本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種便攜式多功能激光點(diǎn)煙器及其工作方法。

背景技術(shù)：

以油氣為燃料的傳統(tǒng)打火機(jī)體積小巧，使用方便，價(jià)格便宜，很受吸煙人士歡迎。但因其使用有機(jī)燃油(氣)，有爆炸危險(xiǎn)，也不環(huán)保。目前市場已有的電絲加熱點(diǎn)煙器和電弧點(diǎn)煙器存在耗電嚴(yán)重或者高壓短路危害。市場上需要安全環(huán)保的點(diǎn)煙器來替代。

現(xiàn)有的激光點(diǎn)煙器，使用大功率激光二極管進(jìn)行點(diǎn)煙，雖然克服了傳統(tǒng)有機(jī)燃料打火機(jī)的易燃及爆炸危險(xiǎn)，但匯聚激光準(zhǔn)直性高，如果不做激光吸收處理，其點(diǎn)煙槽在沒有香煙時(shí)會(huì)產(chǎn)生激光外漏，易造成人眼安全問題；自帶電池供電，增加了體積，比傳統(tǒng)打火機(jī)體積大，不便攜帶。大功率激光二極管沒有有效散熱，會(huì)嚴(yán)重影響其工作穩(wěn)定性及壽命。傳統(tǒng)激光二極管發(fā)射光斑為橢圓形，快慢軸激光角度相差很大，通過光學(xué)方法進(jìn)行聚焦準(zhǔn)直難度大，使用一片(組)透鏡無法實(shí)現(xiàn)激光有效聚焦。

另外，現(xiàn)有的激光點(diǎn)煙器除了具備點(diǎn)煙功能外，無法滿足人們更多的需求，特別是夏季夜晚蚊蟲較多，由于現(xiàn)有的滅蚊拍體積較大，不方便隨身攜帶，因此不可避免的會(huì)受到蚊蟲的困擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種便攜式多功能激光點(diǎn)煙器及其工作方法，該裝置不使用有機(jī)燃料，自身不帶電池，節(jié)能環(huán)保，非常小巧，使用安全、方便。需要點(diǎn)煙時(shí)，將點(diǎn)煙器的電連接頭插入到手機(jī)或移動(dòng)電腦外接供電接口，即可完成點(diǎn)煙目的。不點(diǎn)煙的時(shí)候，還可以用于激光驅(qū)蚊等應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

一種便攜式多功能激光點(diǎn)煙器，包括：殼體、點(diǎn)煙筒、激光點(diǎn)火裝置以及電連接頭；所述殼體內(nèi)部一側(cè)設(shè)有點(diǎn)煙筒，另一側(cè)設(shè)有激光點(diǎn)火裝置；所述電連接頭固定在殼體上，與激光點(diǎn)火裝置形成電連接；

所述激光點(diǎn)火裝置包括：半導(dǎo)體激光器及其激光成像透鏡；所述點(diǎn)煙筒上靠近激光點(diǎn)火裝置的一側(cè)設(shè)有通光孔，所述半導(dǎo)體激光器、激光成像透鏡以及通光孔共軸線設(shè)置；所述點(diǎn)煙筒上與通光孔相對的位置處設(shè)置出光孔，所述出光孔上可拆卸地連接有中空的開口球體，所述球體開口方向朝向通光孔。

或者一種便攜式多功能激光點(diǎn)煙器，包括：殼體、點(diǎn)煙筒、激光點(diǎn)火裝置以及電連接頭；所述殼體內(nèi)部一側(cè)設(shè)有點(diǎn)煙筒，另一側(cè)設(shè)有激光點(diǎn)火裝置；所述電連接頭固定在殼體上，與激光點(diǎn)火裝置形成電連接；

所述激光點(diǎn)火裝置包括：半導(dǎo)體激光器及其激光成像透鏡；所述點(diǎn)煙筒上靠近激光點(diǎn)火裝置的一側(cè)設(shè)有通光孔，所述半導(dǎo)體激光器、激光成像透鏡以及通光孔共軸線設(shè)置；所述點(diǎn)煙筒上與通光孔相對的位置處設(shè)置出光孔，所述出光孔上可拆卸地連接有與水平方向成設(shè)定夾角的激光反射鏡，所述激光反射鏡將激光反射到點(diǎn)煙筒的下方；在所述點(diǎn)煙筒下方設(shè)置有中空的開口球體；所述球體開口方向朝上。

