具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，包括沿光路依次設置的光源組件、光線聚集器件、效果組件和成像光路系統，所述成像光路系統包括沿光路依次設置的調焦鏡頭組件、放大鏡頭組件和固定鏡頭組件，在所述成像光路系統中增設有可沿光軸方向前后移動的柔光變換組件，所述柔光變換組件設置在放大鏡頭組件與固定鏡頭組件之間；所述柔光變換組件、放大鏡頭組件均與第一驅動移動機構連接，第一驅動移動機構驅動柔光變換組件、放大鏡頭組件一起沿光軸方向前后移動，以調節在柔光模式下的可變倍范圍。本發明可在同一臺舞臺燈中實現柔光及光束兩種燈光效果的切換，而且光束模式下效果好，邊緣銳利，同時，在柔光模式下可變倍范圍可達6～12倍。
【專利說明】具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及舞臺燈光【技術領域】，更具體地，涉及具有柔光與光束效果的舞臺燈光 學系統。

【背景技術】
[0002] 光束燈是舞臺燈光【技術領域】中常用的一種舞臺燈具，用于產生光束效果(光柱效 果）的燈光。柔光燈(洗墻燈）是舞臺燈光【技術領域】中常用的另一種舞臺燈具，一般用于將 光源發射的光束擴束和柔化，以投射柔光來實現染色渲染舞臺的效果。
[0003] 現有光束燈的鏡頭一般米用兩種結構的鏡頭：一是傳統的光束燈光路系統米用小 環距的菲涅耳鏡片，這種結構的優點是燈體輕盈，成本低，缺點是效率低、光束效果不好(邊 緣不夠銳利)，雜散光嚴重等；二是現使用的大部分光束燈均采用簡單的玻璃成像鏡頭，這 種結構的優點是效率高，光束效果好，缺點是成本高、質量太大，使得燈體比較笨重。兩種光 束燈的光路系統配以具有散射特性的玻璃片以獲取的柔光效果，即，散射特性的玻璃片一 般設置在效果組件通光孔的前方，但這種柔光效果的投射角度單一化，不具備放大或縮小 的功能。
[0004] 柔光燈的具體結構為，采用的是環距和孔徑相對較大的菲涅耳鏡頭，為了實現柔 光效果，一般是在菲涅耳鏡頭的基面上加設散射顆粒，再在菲涅耳透鏡與光源之間配以一 復眼透鏡(微透鏡陳列）可沿光軸前后移動進入變倍，使出來的光束效果在光束燈的基礎上 進行擴束變倍和柔化均勻，以達到柔光效果。但由于菲涅耳鏡頭上的散射顆粒與菲涅耳鏡 頭是一體成型的，故，當整燈安裝完成投入使用時，散射顆粒不可拆卸或移出，這種柔光燈 一般只能產生柔光效果的光，不能產生光束效果的光。
[0005] 為解決兩種燈具效果之間的切換，現有技術的解決方案有幾種，一是如前所述的 光束燈，在光束燈的花樣效果組件前方設置具有散射特性的玻璃片，但這種結構中的玻璃 片只能獲取單一投射角度的柔光效果，具有一定的使用局限性，實現效果單一；二是在傳統 的基于菲涅耳目透鏡的光束燈基礎上，在光源組件與菲涅耳目透鏡組件之間增設一散射鏡 片或與擴散鏡的組合，增設的散射鏡片或擴散鏡的組合可在電機的控制下可切入或移出光 路系統，以達到光束效果與柔光效果之間的切換，這種結構雖然能實現兩種效果之間的切 換，但仍存在以下的缺陷：現有技術方案是基于原菲涅耳目透鏡光束燈的光路系統，光束模 式下效果不好，邊緣不夠銳利，在柔光模式下可變倍范圍小，通常只有3倍左右。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種切換方便、 柔光可變倍效果更佳的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種具有柔光與光束效果的舞 臺燈光學系統，包括沿光路依次設置的光源組件、光線聚集器件、效果組件和成像光路系 統，所述成像光路系統包括沿光路依次設置的調焦鏡頭組件、放大鏡頭組件和固定鏡頭組 件，在所述成像光路系統中增設有可沿光軸方向前后移動的柔光變換組件，所述柔光變換 組件設置在放大鏡頭組件與固定鏡頭組件之間；所述柔光變換組件、放大鏡頭組件均與第 一驅動移動機構連接，第一驅動移動機構驅動柔光變換組件、放大鏡頭組件一起沿光軸方 向前后移動，以調節在柔光模式下的可變倍范圍。
