投影成像装置以及灯具

技术领域

本申请涉及投影成像技术领域，更具体地，涉及一种投影成像装置以及灯具。

背景技术

现有星空灯的在呈现星空图像时，往往采用激光照射可旋转的光栅片的技术方案，从而呈现出星空旋转的投影画面。或者是在上述技术方案基础上，在激光发射口处再固定一片光栅片，通过照射两片光栅片的方式从而呈现在星空整体旋转的基础上，部分星点(也即，光斑)实现不规则旋转的效果。

由于上述技术方案中均采用可旋转的光栅片，因此只能够实现光斑的旋转运动而无法实现光斑的其他动态，成像效果较为单一。

发明内容

本申请提供一种投影成像装置以及灯具。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种投影成像装置，包括外壳、第一光源和驱动模组。外壳设有出光窗；第一光源可活动设置于外壳内，出光窗位于第一光源的出射光的光路上。驱动模组设置于外壳内；第一光源连接于驱动模组并在驱动模组的驱动下移动，使第一光源的出光面相对地远离或靠近出光窗。

根据本申请的第二方面，本申请实施例提供一种灯具，包括电路板以及上述任一项的投影成像装置。其中，投影成像装置与电路板电性连接。

本申请提供了一种投影成像装置及灯具，在该投影成像装置中，第一光源连接于驱动机构并由在驱动机构的驱动下移动，使第一光源的出光面相对地远离或靠近出光窗，由于第一光源的出射光经由出光窗射出后会投射到成像面(如墙面等)上形成投影图案/投影光斑，此时第一光源的出光面远离或靠近出光窗，使出光面也相对地远离或靠近成像面，成像面上的投影图案因此而产生忽大忽小/忽远忽近的投影光效，能够形成区别于现有技术的光效氛围，丰富了用户的观看体验。进一步地，在第一光源的运动过程中，若第一光源的投影焦距未改变，出光面远离或靠近成像面的往复运动，能够使成像面上的投影图案因此呈现为从清晰到模糊、再从模糊到清晰的投影光效，进一步丰富了投影成像装置的光效表现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的灯具的结构示意图。

图2是图1所示的灯具的分解结构示意图。

图3是图2所示的灯具省略壳体结构示意图。

图4是图3中灯具在另一视角下的结构示意图。

图5是图3中灯具的立体分解示意图。

图6是图5中灯具在另一视角下的结构示意图。

图7是图5中灯具在又一视角下的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一组件。说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”；“大致”是指本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

下面将结合具体实施方式以及附图来对本申请提出的方案进行进一步阐述。

请参阅图1及图2，本申请实施方式提供一种投影成像装置100以及配置有该投影成像装置100的灯具200。灯具200可以为投影灯，投影灯是一种用于向成像面(例如，地面、墙面、天花板等可反光部位)投射指定图案的灯具。根据指定图案的不同，投影灯可以包括LOGO投影灯、广告投影灯、星空投影灯等等。

在本申请实施例中，灯具200包括电路板210以及上述的投影成像装置100，投影成像装置100与电路板210电性连接。电路板210可以包括控制模块，控制模块可以是控制芯片。在本实施例中，电路板210还可以包括电源模块，电源模块可以与投影成像装置100中的电子部件例如光源等电性连接从而为这些电子部件提供电能。

在本申请实施例中，投影成像装置100包括外壳10、第一光源30以及驱动模组50，外壳10设有出光窗101，出光窗101用于允许第一光源30的光线射出。第一光源30可活动地设置于外壳10的内部，驱动模组50设置于外壳10的内部。第一光源30连接于驱动模组50，并在驱动模组50的驱动下移动。其中，出光窗101位于第一光源30的出射光的光路上，当驱动模组50驱动第一光源30运动时，第一光源30的出光面相对地远离或靠近出光窗101。由于第一光源30的出射光经由出光窗101射出后会投射到成像面(如墙面等)上形成投影图案，此时第一光源30的出光面远离或靠近出光窗101，使出光面也相对地远离或靠近成像面，成像面上的投影图案因此而产生忽远忽近的投影光效，能够形成不同于现有技术的光效氛围，丰富了用户的观看体验。进一步地，在第一光源30的运动过程中，若第一光源30的投影焦距未被改变，出光面远离或靠近成像面的往复运动，能够使成像面上的投影图案因此呈现为从清晰到模糊、再从模糊到清晰的投影光效，进一步丰富了投影成像装置100的光效表现。

在本实施例中，外壳10包括第一壳体12以及第二壳体14，第一壳体12和第二壳体14彼此扣合而构成灯具200的外观结构。第一壳体12和第二壳体14共同限定收容空间16，收容空间16用于容纳第一光源30、驱动模组50等部件，从而对这些部件或者零件形成保护、收纳作用。出光窗101同时贯穿第一壳体12和第二壳体14，并连通收容空间16与外界，以供第一光源30的出射光从外壳10的内部射出从而投射到成像面(如墙面、幕布或天花板等表面)。