進(jìn)一步地，所述開口球體內(nèi)壁涂有吸光涂層。

進(jìn)一步地，所述激光成像透鏡距離半導(dǎo)體激光器發(fā)光點(diǎn)的垂直直線距離可調(diào)。

進(jìn)一步地，所述激光成像透鏡與半導(dǎo)體激光器之間設(shè)置兩個(gè)位置距離；

其中，第一位置距離為半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)距離激光成像透鏡的距離至少大于激光成像透鏡的兩倍焦距；

第二位置距離為半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)位于激光成像透鏡的焦點(diǎn)位置。

進(jìn)一步地，所述點(diǎn)煙筒內(nèi)涂有吸光防火涂料，降低內(nèi)壁對激光反射，用于限定香煙頭位置的下端采用鏤空結(jié)構(gòu)，使氧氣有效進(jìn)入，加快點(diǎn)煙速度。

進(jìn)一步地，所述球體開口大小滿足激光束全部進(jìn)入球體內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述通光孔用防火高溫玻璃密封。

進(jìn)一步地，所述電連接頭通過激光電源板與激光點(diǎn)火裝置連接，所述激光電源板將電連接頭接收到的電壓信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提供恒流電輸出給半導(dǎo)體激光器。

一種便攜式多功能激光點(diǎn)煙器的工作方法，包括：

電連接頭從外部供電設(shè)備取電后，為半導(dǎo)體激光器提供供電電源；

用于點(diǎn)煙時(shí)，將激光成像透鏡調(diào)至第一位置處，激光成像透鏡將半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)成像為一縮小的激光實(shí)像點(diǎn)后投射到點(diǎn)煙筒內(nèi)，使激光能量匯聚完成點(diǎn)煙；激光實(shí)像點(diǎn)以后的激光束呈大角度發(fā)散角，進(jìn)入點(diǎn)煙筒的開口球體內(nèi)經(jīng)過多次反射吸收，使得激光不會(huì)反射出點(diǎn)煙筒；

用于驅(qū)蚊時(shí)，拆除出光孔上的開口球體；激光成像透鏡位于第一位置處時(shí)，激光成像透鏡將半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)成像為一縮小的激光實(shí)像點(diǎn)后投射到點(diǎn)煙筒內(nèi)，激光實(shí)像點(diǎn)以后的激光束呈大角度發(fā)散角，依次通過點(diǎn)煙筒的通光孔和出光孔發(fā)射出點(diǎn)煙筒，通過激光束能量實(shí)現(xiàn)近距離驅(qū)蚊；

將激光成像透鏡調(diào)至第二位置處，激光成像透鏡將半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)成像為一組準(zhǔn)直激光束，所述準(zhǔn)直激光束依次通過點(diǎn)煙筒的通光孔和出光孔發(fā)射出點(diǎn)煙筒，通過激光束能量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離驅(qū)蚊。

進(jìn)一步地，所述第一位置為半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)距離激光成像透鏡的距離至少大于激光成像透鏡的兩倍焦距；所述第二位置為半導(dǎo)體激光器的發(fā)光點(diǎn)位于激光成像透鏡的焦點(diǎn)位置。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明使用的半導(dǎo)體激光器電光轉(zhuǎn)換效率在40％～60％，正常使用壽命在10000小時(shí)以上，假設(shè)按每次點(diǎn)煙時(shí)間10秒計(jì)算，該點(diǎn)煙器使用壽命為三百萬次以上，假設(shè)煙民一天抽10支煙，活到100歲，該點(diǎn)煙器也能繼續(xù)使用(不考慮器件老化及物理損壞)。具有非常大的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢。半導(dǎo)體激光器體積小，發(fā)光點(diǎn)小，可以有效匯集激光能量，達(dá)到快速點(diǎn)煙目的。

本發(fā)明采用激光成像透鏡，投射半導(dǎo)體激光到點(diǎn)煙點(diǎn)后，激光光束立刻呈大角度發(fā)散狀，激光功率密度極大降低，降低激光危險(xiǎn)，獨(dú)特的球體吸光設(shè)計(jì)避免激光外泄，消除激光危害。該便攜激光點(diǎn)煙器體積小巧，安全環(huán)保，可完全替代現(xiàn)有打火機(jī)。

本發(fā)明也可以作為便攜式激光驅(qū)蚊器使用，將準(zhǔn)直后的激光照射到蚊子后，會(huì)使蚊子“中暑”，失去活動(dòng)能力，不會(huì)再叮咬人，并在一段時(shí)間后死亡。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置用于點(diǎn)煙時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2是本發(fā)明裝置用于驅(qū)蚊時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置用于點(diǎn)煙時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖4是本發(fā)明裝置激光成像透鏡固定調(diào)節(jié)示意圖；

