專利名稱：光投影器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于投影光束的光投影器，其中能夠使光束的方位改變。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于投影光束的光投影器，所述光投影器包括 -殼體，其容納光源和投影器透鏡以及驅(qū)動馬達并限定有孔；
-用于將所述殼體安裝于支撐件的主軸，所述主軸穿過所述孔從所述殼體內(nèi)延伸到所述殼體外，并且限定所述光投影器的縱向軸線；
-柔性且彈性的彈性材料(elastomeric)聯(lián)接器，其在所述孔處將所述主軸連接于所述殼體，其中所述驅(qū)動馬達通過驅(qū)動機構(gòu)聯(lián)接于所述主軸，從而所述驅(qū)動馬達的啟動使所述殼體的方位相對于所述縱向軸線移動。優(yōu)選地，所述彈性材料聯(lián)接器是以環(huán)的形式，所述環(huán)繞所述孔的周邊延伸。通過使用來促進所述殼體的旋轉(zhuǎn)的運動部件的數(shù)量最小化，所述彈性材料聯(lián)接器允許所述殼體例如相對于支撐結(jié)構(gòu)的平順移動。優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括至少一個步降(step-down)機構(gòu)以降低旋轉(zhuǎn)的速率，例如多個皮帶和復(fù)數(shù)的皮帶輪；并且優(yōu)選地，所述驅(qū)動馬達利用振動絕緣的支架安裝在所述殼體內(nèi)；這些特征進一步確保了所述殼體的安靜且平順的運動。所述驅(qū)動機構(gòu)可以附加地或替代性地包括齒輪以提供速度的步降。當使用齒輪時，所述驅(qū)動機構(gòu)優(yōu)選地還包括皮帶和復(fù)數(shù)的皮帶輪機構(gòu)。特別地，所述驅(qū)動機構(gòu)可使轉(zhuǎn)速能夠步降大的因數(shù)，優(yōu)選地大于50， 更優(yōu)選地至少100，并且更優(yōu)選地至少500，例如850。這確保了所述驅(qū)動馬達能夠以高速運行，而所述殼體運動慢得多。例如，在850的步降因數(shù)下，所述馬達能夠以每秒56轉(zhuǎn)運行， 而殼體僅以4轉(zhuǎn)每分(rpm)被驅(qū)動。隨著所述驅(qū)動馬達致動所述驅(qū)動機構(gòu)，所述殼體的方位以及因此所述光源和所述投影器透鏡的方位遵循圓錐路徑。所述柔性且彈性的彈性材料聯(lián)接器提供所述殼體相對于所述主軸的基本無摩擦運動。這避免了對于部件之間的任何滑動或滾動相對運動的需要， 這種滑動或滾動相對運動能夠受到摩擦的影響；所述彈性材料聯(lián)接器因此消除了晃動的風(fēng)險，從而增強了所述殼體相對于所述支撐件的平順運動，所述殼體本身不相對于所述主軸旋轉(zhuǎn)，但是其方位變化。優(yōu)選地，光投影器還結(jié)合有基部單元，所述主軸固定于所述基部單元，從而所述基部單元構(gòu)成對所述光投影器的支撐。這種基部單元可以包裝諸如電池的電源元件，并且可以包裝諸如用于所述光源和所述驅(qū)動馬達的啟動的開關(guān)的電子控制裝置。所述電源可以是一次性電池或可再充電電池。進一步地，所述基部單元可以包括光伏電池，用來在白天對所述電池充電。還具有插塞，由此，所述基部可以插接到干線電源中。作為對使用基部單元的替代，所述光投影器可以直接安裝到諸如墻壁或墻壁支架的另一個支撐件上。所述光投影器可以被設(shè)定成將光點投影到用戶希望睡覺的床附近的天花板上。所述驅(qū)動馬達的致動使得光點遵循橢圓形路徑，沿該路徑以受控的方式緩慢且平順地運動。看到該運動光點的用戶由此得到放松，并且由于運動是平順且受控的而被引導(dǎo)入睡。盡管光能夠投影到天花板上，但是其能夠同樣良好地投影到墻壁或任何其他適當和便利的表面上。