干涉镜片及投影氛围灯的制作方法

1.本技术涉及投影灯技术领域，特别地涉及一种干涉镜片及投影氛围灯。


背景技术：

2.投影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提高，氛围灯也逐渐走进了千家万户。
3.现有技术的氛围灯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。为了克服投影样式单调的问题，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。氛围灯有时也会利用干涉片和反光镜进行反射，反射后再投射到聚焦镜片后投影成像。光束借助干涉片和反射镜经过多次折射、反射再折射后通过透镜进行放大，并通过电机带动镜片转动，最终呈现柔和有层次的动态星空效果。
4.在这些方案中，都利用了光学镜片和电机实现动态投影效果，然而氛围灯的内部结构复杂，光束经过多次折射和反射增大了光源的损耗，可能导致成像较暗或外壳漏光，影响用户使用体验。


技术实现要素：

5.为了解决或至少部分地解决上述技术问题，根据一方面，本技术提供了一种干涉镜片，适用于投影氛围灯，其包括：干涉片，所述干涉片包括相背的第一表面和第二表面，所述第一表面为粗糙面；反光膜，所述反光膜设置于所述干涉片；其中，光线通过所述粗糙面射入所述干涉片中，经所述反光膜反射后再从所述粗糙面射出，形成干涉图案。
6.根据另一方面，本技术还提供了一种投影氛围灯，其包括上述的任意一种干涉镜片、光源和聚焦透镜，其中，所述光源所发出的光通过所述干涉镜片后，由所述干涉镜片中的反光膜反射出的干涉图案经所述聚焦透镜聚焦后投影于介质上。
7.相比于现有技术，本技术的氛围灯无需设置单独的反光镜和折射镜片，布局更加合理且结构更加紧凑，有利于节约材料，降低成本。另外，本技术还能够避免光源经过多次折射、反射导致的光能损耗，光利用率得到了大幅提升，使投影出的图案更加清晰，出光效率和投影效果更佳，有利于节约能耗，提高成像质量。
附图说明
8.为了更清楚地说明本技术的实施方式，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技术的一些实施方式，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。
9.图1为本技术的一个实施方式提供的一种投影氛围灯的结构示意图。
10.图2为本技术的图1在a处的局部放大图。
11.图3为本技术的另一个实施方式提供的一种投影氛围灯的光源的结构示意图。
12.图4为本技术的又一个实施方式提供的一种投影氛围灯的爆炸示意图。
13.附图标记：
14.1、干涉镜片；11、干涉片；12、第一表面/粗糙面；13、第二表面/平整面；14、反光膜；15、键孔；2、光源；3、聚焦透镜；4、电机；5、传动件；51、转轴；52、键。
具体实施方式
15.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行详细说明。
16.本技术的发明人发现，在现有的氛围灯中，都利用了折射镜片，实现对光路的不规则折射。然而这些氛围灯的内部结构复杂，光束经过多次折射和反射使得光源损耗，可能导致成像较暗或外壳漏光，影响用户使用体验。
17.有鉴于此，本技术提供了一种干涉镜片及投影氛围灯，以便于简化结构，提高光源利用率，降低制造成本和能耗。
18.实施方式一
19.本技术的第一实施方式提出了一种干涉镜片1，适用于投影氛围灯，参见图1、图2所示，该干涉镜片1包括：
20.干涉片11，其包括相背的第一表面12和第二表面13，第一表面12为粗糙面12；
21.反光膜14，其设置于干涉片11；
22.其中，光线通过粗糙面12射入干涉片11中，经反光膜14反射后再从粗糙面12射出，形成干涉图案。
23.本领域的普通技术人员清楚，在物理学中，干涉（interference）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”。
24.干涉片11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技术造成限定。由于干涉片11具有粗糙面12，因此折射光线的光程差也就有所不同，从粗糙面12射出的相干光相互叠加从而出现明暗交替的干涉条纹。
25.干涉镜片可以适用于投影氛围灯，现有技术的干涉镜片通常设置于灯罩和光源之间，光束先经过干涉片形成干涉条纹，后经过灯罩进行放大，空间利用率较低。或者，干涉片的一侧设置有灯罩和光源，另一侧设置有反光镜，光束先经过干涉片、干涉片与反射镜之间的空气折射到反光镜，而后通过反光镜反射到干涉片，再经过干涉片形成干涉条纹，最后经过灯罩进行放大，结构较为复杂，且光线在多次反射、折射中存在损耗。