[0008] 本方案中，通過柔光變換組件設置在放大鏡頭組件與固定鏡頭組件之間，且柔光 變換組件、放大鏡頭組件均與第一驅動移動機構連接，能調節在柔光模式下的可變倍范圍， 達到6?12倍，柔光可變倍范圍更大，柔光效果更佳。
[0009] 所述柔光變換組件還設有將其移入或移出光路的第二驅動移動機構，當柔光變 換組件由第二驅動移動機構驅動移入光路中時，則為柔光模式，當柔光變換組件由第二驅 動移動機構驅動移出光路外時，則為光束模式，光源經成像光路系統處理后，則產生光束效 果。
[0010] 所述柔光變換組件為一具有產生散射效果的透射式玻璃片或具有柔光效果的復 眼透鏡或復合體。
[0011] 所述成像光路系統的F數在1. 0?1. 35之間，且其組合焦距為18?175mm ;調焦 鏡頭組件由4?6片單片鏡片組成，放大鏡頭組件由2?3片單片鏡片組成，固定鏡頭組件 由1?3片單片鏡片組成。
[0012] 所述調焦鏡頭組件與放大鏡頭組件之間還設有雙分光棱鏡系統組件，用于對光束 進行分光處理，當需要柔光模式時，雙分光棱鏡系統組件移出光路。所述雙分光棱鏡系統組 件由中心對稱分光棱鏡和軸對稱分光棱鏡構成。所述中心對稱分光棱鏡與將其移入或移出 光路的第三驅動移動機構連接，軸對稱分光棱鏡與將其移入或移出光路的第四驅動移動機 構連接。
[0013] 所述柔光變換組件、放大鏡頭組件沿光軸移動的行程在100?220mm之間。
[0014] 柔光變換組件與放大鏡頭組件之間的距離為(T20mm。
[0015] 所述光源組件與效果組件之間還設有CMY顏色減法混色組件，光線經CMY顏色減 法混色組件后聚集于光線聚集器件的第2焦點上。所述CMY顏色減法混色系統通過機電控 制系統控制移入或移出于光路系統中，通過控制可獲取CMY顏色減法混色系統的移動可獲 取所需要的色域。
[0016] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： (1)采用本發明，可在同一臺舞臺燈中實現柔光及光束兩種燈光效果的切換，而且光束 模式下效果好，邊緣銳利，同時，在柔光模式下可變倍范圍可達6?12倍。
[0017] (2)本發明在成像光路系統中增設柔光變換組件，可大大改善柔光模式下的可變 倍效果。
[0018] (3)本發明通過設置雙分光棱鏡系統組件，可實現多種圖案效果的光束。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明的結構示意圖； 圖2是本發明柔光模式下的照度分布實驗曲線示意圖。
[0020]

【具體實施方式】
[0021] 下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0022] 實施例1 如圖1所示，本發明公開一種具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，包括沿光路依 次設置的光源組件10、光線聚集器件11、效果組件30和成像光路系統，所述成像光路系統 包括沿光路依次設置的調焦鏡頭組件40、放大鏡頭組件50和固定鏡頭組件60,其中，在所 述成像光路系統中增設有可沿光軸方向前后移動的柔光變換組件70,所述柔光變換組件 70設置在放大鏡頭組件50與固定鏡頭組件60之間；所述柔光變換組件70、放大鏡頭組件 50均與第一驅動移動機構連接，第一驅動移動機構驅動柔光變換組件70、放大鏡頭組件50 一起沿光軸方向前后移動，以調節在柔光模式下的可變倍范圍。
[0023] 所述第一驅動移動機構可以包括驅動電機、主動輪、從動輪和傳動皮帶，柔光變換 組件、放大鏡頭組件一起裝設在一個固定板上，固定板與傳動皮帶連接，傳動皮帶分別與主 動輪和從動輪連接，驅動電機與主動輪連接，通過驅動電機驅動主動輪轉動，從而帶動傳動 皮帶運動，進而使得柔光變換組件、放大鏡頭組件一起移動。
[0024] 所述光源組件10具體可為激光光源、普通氣泡燈光源或LED光源。所述光線聚集 器11可為反光碗也可為針對LED使用的聚光透鏡。所述效果組件30可為光束形成各種所 需的花樣圖案。