特別地但非唯一地，所述投影器能夠用來幫助經(jīng)受睡眠紊亂之苦的人，如患有失眠癥的人。所述透鏡支撐件可以是能夠從所述殼體拆除的，從而可以使用例如具有不同焦距的不同類型的透鏡。所述投影器可以包括成型孔，使得所述透鏡能夠投影限定的形狀，如星形、卵形或卡通字符，其對于用戶在美學(xué)上令人滿意，可以進一步幫助引導(dǎo)入睡。將熟悉的形狀如泰迪熊投影到表面上在試圖讓小孩入睡時可能是特別有用的。所述光投影器還可以包括用來調(diào)節(jié)所述光源的亮度的裝置，例如用來自動地或在用戶控制下而適應(yīng)環(huán)境光強度的變化。例如，亮度控制可以與感測環(huán)境光的亮度的光傳感器相關(guān)聯(lián)。亮度可以例如通過脈寬調(diào)制來調(diào)節(jié)，但是其他的調(diào)節(jié)也是可以的，例如使用可變電阻器。亮度可以是恒定的，或者可以例如隨時間以線性或正弦的方式來改變，或者可以是脈沖形式的。還能夠想到，所述殼體可以包括運動傳感器開關(guān)，使得當用手指輕敲或輕擊所述殼體時，所述開關(guān)將被啟動，以開始所述殼體的運動。在所述殼體具有基部的替代性布置中，所述運動傳感器開關(guān)可以位于所述基部中。在優(yōu)選的實施方式中，位于基部單元中的單個開關(guān)使得所述光投影器能夠被控制，以調(diào)節(jié)亮度和模式(恒定的或脈動的亮度)。例如，該開關(guān)的反復(fù)按下可以通過多種不同的選項循環(huán)。所述基部單元還可以包括顯示器，以指示正在選擇的亮度的等級。這可以包括照明點的陣列。在優(yōu)選的實施方式中，該陣列是通過所述基部單元的半透明部分可見的， 從而該陣列僅在被照亮?xí)r可見。


現(xiàn)在將通過僅為示例的方式參照附圖進一步且更具體地描述本發(fā)明，在附圖中 圖1示出了本發(fā)明的包括投影器殼體和基部單元的光投影器的立體圖2示出了通過圖1的光投影器的橫截面圖； 圖3示出了圖1的光投影器的投影器殼體的分解立體圖；以及圖4示出了圖1的光投影器的基部單元的的分解立體圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照圖1，本發(fā)明的光投影器10包括基部單元12，基部單元12設(shè)有按鈕13并且在其上表面中限定有局部球形的凹部14。基本為蛋形的投影器殼體16通過主軸20 (示出在圖2中)安裝在該凹部14中。殼體16具有較寬端和較窄端，位于較窄端的是用于投影用虛線19表示的光束的投影器透鏡18?，F(xiàn)在參照圖2和圖3，投影器殼體16包括在其底部具有孔的底部半件22、圓形支撐板24、以及頂部半件26。主軸20通過螺母28剛性地固定于基部單元12 ；并且通過彈性的彈性材料盤30固定于殼體16的底部半件22，彈性材料盤30的周邊被保持環(huán)32緊固。 主軸20上的周邊凸緣21抵接彈性材料盤30的上表面。因此，主軸20延伸穿過底部半件 22的底部中的孔，并且因此延伸在殼體16內(nèi)。頂部半件沈在其較窄端限定有孔，支撐投影器透鏡18和第二投影器透鏡38的透鏡保持器34和透鏡環(huán)36設(shè)置在該孔中。透鏡保持器 34可以從殼體16上拆卸，從而如果需要的話可以更換透鏡。圓形支撐板M在其上表面上承載白色LED (發(fā)光二極管)光源40和位于絕緣的馬達支架44內(nèi)的馬達42，馬達42具有一直延伸到支撐板對的相反表面的驅(qū)動軸。主軸20 的頂端樞轉(zhuǎn)地且偏心地連接于驅(qū)動皮帶輪46，驅(qū)動皮帶輪46的旋轉(zhuǎn)軸線位于支撐板M的中心處。如圖3更清楚地所示，馬達42的驅(qū)動軸通過驅(qū)動機構(gòu)50連接于驅(qū)動皮帶輪46， 驅(qū)動機構(gòu)50由幾個皮帶輪和驅(qū)動皮帶構(gòu)成(在這種情況下中，具有四個驅(qū)動皮帶，每個驅(qū)動皮帶環(huán)繞一個小皮帶輪和一個大皮帶輪，以提供速度的步降)，從而在本實施方式中提供 850的總步降因數(shù)。