出並描述了本發明的優選實施方案，但可以對所述優 選實施方案進行各種改變和替換而不偏離本發明的精神和範圍。因此， 應該理解，已經以示例而非限制的方式描述了本發明。
權利要求
1.一種投影裝置，包括至少一個衍射光源；至少一個相干光源，所述至少一個相干光源被設置成在被供應以動力時使光通過所述至少一個衍射光源；以及電源，其中所述至少一個相干光源和所述至少一個衍射光源在被供應以來自所述電源的動力時產生星空。
2. 權利要求1所述的投影裝置，還包括光柵盤，其中所述至少一個衍射光源被置於所述至少一個相干光 源和所述光4冊盤之間；以及用於使所述光柵盤旋轉的第一電動機，其中所述至少一個相干光 源、所述光柵盤、所述至少一個衍射光源和所述第一電動機在被供應 以來自所述電源的動力時適於產生移動的星空。
3. 權利要求1所述的投影裝置，還包括 至少一個非相干光源； 第一聚光透鏡；至少一個幹涉盤，所述至少一個幹涉盤被置於所述非相干光源和 所述第一聚光透鏡之間；用於使所述幹涉盤旋轉的第二電動機，其中所述至少一個非相干 光源、所述幹涉盤、所述第一聚光透鏡和所述第二電動機在被供應以 來自所述電源的動力時產生類似雲的效果。
4. 權利要求2所述的投影裝置，其中所述移動的星空通過所述光柵盤的周期性旋轉產生。
5. 權利要求2所述的投影裝置，還包括用於控制所述第一電動機的速度或每分鐘的轉數的電動機控制單元。
6. 權利要求2所述的投影裝置，其中所述第一電動機包括直流電 動機，動力通過全波橋式整流濾波器提供給所述第一電動機。
7. 權利要求2所述的投影裝置，還包括第二聚光透鏡，其中所述 第一和第二聚光透鏡包括外聚光透鏡和內聚光透鏡，並且其中，在運 行中，來自所述至少一個非相干光源的光通過所述內聚光透鏡和旋轉 的幹涉濾光碟，並最終由所述外聚光透鏡會聚和改變方向，以產生類 似雲的效果。
8. 權利要求1所述的投影裝置，其中所述至少一個相干光源是單 色雷射。
9. 權利要求3所述的投影裝置，其中所述第二電動機包括交流電 動機。
10. 權利要求3所述的投影裝置，還包括用於控制所述第二電動 機的速度或每分鐘的轉數的電動機控制單元。
11. 權利要求3所述的投影裝置，其中所述至少一個非相干光源 是發光二極體(LED)。
12. 權利要求3所述的投影裝置，其中所述星空在所述類似雲的 效果上成層。
13. —種產生星空的方法，包括使來自相干光源的光通過至少一個衍射光學元件，其中至少一個 相干光源被設置成在被供應以動力時使光通過所述至少一個衍射光學 元件。
14. 權利要求13所述的方法，還包括 使來自所述相干光源的光通過光柵盤；以及 使所述光柵盤旋轉，其中旋轉由連接到所述光柵盤上的第 一電動機實現。
15. 權利要求14所述的方法，還包括使來自非相干光源的光通過第一聚光透鏡和幹涉盤，其中所述幹 涉盤被置於所述非相干光源和聚光透鏡對之間；以及使所述幹涉盤旋轉，其中旋轉由連接到所述幹涉盤上的第二電動 機實現，並且其中來自所述非相干光源的通過所述第一聚光透鏡和所 述幹涉盤的光產生類似雲的效果。
16. 權利要求15所述的方法，還包括使來自所述非相干光源的光 通過第二聚光透鏡，其中所述第一和第二聚光透鏡包括外聚光透鏡和 內聚光透鏡，並且其中，在運行中，來自至少一個非相干光源的光通 過所述內聚光透鏡和旋轉的幹涉濾光碟，並最終由所述外聚光透鏡會 聚和改變方向，以產生所述類似雲的效果。
全文摘要
一種用於產生移動的星空和類似雲的效果的投影裝置，包括用於利用至少一個非相干光源產生類似雲的效果的裝置、用於利用至少一個相干光源產生移動的星空的裝置以及用於調節和提供電功率的裝置。該用於利用至少一個非相干光源產生類似雲的效果的裝置包括至少一對聚光透鏡和由電動機旋轉的幹涉濾光碟，該幹涉濾光碟被置於至少一對聚光透鏡之間。該用於利用相干光源產生移動的星空的裝置包括由電動機旋轉的光柵盤和被置於至少一個相干光源和光柵盤之間的衍射光學元件。
文檔編號G09F19/12GK101276523SQ200810084778
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月21日 優先權日2006年6月21日
發明者R·E·詹森 申請人:布利斯控股有限責任公司