彩虹发生器的制作方法

1.本实用新型涉及光学技术领域，特别涉及一种彩虹发生器。


背景技术：

2.当前，市面上有许多彩灯，这些彩灯大多使用掩模版进行成像，但掩模版的光能利用率低，且成像模糊，使得相应彩灯在屏幕上所形成的彩幕模糊，色谱之间界限不清晰，影响用户体验。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种彩虹发生器，能够在屏幕上形成清楚的彩幕，彩幕的色谱间界限清晰，提高用户体验。
4.根据本实用新型一个实施例提供的彩虹发生器，包括：
5.光源，所述光源能够产生光束；
6.导光板，所述导光板设置有收集端和发射端，所述收集端能够收集所述光束，收集的所述光束穿透所述导光板，从所述发射端发射出，所述发射端能够对所述光束进行轮廓造型；
7.成像透镜，所述成像透镜和所述光源之间设有所述导光板，所述成像透镜能够对进行轮廓造型的所述光束进行成像处理，经过所述成像透镜的所述光束能够在屏幕上形成实像；
8.偏振光栅，所述偏振光栅和所述导光板之间设有所述成像透镜，所述偏振光栅能够对成像的所述光束进行衍射，并将衍射后的所述光束投射到屏幕上。
9.本实用新型所述的彩虹发生器至少具有以下有益效果：本实施例中，光源能够产生的光束，导光板的收集端能够收集光源产生的光束，降低光耗，而后，光束经导光板的发射端射出，射出的光束经成像透镜在屏幕上形成实像，在成像透镜和屏幕间设置有偏振光栅，偏振光栅能够对从成像透镜射出的光束进行衍射处理，从而在屏幕上形成彩虹。由于导光板能够降低光耗，且彩幕是经过成像透镜在屏幕上形成实像，相对于传统的衍射像，形成的彩虹更加清楚、色谱间的界限更加分明。
10.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述光源为led光源，所述光束为波长400nm至700nm的白光。
11.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述导光板为锲形，所述收集端厚度大于所述发射端。
12.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述发射端截面为弧形。
13.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述成像透镜能够相对于所述导光板移动，以增大或减小所述成像透镜和所述导光板间的距离。
14.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述偏振光栅为液晶偏振光栅，所述液晶偏振光栅表面结构为液晶聚合物分子周期排列。
15.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述液晶偏振光栅的光栅周期为3um，半波延迟量为266nm。
16.根据本实用新型一些实施例所述的彩虹发生器，所述彩虹发生器还包括：
17.遮挡部件，所述遮挡部件能够不遮挡或部分遮挡或全遮挡从所述偏振光栅射出的衍射过的所述光束。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；
20.图1为本实用新型一种实施例的一种彩虹灯的工作原理图；
21.图2为本实用新型另一种实施例的导光板结构示意图。
22.附图标记：
23.光源100；导光板110；成像透镜120；偏振光栅130；遮挡部件140；屏幕150；收集端111；发射端112。
具体实施方式
24.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
27.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
28.本实用新型提供了一种彩虹发生器，应用于彩虹灯、彩虹夜视灯、彩虹台灯、彩虹网红灯、彩虹装饰灯等领域，下面以彩虹灯为例进行具体说明：
29.参照图1和图2，图1为本实用新型一种实施例的一种彩虹灯的工作原理图，图2为本实用新型另一种实施例的导光板结构示意图，本实用新型的实施例提供了一种彩虹灯，包括光源100、导光板110、成像透镜120、偏振光栅130和遮挡部件140，光源100、导光板110、成像透镜120、偏振光栅130和遮挡部件140线性分布。光源100发出光束；导光板110收集发散的光束，同时光束通过导光板110射出；射出的光束通过成像透镜120在屏幕150上进行成
像；在成像透镜120和屏幕150之间设置有偏振光栅130，偏振光栅130对从成像透镜射出的光束进行衍射处理，形成双彩虹，显示在屏幕150上；在偏振光栅130和屏幕150之间设有遮挡部件140，能够对双彩虹进行遮挡。