如圖3所示，支撐板M還承載運動傳感器開關(guān)52?，F(xiàn)在參照圖2和圖4，基部單元12由碟形基部60和蓋部62構(gòu)成，蓋部62限定有凹部14并且配合到基部60的頂部中，從而靠在圓周壁架63上。蓋部62還限定有位于凹部14內(nèi)的突起65，主軸20延伸穿過該突起65 ；在本實施方式中，彈性材料盤30的中部因此被夾持在突起65的頂部和主軸20上的周邊凸緣21之間。基部60包裝電池組66、具有控制光投影器10的操作的電子電路并且包括DC (直流)電源插口 69的印刷電路板68、以及輔助印刷電路板70，其中輔助印刷電路板70載有被按鈕13致動的開關(guān)71和小LED 72 的線性陣列。蓋部62是半透明的，使得LED 72的照明是可見的?；繂卧?2還設(shè)有附于其底側(cè)的泡沫環(huán)74。低壓供給電纜76能夠插入到基部單元12中，以連接于電源插口 69并維持電池組66中的電荷。盡管描繪了碟形的支撐件，但支撐件可以是任何形狀。另外，盡管設(shè)備已描述為具有電池組，但是也可以使用單獨的可更換電池，例如可再充電電池。也可以使用其他的電源，例如可以使用光伏電池在白天期間對設(shè)備進行充電。通常，電池的使用——無論是通過電纜76從輸電線充電或是通過光伏電池充電——是理想的，因此投影器可以是便攜的。在本舉例中，光投影器10的操作可以通過輕敲投影器殼體16來啟動。運動傳感器開關(guān)52感測該輕敲，并且啟動LED光源40和馬達42。光束19因此被投影，并且可以例如布置成入射到用戶的床上方的天花板上。因為光束19的軸線與主軸20的固定軸線成大約15°角，所產(chǎn)生的光點遵循橢圓形路徑；馬達42逐漸地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動皮帶輪46，并且由于底部半件22的底部基本由彈性材料盤30固定，同時主軸20的頂端是固定的，結(jié)果是，支撐板 24的中心沿與主軸20的軸線同心的圓形路徑被驅(qū)動。因此，光束19在空間上掃描出圓錐形表面。原則上，光束19的該旋轉(zhuǎn)可以以任何期望的速率進行，但在本舉例中其以4轉(zhuǎn)每分旋轉(zhuǎn)。如果用戶希望調(diào)節(jié)光束19的亮度，這可以利用按鈕13來實現(xiàn)。按鈕13的第一次簡短按下給出指示當前亮度設(shè)定的顯示，并且該按鈕13的反復(fù)按下然后在一系列選項之間循環(huán)(在按鈕13被按下時)通過照亮顯示LED 72中的一個或多個而指示的一系列不同的亮度等級。如果按鈕13被按下并且按住(例如，超過2秒)，則模式變?yōu)楣馐?9的脈沖序列，通過相應(yīng)地脈動顯示LED 72中的一個或多個而指示；或者如果模式已經(jīng)在提供脈沖， 則當按鈕13被按下并且按住時，模式將變回為穩(wěn)定的照明。將注意到，可以存在多種不同變型，例如光束19的亮度可以替代性地隨時間以正弦或線性的方式逐漸改變。在本舉例中，當按鈕13未被按下時，在短的時段之后，顯示LED 72關(guān)閉，并且在基部單元12上沒有可見的顯示痕跡。
躺在床上并看到移動光點的用戶變得放松，并且最終入睡。一般地，光投影器10 運行固定時段，例如30分鐘，然后自動關(guān)閉。可替代地，用戶可以在一段時間之后通過輕敲按鈕13或通過輕敲投影器殼體16來關(guān)閉光投影器10。馬達42可以設(shè)有數(shù)字速度控制器， 以根據(jù)用戶需要改變速度，使得運動具有使用戶入睡的最佳效果。例如，殼體可以最初以4 轉(zhuǎn)每分被驅(qū)動，然后在例如一段時間如1至2分鐘之后，速度降低到3轉(zhuǎn)每分，并且然后在另一段時間之后降低到2轉(zhuǎn)每分，并且然后在另一段時間之后馬達停止。