在本实施例中，投影成像装置100还可以包括镜头模组20，镜头模组20设置于出光窗101并与外壳10固定连接，第一光源30的光线能够穿透镜头模组30而射出。镜头模组20可以包括保持架22和至少一个第一透镜24。保持架22固定地设置于出光窗101，保持架22设有用于安装第一透镜24的安装孔，至少一个第一透镜24固定于该安装孔。第一透镜24的数量可以为一个或多个，例如，第一透镜24的数量可以为多个(两个或两个以上)，多个第一透镜24依次设置在第一光源30的出射光的光路上，且多个第一透镜24的光轴均大致重合，该光轴与第一光源30的出射光的光路一致。作为一种示例，多个第一透镜24中可以包括广角透镜，第一光源30的出射光经由广角透镜射出后，其覆盖面会扩大，有利于提高投影图像的覆盖面积。作为另一种示例，多个第一透镜24中还可以包括聚光透镜和凸透镜，凸透镜设置于聚光透镜和广角透镜之间，第一光源30的出射光依次穿透聚光透镜、凸透镜和广角透镜射出至外界，其中，聚光透镜用于汇聚第一光源30的出射光，出射光汇聚在凸透镜上后经由凸透镜改变光路，例如凸透镜将汇聚的出射光变成大致平行的光束后，光束穿透广角透镜射出至外界，从而使投影效果清晰且能够大幅度提高投影面积，带给用户更沉浸式的体验感。

第一光源30可活动地设置于外壳10的内部，在本实施例中，第一光源30的出光面与出光窗沿预定方向间隔设置，也即，出光面和第一透镜24沿预定方向间隔设置，在本实施例中，预定方向可以为第一透镜24的光轴方向。第一光源30可以是激光发生器，也即，出射光为激光。具体地，第一光源30可以是单波长的激光发生器，例如，第一光源30可以是波长为552nm的绿色激光发生器，也可以是波长为630nm的红色激光发生器等等。第一光源30还可以是可调谐的宽谱激光发生器，可调谐的宽谱激光发生器可以生成并发射指定波长的激光。第一光源30还可以是发光二极管。

请同时参阅图3及图4，驱动模组50设置于外壳10的内部，其连接第一光源30并用于驱动第一光源30沿预定方向平移，以实现第一光源30的往复运动。在本实施例中，驱动模组50包括驱动机构52和传动机构54，传动机构54连接于驱动机构52和第一光源30之间，以用于带动第一光源30沿预定方向平移。

本说明书对驱动机构52的种类不做限制。

例如，在一些实施例中，驱动机构52可以包括直线驱动源(图中未示出)，传动机构54连接于直线驱动源和第一光源30之间，直线驱动源用于驱动第一光源30沿预定方向往复移动。在这种情况下，传动机构54可以为用于安装第一光源30的滑动块，或者传动机构54也可以省略，直接将第一光源30连接于直线驱动源的驱动端。作为一种示例，直线驱动源可以为直线电机，直线驱动源能够通过将封闭式磁场展开为开放式磁场，将电能直接转化为第一光源30直线运动的机械能，从而简化驱动机构52以及投影成像装置100的结构。具体在本实施例中，直线驱动源可以包括定子以及动子，定子固定设置于外壳10的内部，动子可活动地连接于定子并连接于第一光源30(例如直接连接于第一光源30或者通过传动机构54连接于第一光源30)，当定子通入电流后，在定子与动子之间的气隙中产生行波磁场，在行波磁场与动子的作用下产生驱动力，从而驱动第一光源30沿预定方向往复移动。在另外一些实施例中，直线驱动源可以为直线气缸或其他可以执行直线运动的机构。

又如在本实施例中，如图3至图5所示，驱动机构52可以包括旋转驱动源521，传动机构54连接于旋转驱动源521和第一光源30之间，传动机构54用于将旋转驱动源521的旋转运动转化为直线往复运动，从而用于驱动第一光源30沿预定方向往复移动。在本实施例中，旋转驱动源521可以为旋转电机。在其他实施例中，旋转驱动源521可以为自带减速箱的旋转电机，也可以为旋转舵机等旋转驱动装置。

请参阅图5及图6，传动机构54连接于旋转驱动源521的输出轴，其用于将旋转驱动源521的旋转运动转化为直线往复运动。在本实施例中，传动机构54包括转动件541和推动件543，转动件541传动连接于旋转驱动源52，推动件543连接于转动件541，并能够绕转动件541的回转中心转动。