30.在一些实施例中，光源100能够产生白光，相对于其它颜色的光，白光中包含其它各种颜色的光，且各种颜色的光含量均匀，利用白光衍射后产生的彩虹各种颜色分明、美观，符合大众审美。
31.在一些实施例中，光源100可以为白光led灯，白光led灯的光谱覆盖范围为400nm至700nm，彩虹灯需要形成彩虹，彩虹的各种颜色中紫光波长最短，为400nm至435nm，彩虹的各种颜色中红光波长最长，为622nm至760nm，因此，选择的白光灯源的光谱的下端值在400nm至435nm之间均可，选择的白光灯源的光谱的上端值在622nm至760nm之间均可，而且led灯的成本低、耗能低，能够节约彩虹灯的成本。可以理解的是，光源100也可以为白炽灯、水银汞灯等能够产生白光的灯。
32.需要说明的是，光源100也可以产生红光，同样能够产生彩虹。可以理解的是，光源可以产生其它任意一种能够产生彩虹的光束。
33.在一些实施例中，导光板110设置在光源100和成像透镜120之间，导光板110上设置有收集端111和发射端112，收集端111能够收集光源100发出的发散的光束，提高光利用率，经过导光板110的光束从发射端112射出，发射端112横截面设置成弧状，从发射端112发出的光束也为弧状，收集端111的厚度大于发射端112，收集端111的厚度大能够提高导光板110的折射率，减小光束的损耗；发射端112的厚度小便于设置成弧状，且可以节省材料成本。
34.可以理解的是，发射端112横截面也可以设置成动物的形状，此时彩虹灯射出的为相应的彩色动物光幕；发射端112横截面也可以设置为植物的形状，此时彩虹灯射出的为相应的彩色植物光幕。彩虹灯可以根据用户需求，设置不同形状的发射端112横截面。
35.在一些实施例中，成像透镜120可以相对导光板110移动，成像透镜120与导光板110之间距离为l1，成像透镜120能够通过移动使l1增加或减小，成像透镜120与屏幕150之间距离为l2，成像透镜120本身的焦距为f，成像透镜120可以为凸透镜，当成像透镜120为凸透镜时，l1、l2和f之间满足关系：
[0036][0037]
在凸透镜的焦距f不变时，通过调节凸透镜与导光板110之间的距离l1，可以调节凸透镜与屏幕150之间的距离l2，用户通过调节凸透镜能够实现彩虹投射在不同距离屏幕150上。
[0038]
需要说明的是，成像透镜120也可以设置多个，组成镜组，通过多个成像透镜120之间相互配合，调整成像透镜120之间的距离，使镜组整体的焦距改变，在此种情况下，可以不改变成像透镜120和导光板110之间的距离l1，而使彩虹投射到不同距离的屏幕150上。
[0039]
在一些实施例中，偏振光栅130能够对光束进行衍射，不同波长的光在偏振光栅130中的衍射角度不同，因此光束在经过偏振光栅130时，光束内部不同波长的光由于其衍射角度不一样，从偏振光栅130中射出的路线不一样，从而在屏幕150上形成一条色带，当导光板110上的发射端111横截面为弧状时，色带也会呈现弧状，此时，在屏幕150上呈现的便
是彩虹。
[0040]
需要说明的是，偏振光栅130可以为液晶偏振光栅，液晶偏振光栅表面结构为液晶聚合物分子周期排列，入射光的衍射角θ、入射光的波长λ和光栅周期ρ满足关系：
[0041][0042]
当液晶偏振光栅的延迟量和入射光的波长λ相等时，入射光不会发生衍射，其衍射角θ为0度，入射光垂直穿过液晶偏振光栅；当液晶偏振光栅的延迟量和入射光的波长λ不一样时，入射光发生衍射，入射光会形成两条衍射方向相反的光，入射光的波长λ越大，入射光衍射后的衍射角θ越大。在一些实施例中，将液晶偏振光栅的衍射周期设置成3um、半波延迟量设计为266nm，入射光为白光，白光波长为400nm至700nm，白光在进入液晶偏振光栅后，波长为400nm的紫光的衍射角最小，波长为700nm的红光的衍射角最大，其它波长的光的衍射角在400nm紫光和700nm红光的衍射角之间，且由于经过液晶偏振光栅的光会形成两条衍射方向相反的光，因此，400nm至700nm的白光经过延迟量为266nm的液晶偏振光栅后，在屏幕上呈现出色彩对称的两条彩虹。
[0043]
需要说明的是，偏振光栅130也可以为宽谱偏振光栅，偏振光栅130满足能对穿过偏振光栅130的光束进行偏振即可，偏振光栅130具体种类在此不一一举例说明。
[0044]
需要说明的是，遮挡部件140可以为遮光板，当遮光板关闭时，从偏振光栅130射出的彩虹全部呈现在屏幕150上；当遮光板部分开启时，从偏振光栅130射出的彩虹部分呈现在屏幕150上；当遮光板全部开启时，从偏振光栅130射出的彩虹全被遮挡。用户可以通过调节遮光板，使彩虹灯射出双彩虹或单彩虹。
[0045]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。