[0025] 所述調焦鏡頭組件40、放大鏡頭組件50和固定鏡頭組件60三組鏡頭組成一套完 整的成像光路系統，聯合使用可以改變光路系統的焦距與聚焦問題。放大鏡頭組件50實現 擴束功能，固定鏡頭組件60配合調焦鏡頭組件40和放大鏡頭組件50達到光束清晰和亮度 滿足所需要求。
[0026] 柔光變換組件70設置在放大鏡頭組件50的出光端，目的是為了：一是考慮到柔光 變換組件的結構體積大小和各組件之間的空間間隔的匹配問題；二是考慮該光路達到真正 的消除雜散光的問題。故考慮放在放大鏡頭組件的出光端為佳。設計在此位置能讓經過固 定鏡頭組件投射出來的光線更加均勻柔和。
[0027] 所述柔光變換組件70、放大鏡頭組件50 -起沿光軸移動，其移動的行程在100? 220mm之間，在此范圍內的移動，能使得柔光變倍效果更佳。
[0028] 柔光變換組件與放大鏡頭組件之間的距離相對固定，優選的距離為(T20mm。
[0029] 所述柔光變換組件70還設有將其移入或移出光路的第二驅動移動機構，當柔光 變換組件70由第二驅動移動機構驅動移入光路中時，則為柔光模式，當柔光變換組件70由 第二驅動移動機構驅動移出光路外時，則為光束模式，光源經成像光路系統處理后，則產生 光束效果。
[0030] 第二驅動移動機構可以包括電機及其轉動組件，通過柔光變換組件與電機及其轉 動組件連接，通過電機驅動柔光變換組件轉動，進而移入或移出光路。
[0031] 所述柔光變換組件70可為一具有產生散射效果的透射式玻璃片或具有柔光效果 的復眼透鏡或復合體。
[0032] 所述成像光路系統的F-No. (F數）在1. 0?1. 35之間，且其組合焦距為18? 175mm ;調焦鏡頭組件由4?6片單片鏡片組成，放大鏡頭組件由2?3片單片鏡片組成， 固定鏡頭組件由1?3片單片鏡片組成。F-No. (F數)即為成像鏡頭系統的相對孔徑的倒 數，即| ，D為入瞳孔徑，為焦距。 1* f
[0033] 所述調焦鏡頭組件40與放大鏡頭組件50之間還設有雙分光棱鏡系統組件，用于 對光束進行分光處理。當需要柔光模式時，雙分光棱鏡系統組件移出光路。所述雙分光棱 鏡系統組件由中心對稱分光棱鏡80和軸對稱分光棱鏡81構成。中心對稱分光棱鏡80可 將光束分割形成中心對稱的圖案，軸對稱分光棱鏡81可將光束分割形成軸對稱的圖案。
[0034] 所述中心對稱分光棱鏡80與將其移入或移出光路的第三驅動移動機構連接，軸 對稱分光棱鏡81與將其移入或移出光路的第四驅動移動機構連接。兩種棱鏡形成光束效 果不一樣，當選擇光束模式時，不一定要同時在光路中，所以可以由兩個單獨的機構分別控 制，形成不同的光束效果。
[0035] 所述光源組件10與效果組件30之間還設有CMY顏色減法混色組件20,光線經CMY 顏色減法混色組件20后聚集于光線聚集器件11的第2焦點上，第2焦點即為效果組件的 位置。
[0036] 所述CMY顏色減法混色組件20通過電機控制系統控制移入或移出于光路系統中， 通過控制可獲取CMY顏色減法混色組件20的移動可獲取所需要的色域。
[0037] 所述效果組件30在柔光模式下通過電機驅動機構控制自動切換至最大的通光孔 徑。
[0038] 光源組件10輻射出光線后，光線經過光線聚集器件11的聚焦于光線聚集器件11 的第2焦點上，在進入光線聚集器件11的第2焦點前，CMY顏色減法混色組件20可通過電 機控制系統控制切入或移出于光路系統中，通過控制可獲取CMY顏色減法混色組件20的移 動可獲取任何需要的色域。光線經CMY顏色減法混色組件20后聚集于光線聚集器件11的 第2焦點上，即效果組件30所設的位置。
[0039] 在光束效果狀態下，柔光變換組件70位于光路之外，此時通過調整放大鏡頭組件 50與調焦鏡頭組件40的前后移動，以使燈具的投射距離與花樣組件30形成共軛關系，此時 投射出來的效果即為光束效果。同時在光束狀態可控制棱鏡系統切入光路系統中以達到分 光目的，投射多光束效果。