在本实施例中，转动件541在旋转驱动源521的驱动下绕自身轴线转动，其可以直接连接于旋转驱动源521的输出端，也可以通过居中传动元件连接于旋转驱动源521的输出端。例如，本实施例的转动件541可以为从动齿轮，传动机构54还可包括主动齿轮545，主动齿轮545同轴连接于旋转驱动源521的输出轴，并由旋转驱动源521驱动而转动。主动齿轮545和从动齿轮(转动件541)啮合，因此能够带动转动件541转动。

推动件543大致呈柱状，其偏心地连接于从动齿轮(转动件541)的端面，并相对于从动齿轮(转动件541)的端面凸出。应理解的是，“推动件543偏心地连接于从动齿轮(转动件541)的端面”意味着推动件543与转动件541的回转中心不重合，因此，推动件543与转动件541的转轴间隔设置，当转动件541转动时，推动件543能够绕转动件541的回转中心转动。基于此，推动件543与转动件541的结合可以视为一个曲柄结构，传动机构54通过该曲柄结构的转动运动而推动第一光源30进行直线往复运动。

在本实施例中，为了配合传动机构54的运动，投影成像装置100还可以包括导向支架70，导向支架70用于和传动机构54传动配合，并且还可以用于安装第一光源30，以用于导正第一光源30的运动方向，使得第一光源30的运动更为平稳。导向支架70包括导向件72和从动支架74，导向件72固定地设置于外壳10的内部，从动支架74与导向件72滑动配合，并与推动件543传动连接。第一光源30设置在从动支架74上，当推动件543在转动件541的带动下转动时，推动件543带动从动支架74相对于导向件72移动。

具体而言，本实施例中导向件72大致呈部分圆环状结构(例如呈半圆柱状结构)，其固定设置在外壳10的内部，并大致环绕设置在第一透镜24的光轴的外周。导向件72的环绕结构限定有容纳空间721，容纳空间721用于容纳导向支架74的部分结构。导向件72还设有导向槽723，导向槽723设置于导向件72的内侧壁，并与容纳空间721连通。导向槽723沿着预定方向延伸设置，也即沿着第一透镜24的光轴方向延伸设置，其用于与从动支架74滑动配合，从而限定从动支架74的滑动方向。在本实施例中，导向槽723的数量为多个，多个导向槽723沿导向件72的周向依次间隔设置。

从动支架74包括滑动本体741和配合凸起743。滑动本体741大致呈圆柱筒状结构，其与导向件72滑动配合，并用于安装第一光源30。具体而言，滑动本体741至少部分地容置于导向件72的容纳空间721内，且滑动本体741的轴线与第一透镜24的光轴大致重合，使得滑动本体741能够带动第一光源30沿预定方向往复运动。配合凸起743设置于滑动本体741的外周，并相对于滑动本体741的外周壁凸出。配合凸起743可滑动地嵌入导向槽723中，当滑动本体741移动时，配合凸起743沿导向槽723所限定的方向移动，从而限定从动支架74的滑动方向。在本实施例中，配合凸起743的数量为多个，多个配合凸起743沿滑动本体741的周向依次间隔设置，其中，配合凸起743的数量与导向槽723的数量相同，多个配合凸起743一一对应地嵌入多个导向槽723中，使从动支架74的移动更为平稳。

进一步地，本实施例中从动支架74设置于转动件541的一侧，并靠近推动件543以与推动件543配合连接。从动支架74的中心轴线与转动件541的转动轴线大致垂直，使传动机构54和导向支架70的配合结构更为紧凑。从动支架74的滑动本体741的外周还设有配合槽7411，配合槽7411的延伸方向与预定方向相交，该延伸方向与从动支架74的中心轴线大致呈异面垂直关系，配合槽7411用于实现从动支架74与推动件543的传动配合连接。具体而言，配合槽7411设置于滑动本体741朝向推动件543的一侧，并横向延伸且贯穿滑动本体741的周壁。推动件543可活动地容置于配合槽7411中，配合槽7411沿其自身延伸方向的尺寸大于推动件543的外径尺寸，因此推动件543能够在配合槽7411内滑动。进一步地，配合槽7411可以由滑动本体741上得多个侧壁依次首尾相接限定而成，推动件543则位于该多个侧壁之间，当推动件543绕转动件541的中心轴转动时，其通过抵推该多个侧壁使滑动本体741随之运动，而在导向件72的限制下，滑动本体741则沿着预定方向发生平移。因此，转动件541、推动件543、从动支架74和导向件72所构成的运动机构可以理解为曲柄滑块结构，其能够利用相对较为简单得结构，将旋转驱动件52的旋转运动转换为从动支架74的直线往复运动，从而带动从动支架74上的第一光源30沿预定方向平移，以远离或者靠近镜头模组20，最终能够实现忽远忽近的投影光效。