其中，1.殼體，2.點(diǎn)煙筒，3.電連接頭，4.激光電源板，5.半導(dǎo)體激光器，6.激光成像透鏡，7.通光孔，8.開口球體，9.激光反射鏡，10.套筒，11.機(jī)械滑軌。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

一種便攜激光點(diǎn)煙器，包括：殼體1、點(diǎn)煙筒2、激光點(diǎn)火裝置以及電連接頭3；殼體1內(nèi)部一側(cè)設(shè)有點(diǎn)煙筒2，另一側(cè)設(shè)有激光點(diǎn)火裝置；電連接頭3固定在殼體1上，與激光點(diǎn)火裝置形成電連接，通過激光電源板4進(jìn)行電壓電流轉(zhuǎn)換后，給半導(dǎo)體激光器5供電。

激光點(diǎn)火裝置包括：半導(dǎo)體激光器5和激光成像透鏡6；點(diǎn)煙筒2上靠近激光點(diǎn)火裝置的一側(cè)設(shè)有通光孔7，通光孔7用防火高溫玻璃密封；半導(dǎo)體激光器5、激光成像透鏡6以及通光孔7共軸線設(shè)置；半導(dǎo)體激光器5和激光成像透鏡6形成光路連接，將半導(dǎo)體激光器5的發(fā)光點(diǎn)有效投射到點(diǎn)煙筒2內(nèi)。點(diǎn)煙筒2為圓形金屬筒，上端開口，能豎直放入香煙，會(huì)聚后的激光從通光孔7進(jìn)入，完成點(diǎn)煙目的。

作為一種實(shí)施方式，如圖1所示，點(diǎn)煙筒2上與通光孔7相對的位置處設(shè)置出光孔，出光孔上可拆卸地連接有中空的開口球體8，球體開口方向朝向通光孔7。開口球體8內(nèi)壁涂有吸光涂層，激光進(jìn)入球體后，在球體內(nèi)經(jīng)過多次反射吸收，使激光不會(huì)反射出點(diǎn)煙筒2，傷害使用人員。

作為另外一種實(shí)施方式，如圖3所示，出光孔連接一個(gè)可拆卸的激光反射鏡9，激光反射鏡9方向朝下與水平成斜45°，可將激光反射到點(diǎn)煙筒2下方，點(diǎn)煙筒2下方設(shè)有中空的開口球體8，可接收反射激光，開口球體8內(nèi)壁涂有吸光涂層，激光進(jìn)入球體后，在球體內(nèi)經(jīng)過多次反射吸收，使激光不會(huì)反射出點(diǎn)煙筒2，傷害使用人員。

作為一種實(shí)施方式，點(diǎn)煙筒2內(nèi)涂有吸光防火涂料，降低內(nèi)壁對激光反射，用于限定香煙頭位置的下端采用鏤空結(jié)構(gòu)，使氧氣有效進(jìn)入，加快點(diǎn)煙速度。

半導(dǎo)體激光器5為垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器5，發(fā)射的激光波長為808nm，激光額定功率1W，可貼殼固定，有效散熱，保證半導(dǎo)體激光器5工作穩(wěn)定性。

激光成像透鏡6為非球面正透鏡，也可用膠合透鏡或其它正透鏡代替，通過調(diào)整激光成像透鏡6與半導(dǎo)體激光器5發(fā)光點(diǎn)的位置關(guān)系，可以將激光器發(fā)光點(diǎn)有效投射到點(diǎn)煙筒2內(nèi)成縮小實(shí)像，使激光能量匯聚達(dá)到點(diǎn)煙目的；激光在點(diǎn)煙點(diǎn)匯聚后立即大角度發(fā)散，極大降低激光能量密度，消除激光危險(xiǎn)，如圖1所示。也可以將發(fā)射激光進(jìn)行準(zhǔn)直后，發(fā)射出點(diǎn)煙筒2，實(shí)現(xiàn)驅(qū)蚊目的，如圖2所示。

