CN103162221A - 舞台灯装置 - Google Patents

Abstract

一种舞台灯装置，包括投影光源、第一透镜群、第二透镜群、光变元件以及投影镜头。投影光源配置于缩小侧，并提供照明光束。第一透镜群配置于投影光源与放大侧之间，至少包括一第一透镜。第二透镜群配置于第一透镜群与放大侧之间，至少包括一第二透镜。第一透镜群具有焦距f₁，第二透镜群具有焦距f₂，且焦距f₁及f₂需符合0.5＜|f₁/f₂|＜2.0。第一透镜群与第二透镜群在舞台灯装置内形成至少二个焦平面，用于配置至少一光变元件。光变元件将照明光束转换为影像光束，投影镜头配置于第二透镜群与放大侧之间，用于将影像光束投射出舞台灯装置。

Description

舞台灯装置

技术领域

本发明关于一种舞台灯装置，且特别是关于一种可提供高变焦比的舞台灯装置。

背景技术

舞台灯让不同的特征图案和颜色投射到一个舞台上，可产生多种图案及色彩变化的效果。一般来说，舞台灯分成具有变焦功能和没有变焦功能两种。没有变焦功能的舞台灯，其构造很简单，基本上由一物镜和一可调焦的透镜组成，只能简单的调整成像的位置和清晰度。随着市场要求提高，具有变焦功能的投影镜头逐渐成为主流，特别在光束灯(Beam)和有图示的投影灯(Spot)。然而一旦涉入变焦功能，投影镜头的结构会变复杂，而且镜片数就增加许多。如果再要求提高变焦比(Zoom ratio)，镜头设计会增加变焦镜群数或是加入特殊的效果镜来达成高变焦比。然而舞台灯的镜组体积较大，镜片数增加代表成本也急速增加，因为大尺寸的镜片价格十分昂贵。

在舞台灯装置内，许多的元件可以达到非常复杂的效果，像是图案的、染色的、模糊化的或者是其他类似的效果。这些效果取决于用来调整光控制的元件是否位于特定位置上的焦点。传统舞台灯为了将图案投射出去，必须将具有改变光形的图案片(GOBO)放置在镜头的焦平面，然而传统的舞台灯只有单一焦平面，因此绝大多只能放置二个设置有图案片的圆盘(GOBOwheel)，然后利用一些镜片调焦，使焦平面对焦位在图案片上。所以一图案片(GOBO)位在焦平面上，另一图案片(GOBO)就会离开焦平面，无法同时成像。此外圆盘(GOBO wheel)上所能放置的图案片(GOBO)因大小受到尺寸的限制，一般而言为六到十个，故所能投射的图案不多。也就是因为这样，单一焦平面的舞台灯装置无法做出多种的变化。美国专利第7726843号揭露了一种多焦点的照明装置，其利用灯源(lamp)、中继透镜(relay lens)以及调焦透镜组来达到多焦点的效果。

发明内容

本发明提供一种舞台灯装置，具有多个聚焦平面，能投射出多样化的图案及色彩效果，以及具有简单且低成本的整体设计。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达到上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种舞台灯装置。舞台灯装置包括一投影光源、一第一透镜群、一第二透镜群、至少一光变元件以及一投影镜头。投影光源配置于一舞台灯装置的缩小侧，用于提供一照明光束。第一透镜群配置于投影光源与一放大侧之间，至少包括一第一透镜，第一透镜群具有一焦距f₁。第二透镜群配置于第一透镜群与放大侧之间，至少包括一第二透镜，第二透镜群具有一焦距f₂，且第一透镜群及第二透镜群的焦距f₁、f₂符合条件：0.5＜|f₁/f₂|＜2.0。其中，第一透镜群与第二透镜群在舞台灯装置内形成至少二个焦平面。至少一光变元件设置在照明光束的光学路径上，且位于该至少二个焦平面其中之一，至少一光变元件将照明光束转换为一影像光束，投影镜头配置于第二透镜群与放大侧之间，用于将影像光束投射出舞台灯装置。

在本发明的一实施例中，上述的至少二个焦平面其中之一设置于投影镜头与第二透镜群之间。

在本发明的一实施例中，上述的至少二个焦平面其中之另一设置于投影光源与第一透镜群之间。

在本发明的一实施例中，上述的至少二焦平面分别配置一光变元件。

在本发明的一实施例中，上述的第一透镜群与第二透镜群可沿着舞台灯装置的光轴移动，以调整至少二个焦平面的位置。

在本发明的一实施例中，上述的投影镜头包括一调焦透镜群，可沿着舞台灯装置的光轴移动，以调整经由投影镜头所投射的影像光束的成像位置。

在本发明的一实施例中，上述的舞台灯装置的变焦比(zoom ratio)大于3。

在本发明的一实施例中，上述的舞台灯装置的调焦透镜群可移动，以调整至少二个焦平面的位置。

在本发明的一实施例中，上述的投影光源为一发光二极体光源。

基于上述，本发明的实施例可达到下列优点或功效的至少其一。在本发明的范例实施例中，舞台灯装置利用二群镜组在其内部形成多个焦平面，如此可配置多个光变元件，并投射出较多样化的图案和色彩效果。并且，二群镜组的结构简单，可精简舞台灯装置的设计，使其具成本低廉的优势。