26.有鉴于此，在本技术的一个实施方式中，干涉片11的第二表面13为平整面13，且反光膜14设置在该平整面上；可选地，反光膜14镀在干涉片11的平整面13上。由此，光线通过
粗糙面12射入干涉片11中，在干涉片11的第二表面13处经反光膜14反射后再从粗糙面12射出，投影出干涉图案。当光束照射到干涉片11时，一部分光束会被干涉片11的粗糙面12直接反射，另一部分光束会经过干涉片11发生折射，并通过反光膜14反射后再从粗糙面12射出，进而投影出干涉图案。
27.在另一个实施方式中，反光膜14设置在干涉片11的内部，亦即，干涉片11的材料包围着反光膜14，或者说反光膜14设置在干涉片11的第一表面12与第二表面13之间。由此，光线通过粗糙面12射入干涉片11中，在干涉片11的内部经反光膜14反射后再从粗糙面12射出，投影出干涉图案。在此情况下，干涉片11的第二表面13可以为平整面，也可以为粗糙面。当干涉片11的第二表面13为粗糙面时，光线还可以通过第二表面13射入干涉片11中，在干涉片11的内部经反光膜14反射后再从第二表面13射出，投影出干涉图案。
28.相较于现有技术而言，本技术通过采用设置有反光膜14的干涉片11，能够简化整个投影氛围灯的结构，使得布局更加合理且结构更加紧凑，进而节约材料，降低成本。另外，直接在干涉片11上镀反光膜14相较于设置反光镜而言，一方面能够避免光线经过干涉片11与发射表面之间的空气而发生折射，提高光能的利用率，减少能量的损耗，防止成像较暗；另一方面，空气和镜片的折射率不同，减少折射的次数能够避免多次反射、折射带来的图像失真，保证成像效果，使得干涉镜片1能够更好地适用于投影氛围灯这一应用场景。
29.值得一提的是，粗糙面12可以具有多个凸起和凹槽，其中，最高的凸起的顶部与最深的凹槽的底部之间的距离d占干涉片11的厚度d的15%至30%。在干涉片的第一表面12为具有多个凸起和凹槽的粗糙面的情况下，“干涉片11的厚度d”是指假设第一表面12为平整面时的同等体积下的干涉片11的等效厚度。所设置的多个凸起和凹槽能够加大折射光线的光程差。其中，d的取值范围可以在15%d至30%d之间，在这一区间内干涉条纹的明暗交替更加明显，同一角度的入射光经过干涉片11后能够呈现不同的折射光，从而使得投影出的干涉图案具有更好的效果。
30.实施方式二
31.本技术的第二实施方式提出了一种投影氛围灯，包括上述的干涉镜片1、光源2和聚焦透镜3，其中光源2所发出的光通过干涉镜片1后，由干涉镜片1中的反光膜14反射出的干涉图案经聚焦透镜3聚焦后投影于介质上。
32.参见图1、图2所示，当光源2所发出的光束照射到干涉片11时，一部分光束会被干涉片11的粗糙面12直接反射，另一部分光束会经过干涉片11发生折射，通过反光膜14反射后再从粗糙面12射出，投影出干涉图案。该干涉图案经聚焦透镜3聚焦后投影于介质上。
33.本实施方式的光源2可以是单色光源，也可以是rgb光源，即多色光源。聚焦透镜可以是圆柱状的梯度折射率透镜，其具有端面聚焦和成象的特性，也可以是由多个透镜组成的透镜组。投影的目标介质可以是天花板、墙面、地面，也可以是其他各种介质，如水、幕布等。
34.如前文所述，相较于现有技术而言，本技术能够简化整个投影氛围灯的结构，使得布局更加合理且结构更加紧凑，进而节约材料，降低成本。另外，直接在干涉片11上镀反光膜14相较于设置反光镜而言，本技术一方面能够避免发生干涉片11与发射表面之间的空气折射，提高光能的利用率，减少能量的损耗，防止成像较暗；另一方面，空气和镜片的折射率不同，减少折射的次数能够避免多次反射、折射带来的图像失真，保证成像效果。
35.相较于现有技术需要严格控制反射镜与干涉轮之间的距离而言，本实施方式无需设置反光镜，且无需通过距离的控制来实现不规则的反射，因此整个投影氛围灯的结构简单，能够减少装配制作工艺，降低成本。另外，相较于现有技术的多次反射、折射而言，本技术减少了反射、折射次数，在相同光照下大约可以降低30%的耗电量，光损耗可以由现有技术的40%降低到10%以内，更加节能环保。光源2所发出的光通过干涉镜片1后，能够直接反射出干涉图案，经聚焦透镜3聚焦后投影于介质上，提高了光能的利用率，从而能够投射出几乎还原光源光效的单色或者多色光。
36.结合图1、图3所示，光源2的发散角度α可以在45
°
至70
°
范围内，光源2的出光区域的中轴线与干涉镜片1所成的第一角度β，其范围可以在20
°
至70
°