[0040] 在柔光效果狀態下，效果組件30主動設于通光孔位置上，使投射出來的光效盡量 高，柔光變換組件70同時切入光路中，使原光束狀態下的投射光束產生散射效應，以達到 均勻的軟邊的光束投射效果。并且投射的軟邊的光斑照度分布曲線可通過控制調焦鏡頭組 件沿光軸位置移動進行調整。如圖2所示，曲線A是位于第一調焦位置時產生的光斑照度 曲線，曲線B是位于第二調焦位置時產生的光斑照度曲線，由圖2中可見，曲線A、曲線B的 曲線均平滑，故，產生的光照分布均勻，而且光照強度好。
[0041] 顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對 本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本 發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，包括沿光路依次設置的光源組件、光 線聚集器件、效果組件和成像光路系統，所述成像光路系統包括沿光路依次設置的調焦鏡 頭組件、放大鏡頭組件和固定鏡頭組件，其特征在于，在所述成像光路系統中增設有可沿光 軸方向前后移動的柔光變換組件，所述柔光變換組件設置在放大鏡頭組件與固定鏡頭組件 之間；所述柔光變換組件、放大鏡頭組件均與第一驅動移動機構連接，第一驅動移動機構驅 動柔光變換組件、放大鏡頭組件一起沿光軸方向前后移動，以調節在柔光模式下的可變倍 范圍。
2. 根據權利要求1所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 柔光變換組件還設有將其移入或移出光路的第二驅動移動機構，當柔光變換組件由第二驅 動移動機構驅動移入光路中時，則為柔光模式；當柔光變換組件由第二驅動移動機構驅動 移出光路外時，則為光束模式。
3. 根據權利要求1所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 柔光變換組件為一具有產生散射效果的透射式玻璃片或具有柔光效果的復眼透鏡或復合 體。
4. 根據權利要求1所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 成像光路系統的F數在1. 0?1. 35之間，且其組合焦距為18?175mm。
5. 根據權利要求1所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 調焦鏡頭組件由4?6片單片鏡片組成，放大鏡頭組件由2?3片單片鏡片組成，固定鏡頭 組件由1?3片單片鏡片組成。
6. 根據權利要求2所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 調焦鏡頭組件與放大鏡頭組件之間還設有雙分光棱鏡系統組件，用于對光束進行分光處 理，當需要柔光模式時，雙分光棱鏡系統組件移出光路。
7. 根據權利要求6所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 雙分光棱鏡系統組件由中心對稱分光棱鏡和軸對稱分光棱鏡構成。
8. 根據權利要求7所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 中心對稱分光棱鏡與將其移入或移出光路的第三驅動移動機構連接，軸對稱分光棱鏡與將 其移入或移出光路的第四驅動移動機構連接。
9. 根據權利要求1所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 柔光變換組件、放大鏡頭組件沿光軸移動的行程在100?220mm之間。
10. 根據權利要求1所述的具有柔光與光束效果的舞臺燈光學系統，其特征在于，所述 柔光變換組件與放大鏡頭組件之間的距離為(T20mm。
【文檔編號】F21V14/00GK104266109SQ201410470698
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】蔣偉楷 申請人:廣州市浩洋電子有限公司