作為一種實(shí)施方式，激光成像透鏡6距離半導(dǎo)體激光器5發(fā)光點(diǎn)的垂直直線位置可調(diào)，如圖4所示，激光成像透鏡6通過套筒10固定在機(jī)械滑軌11內(nèi)部，并在機(jī)械滑軌11上設(shè)置與套筒10連接并使套筒10在滑軌內(nèi)移動(dòng)的撥動(dòng)開關(guān)，撥動(dòng)開關(guān)穿過殼體1外側(cè)；通過撥動(dòng)開關(guān)使得套筒10沿著滑軌橫向移動(dòng)，從而改變激光成像透鏡6的位置。激光成像透鏡6左右兩側(cè)均為通光材料，使得激光能夠通過透鏡而不受套筒10和機(jī)械滑軌11的干擾。

激光成像透鏡6可固定在2個(gè)位置，第一位置為點(diǎn)煙位置，半導(dǎo)體激光器5的發(fā)光點(diǎn)距離激光成像透鏡6的距離至少大于激光成像透鏡6的兩倍焦距，此時(shí)將激光發(fā)光點(diǎn)成像到點(diǎn)煙筒2，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)煙目的；第二位置為遠(yuǎn)距離驅(qū)蚊位置，半導(dǎo)體激光器5的發(fā)光點(diǎn)位于激光成像透鏡6的焦點(diǎn)位置，此時(shí)將激光器發(fā)射激光進(jìn)行準(zhǔn)直后，發(fā)射出點(diǎn)煙筒2，實(shí)現(xiàn)驅(qū)蚊目的。

作為一種實(shí)施方式，電連接頭3選用USB電連接頭，能夠與隨身攜帶的帶OTG等對外供電功能的手機(jī)、PAD、充電寶以及筆記本電腦等能夠提供電源的電子設(shè)備的電源接口連接取電；或者通過轉(zhuǎn)換接頭與相應(yīng)的供電電源連接。

殼體1內(nèi)設(shè)有激光電源板4，激光電源板4可以將電連接頭3接收的電壓轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體激光器5所需的2V、1A恒流電給半導(dǎo)體激光器5供電。

下面對本發(fā)明裝置的工作方法介紹如下：

用于點(diǎn)煙時(shí)，將香煙頭向下放入點(diǎn)煙筒2，點(diǎn)煙器接頭插入手機(jī)電源接口(有的手機(jī)型號需要OTG轉(zhuǎn)換頭)，激光電源板4可以將電連接頭3接收的電壓進(jìn)行降壓，并轉(zhuǎn)換為電流大小為1A的恒流電給半導(dǎo)體激光器5供電；

將激光成像透鏡6調(diào)至第一位置處，如圖1所示，激光成像透鏡6將激光器發(fā)光點(diǎn)成像為一縮小的激光點(diǎn)后投射到點(diǎn)煙筒2內(nèi)，由于所成的實(shí)像點(diǎn)處激光功率密度比激光發(fā)光點(diǎn)處更大，溫度高，可瞬間達(dá)到點(diǎn)煙目的。

激光通過像點(diǎn)后，激光束立即呈大角度發(fā)散角，直接進(jìn)入點(diǎn)煙筒2另一側(cè)的開口球體8內(nèi)經(jīng)過不斷反射而被吸光涂層吸收。

或者，激光通過像點(diǎn)后，激光束立即呈大角度發(fā)散角，經(jīng)過點(diǎn)煙筒2另一側(cè)的激光反射鏡9反射后進(jìn)入點(diǎn)煙筒2底部的開口球體8內(nèi)經(jīng)過不斷反射而被吸光涂層吸收。

該便攜激光點(diǎn)煙器使用半導(dǎo)體激光器5進(jìn)行點(diǎn)煙，節(jié)能環(huán)保，使用壽命長；自身不帶電池，使用手機(jī)等外接電源，體積小巧；使用獨(dú)特的激光成像設(shè)計(jì)和激光吸收殼體1設(shè)計(jì)，避免激光外露，使用安全；可完全替代現(xiàn)有打火機(jī)。

用于驅(qū)蚊時(shí)，將點(diǎn)煙筒2的開口球體8拆下，近距離驅(qū)蚊時(shí)，激光成像透鏡6置于第一位置處(如圖1)，遠(yuǎn)距離驅(qū)蚊時(shí)，將激光成像透鏡6手動(dòng)撥到第二位置處，此時(shí)激光器發(fā)光點(diǎn)位于激光透鏡的一倍焦距位置，如圖2所示，激光成像透鏡6將激光束準(zhǔn)直后發(fā)射出點(diǎn)煙筒2，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離驅(qū)蚊目的。

另外，由于半導(dǎo)體激光器5發(fā)出的808nm波長激光含有可見光(紅曝)，可同時(shí)起到瞄準(zhǔn)蚊子的作用。使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，有效驅(qū)蚊距離長。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。