之间。通过合理设置光源2的发散角度α、光源2和干涉片11位置，能够控制干涉图案经聚焦后投影于介质上大小和分布的均匀性，提高投影效果。
37.在一个实施方式中，光源2的出光区域的中轴线与干涉镜片1所成的第一角度β在40
°
至50
°
的范围内。第一角度β在40
°
至50
°
的范围内，能够使得投影氛围灯的整体结构紧凑的同时，具有更优的出光效率。
38.优选地，聚焦透镜3的焦平面f-f与干涉片11所成的第二角度γ，与光源2的出光区域的中轴线与干涉镜片1所成的第一角度β互为补角。通过小规模的生产测试表明，第二角度γ与第一角度β互为补角时，干涉镜片1的面积利用率更高，光能的利用率可以提升30%以上，能够有效减少光损耗。
39.实施方式三
40.为了给用户带来沉浸式的体验，本技术的发明人在上述实施例中进行了优化设计，以进一步提升投影氛围灯的投影效果。具体地，参见图1、图4所示，光源2所发出的光可以覆盖干涉镜片1的部分区域。
41.投影氛围灯还可以包括电机4和与电机4连接的传动件5，干涉镜片1装设在传动件5上，并能够在传动件5的带动下转动。
42.本实施方式通过电机4和传动件5配合能够带动干涉镜片1转动，从而实现星河流转、水波荡漾等各式各样的效果，避免投影样式单调的问题。另外，相较于光源2所发出的光可以覆盖干涉镜片1的全部区域而言，本实施方式光源2所发出的光覆盖干涉镜片1的部分区域，因此干涉镜片1在旋转时，介质上的投影具有更多的变化，从而使得投影的转动更为逼真。
43.值得一提的是，现有技术的干涉镜片往往设置有通孔，传动件通过螺丝固定于干涉镜片的通孔中。这就产生了遮挡，传动件会遮挡通过干涉镜片的光线，使得成像存在暗区。鉴于此，参见图4所示，本实施方式的干涉镜片1可以设置有键孔15，传动件5可以包括转轴51，转轴51与电机4连接以沿自身轴线自转，转轴51的端部设置有键52，键52和键孔15不可旋转地连接，即，键52不能够相对于键孔15发生旋转。在一个实施方式中，键孔15设置在干涉镜片1的中央，或者设置在干涉镜片1的重心处，使得传动件5的转轴51能够很好地支撑干涉镜片1，保持干涉镜片1的平衡而使其不容易偏斜。
44.传动件5和干涉镜片1通过键52和键孔15连接，因而无需增加额外的工艺，同时能够避免出现暗区，提高了投影氛围灯的投影效果。其中，键52可以通过螺丝固定、卡扣连接、胶水粘接等方式与键孔15连接，键52的具体选择可以是花键也可以是平键。在一个实施方
式中，键52具有d形横截面或者具有彼此平行的两个外侧面，而键孔15也相应地具有d形横截面或者彼此平行的两个内侧面。
45.在本实施方式中，键孔15可以是如图4所示的通孔，也可以是为盲孔，键孔15可以开设在干涉片11的第二表面13上。在一个实施方式中，当键孔15是盲孔时，键孔15的侧壁和底壁均可以镀有反光膜14。该处的反光膜14可以消除在键孔15区域的反射光的缺失可能导致的暗场，进而提高投影氛围灯的投影效果。
46.在实际使用时，光源2发出的光束，一部分被干涉镜片1的粗糙面12直接反射，另一部分经过干涉镜片1发生折射，发生折射的光线大部分通过设置在干涉片11平整面13的反光膜14反射后再从粗糙面12射出，小部分通过设置在键孔15表面的反光膜14反射后再从粗糙面12射出。在反射和折射过程中，可以形成无数条不同角度的光线，通过相互叠加形成干涉图案，经聚焦透镜3聚焦后投影于介质上。本实施方式通过电机4和传动件5能够带动干涉镜片1转动，从而实现星河流转、水波荡漾等各式各样的效果，提高了投影效果。
47.相较于现有技术而言，本技术能够简化整个投影氛围灯的结构，使得布局更加合理且结构更加紧凑，进而节约材料，降低成本。另外，直接在干涉片11上镀反光膜14相较于设置反光镜而言，一方面能够避免发生干涉片11与发射表面之间的空气折射，提高光能的利用率，减少能量的损耗，防止成像较暗；另一方面，空气和镜片的折射率不同，减少折射的次数能够避免多次反射、折射带来的图像失真，保证成像效果，提高用户使用体验。
48.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术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技术。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，本技术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技术内。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。