這可以幫助用戶入睡，因為隨著用戶變得昏昏欲睡，旋轉(zhuǎn)的速度能夠由于大腦活動減慢而降低。將注意到，上面給出的描述僅僅是示例性的，并且光投影器可以不同于上述光投影器，同時仍處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，理想的是在設(shè)有基部單元的情況下，主軸20應(yīng)當從豎直方位傾斜，使得投影出的光路徑的中心能夠瞄準在用戶頭部上方的合適位置。多級皮帶和皮帶輪系統(tǒng)的設(shè)置不僅提供了顯著的降速比，而且還提供了平順且安靜的操作，使得光投影器產(chǎn)生極少的噪聲。不僅馬達42優(yōu)選由隔音馬達支架44包圍，而且支撐板M也可包括其他的聲音阻尼或振動絕緣的部件，以更進一步降低馬達的噪聲。為投影器設(shè)置不透明的殼體(投影器殼體16)通常是理想的，因為其增強了投影器的外觀簡易感；但是作為替代，投影器殼體可以是至少部分地透明的，以使機構(gòu)可見。如上所述，投影器10的緩慢旋轉(zhuǎn)運動由高速馬達42與由驅(qū)動機構(gòu)50實現(xiàn)的大的步降比相結(jié)合而引起。在一種變型中，投影器可以替代性地結(jié)合有在稍微較低的速度下運行的馬達，從而降低所需的步降比。例如，通常在2000轉(zhuǎn)每分或更高下運行的低壓DC高速馬達通過用負阻驅(qū)動器給投影器提供動力以抵消繞組中的壓降可以在比方200轉(zhuǎn)每分下被驅(qū)動，并且具有足夠的扭矩來驅(qū)動投影器?；竞愣ǖ霓D(zhuǎn)速能夠通過感測來自整流器的電流脈沖的反饋環(huán)路來實現(xiàn)。在這種情況下中，驅(qū)動機構(gòu)50不必提供這么大的步降比步降比可以是50而不是850。在上述光投影器10中，借助于盤30夾持在周邊凸緣21 (位于主軸20上)和突起 65 (位于基部單元12上)之間，彈性材料盤30連接于主軸20。在一種變型中，彈性材料盤可以替代性地模制到軸上，如果主軸由塑料材料制成，這是特別適合的。代替用螺母觀將主軸固定到基部單元上，在這種情況下中可以簡單地將主軸夾緊到基部單元上。光源40產(chǎn)生的光點可以是白色的，但是替代性地，其可以是諸如藍色或紅色的不同顏色。在本舉例中，透鏡18和38產(chǎn)生圓形光點，但是替代性地，投影器可以設(shè)置成產(chǎn)生不同形狀的光點，如十字形或星形；這可能需要調(diào)節(jié)透鏡18和38以確保光聚焦在天花板上。 還將注意到，在投影器中可以存在不同數(shù)量的透鏡。還將注意到，通過設(shè)置光傳感器以感測環(huán)境光的等級并相應(yīng)地調(diào)節(jié)LED 40的亮度，光的亮度可以自動地調(diào)節(jié)。盡管論述了單獨的實施方式，但是應(yīng)當理解，各個實施方式的組合構(gòu)成所主張和所描述的本發(fā)明的一部分。另外，熟悉本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將理解，在不明顯偏離所描述和所主張的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對本發(fā)明進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光投影器，用于投影光束，所述光投影器包括-殼體，其容納光源和投影器透鏡、以及驅(qū)動馬達，并且限定有孔；-主軸，其用于將所述殼體安裝到支撐件上，所述主軸穿過所述孔從所述殼體內(nèi)延伸到所述殼體外，并且限定所述光投影器的縱向軸線；-柔性且彈性的彈性材料聯(lián)接器，其在所述孔處將所述主軸連接于所述殼體；其中，所述驅(qū)動馬達通過驅(qū)動機構(gòu)聯(lián