进一步地，请参阅图7，在本实施例中，第一光源30设置于从动支架74上，且第一光源30的至少部分结构容置于从动支架74的内腔中，使第一光源30的出光面得以与出光窗101相对间隔设置。在本实施例中，第一光源30可以包括基板34以及多个发光单元32，基板34相对固定地连接在从动支架74远离出光窗101的一侧，多个发光单元32大致阵列地排布在基板34朝向出光窗101的一侧。多个发光单元32可以均为激光发生器，其可以发射单波长的激光，或者，多个发光单元32所发射的激光的波长不完全相同，从而能够实现多种颜色的投影表现。作为一种示例，发光单元32可以是可调谐的宽谱激光发生器，该宽谱激光发生器电性连基于电路板210的控制模块，该控制模块用于控制宽谱激光发生器产生指定波长的激光。作为另一种示例，发光单元32可以是RGB灯珠，控制模块通过控制至少三个RGB灯珠的亮灭和/或颜色变化，来形成不同效果的投影画面，来实现投影画面的动态效果。例如，控制模块可以控制对应的RGB灯珠不断缓慢变化，平滑过渡，以增加投影画面的层次感；控制模块可以随机一颗或两颗RGB灯珠混成白光，再控制其它的RGB灯珠在缓慢变化时进行快速闪烁，以产生闪电或爆炸的效果。

在本实施例中，投影成像装置100还可以包括透射光栅80，透射光栅80设置于外壳10的内部，且设置于第一光源30的出射光的光路上，以使第一光源30的出射光能够穿透透射光栅80后射出，以形成携带有多个衍射光斑的出射光。具体而言，透射光栅80可以设置于发光单元32和镜头模组20之间，并相对固定地连接于从动支架74，发光单元32所发出的光线穿透透射光栅80后，再穿透镜头模组20的第一透镜24而射出。在本申请实施例中，透射光栅80是一种通过有规律的结构使入射光的振幅或/及相位受到周期性空间调制的光学元件。根据出射光透射过透射光栅80所形成的光斑形状，透射光栅80可以包括十字形透射光栅、矩阵透射光栅、扇面透射光栅、满天星透射光栅等等。在本实施例中，透射光栅80为满天星透射光栅。因此，当出射光经由满天星透射光栅80射出时，所形成的出射光中携带有多个透射光斑，多个透射光斑在成像时，营造出类似满天星的图像。

请再次参阅图6，在本实施例中，投影成像装置100还可以包括第二光源90，第二光源90设置于外壳10的内部，且第二光源90的光线经由出光窗101射出。具体地，第二光源90可以是设有光调制器的投影模组，用于投影指定图像，例如，指定图像可以是星空背景图像。在本实施例中，第二光源90为LED光源，其设置在从动支架74上，并跟随从动支架74运动。具体而言，第二光源90的光路可以与第一光源30的光路并列间隔设置，二者的光路在外壳10的内部不交叉。进一步地，镜头模组20还可以包括第二透镜26，第二透镜26固定于保持架22上，并与第一透镜24并列间隔设置。第二透镜26位于第二光源90的出射光的光路上，以允许第二光源90的光线穿透第二透镜26而射出。作为一种示例，第二透镜26可以为广角透镜。在另一些实施例中，外壳10也可以额外设置有与第二光源90配合的其他出光窗，第二光源90的光线经由该出光窗射出。因此，透射光栅80配合第一光源30营造出星点忽远忽近的效果可以和第二光源90营造的星空背景图像进行叠加显示，使得整个画面更具有层次感和氛围感，丰富了用户的观看体验。

使用时，电路板210的控制模块电性连接于驱动机构52，并用于控制驱动机构52的转速，电源模块分别连接于第一光源30、驱动机构52和第二光源90，用于为第一光源30、驱动机构52和第二光源90提供电能。当控制模块控制第一光源30点亮时，第一光源30的出射光依次穿透透射光栅80和第一透镜24射出，并在成像面(例如墙面等)投射显示出光斑。当控制模块驱使驱动机构52运行时，驱动机构52通过传动机构54带动从动支架74和第一光源30沿预定方向平移，第一光源30的出光面远离或靠近出光窗101，使出光面也相对地远离或靠近成像面，成像面上的投影图案因此而产生忽远忽近的投影光效，能够形成不同于现有技术的光效氛围，丰富了用户的观看体验。进一步地，在第一光源30的运动过程中，若第一光源30的投影焦距未被改变，出光面远离或靠近成像面的往复运动，使成像面上的投影图案因此呈现为从清晰到模糊、再从模糊到清晰的投影光效，进一步丰富了投影成像装置的光效表现。

在本申请说明书中，如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一组件。说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”；“大致”是指本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“里”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。