)接于所述主軸，從而所述驅(qū)動馬達的啟動使所述殼體的方位相對于所述縱向軸線移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所主張的光投影器，其中，所述驅(qū)動機構(gòu)包括至少一個步降機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所主張的光投影器，其中，所述驅(qū)動機構(gòu)包括至少一個驅(qū)動皮帶和復(fù)數(shù)的皮帶輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所主張的光投影器，其中，所述驅(qū)動機構(gòu)包括多個驅(qū)動皮帶和復(fù)數(shù)的皮帶輪。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所主張的光投影器，其中，所述驅(qū)動機構(gòu)包括齒輪。
6.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所主張的光投影器，其中，所述驅(qū)動馬達利用振動絕緣的支架安裝在所述殼體內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所主張的光投影器，還包括用來調(diào)節(jié)所述光源的亮度的裝置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所主張的光投影器，還結(jié)合有基部單元，所述主軸固定到所述基部單元，從而所述基部單元構(gòu)成所述光投影器的支撐。
9.根據(jù)權(quán)利要求11所主張的光投影器，其中，所述基部單元包裝用于所述光源和所述驅(qū)動馬達兩者的啟動的電子控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所主張的光投影器，包括調(diào)節(jié)亮度并在穩(wěn)定光和脈沖光之間變化的位于所述基部單元中的單個開關(guān)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所主張的光投影器，還包括指示正被選擇的亮度等級的顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所主張的光投影器，其中，用來指示亮度等級的顯示器在半透明元件后面被照亮，從而所述顯示器僅在被照亮?xí)r可見。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所主張的光投影器，其中，所述殼體包括運動傳感器開關(guān)，所述運動傳感器開關(guān)能用來啟動所述殼體的運動。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所主張的光投影器的用途，其用來促使用戶入睡。
全文摘要
一種光投影器(10)，用于投影光束(19)，其包括容納光源(40)和投影器透鏡(18)、以及驅(qū)動馬達(42)，并且限定有孔的殼體(16)；以及延伸穿過所述孔的主軸(20)。柔性且彈性的彈性材料聯(lián)接器(30)在所述孔處將主軸(20)連接于殼體(16)。驅(qū)動馬達(42)通過驅(qū)動機構(gòu)(50)聯(lián)接于主軸(20)，從而驅(qū)動馬達(42)的啟動使殼體的方位相對于主軸(20)的縱向軸線移動。因此，來自投影器(10)的光束(19)圍繞縱向軸線在空間中掃描出圓錐形表面。
文檔編號F21V21/30GK102341644SQ201080010365
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者保利 J., 埃文斯 K. 申請人:奎恩科姆有限公司