为了让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

附图说明

图1(a)至图1(c)绘示本发明一实施例的舞台灯装置的示意图。

图2绘示本发明一实施例的光变元件的示意图。

图3绘示本发明另一实施例的舞台灯装置的示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1(a)至图1(c)绘示本发明一实施例的舞台灯装置的示意图。请参照图1(a)至图1(c)，本实施例的舞台灯装置100包括一投影光源110、一第一透镜群120、一第二透镜群130以及一投影镜头140。投影光源110作为舞台灯装置的照明光源，配置于舞台灯装置的一缩小侧，用于提供一照明光束L₁。在本实施例中，投影光源110例如是灯泡源(lamp)、发光二极体(LED)光源或其他固态照明光源。

第一透镜群120配置于投影光源110与舞台灯装置的一放大侧之间，包括一第一透镜122。第二透镜群130配置于第一透镜群120与放大侧之间，包括一第二透镜132。第一透镜群120具有一焦距f₁，第二透镜群130具有一焦距f₂，第一透镜群120及第二透镜群130的焦距f1及f2需符合条件：0.5＜f₁/f₂＜2.0。在本实施例中，第一透镜群120与第二透镜群130在舞台灯装置100内形成二个焦平面FP1及FP2，且焦平面FP1的影像会形成一倒立实像于焦平面FP2。在此，焦平面FP1位于投影光源110与第一透镜群120之间；焦平面FP2位于投影镜头140与第二透镜群130之间。第一透镜群120与第二透镜群130可沿着舞台灯装置的光轴OA相对移动，以调整焦平面FP1及FP2的位置来改变系统焦距及放大倍率(magnification)。图1(a)至图1(c)即分别绘示在舞台灯装置100中第一透镜群120与第二透镜群130相对移动至不同位置的情形。在图1(a)至图1(c)中，各图的第一透镜群120之间的箭头代表其移动情形；各图的第二透镜群130之间的箭头代表其移动情形。

投影镜头140配置于第二透镜群130与放大侧之间，用于将影像光束投射出舞台灯装置100。在本实施例中，投影镜头140可移动，以调整经由投影镜头140所投射的影像光束的成像位置。

图2绘示本发明一实施例的光变元件的示意图。请参照图1(a)至图2，本实施例的光变元件200例如是一具有多个图案片(GOBO)210的圆盘(GOBOwheel)，但本发明并不限于此。在其他实施例中，光变元件200也可以是效果片或色轮。光变元件200用于配置在舞台灯装置100的焦平面FP1或FP2，并且可藉由转动将不同的图案片(GOBO)210置换于照明光束的照射范围内，以将照明光束转换为带有图案片资讯的影像光束。在本实施例中，为了增加投射影像的特殊效果或颜色变化，焦平面FP1及FP2可各自配置有一光变元件200，以藉此投射出多样化的图案效果。

因此，在舞台灯装置100内会有二焦平面FP1及FP2，其代表二透镜群120、130不在投影镜头140的焦平面内。舞台灯装置100利用二透镜群120、130的相对移动来改变系统焦距及放大倍率(magnification)，进而产生变焦(zoom)效果。同时，第一透镜群120将位在焦平面FP1的光变元件200的图案形成倒立实像于焦平面FP2，再经由投影镜头140将带有图案片资讯的影像光束投射出去，如图1(a)至图1(c)所示。由于舞台灯装置100具有多个清楚的成像面可供作为配置光变元件200之用，甚至于可藉由调整二透镜群120、130的相对位置及转动多个光变元件200，来产生多种的投影变化。

为了简化舞台灯装置的设计及降低成本，本实施例的第一透镜群120、第二透镜群130仅分别包括第一透镜122及第二透镜132，但本发明并不限于此。根据解析度或色差的要求，第一透镜群120及第二透镜群130可分别由不同数目的透镜来组成。此外，根据本实施例所设计的光学架构，可得舞台灯装置的变焦比大于3的光学条件。

图3绘示本发明另一实施例的舞台灯装置的示意图。请参照图3，本实施例的舞台灯装置300类似于图1的舞台灯装置100，惟两者之间不同之处例如在于舞台灯装置300的投影镜头340包括一调焦透镜群350，其配置于第二透镜群330与放大侧之间，调焦透镜群350可沿着舞台灯装置的光轴OA移动，用于调整经由投影镜头300所投射的影像光束的成像位置。

另一方面，移动调焦透镜群350亦可将第一透镜群120与第二透镜群130的焦平面FP1及FP2调整至焦平面FP1’及FP2’来改变成像位置，如图3所示。此时，同时清楚的焦平面FP1及FP2由原来位置变为焦平面FP1’及FP2’，故亦可在焦平面FP1’及FP2’上分别放置具有多个图案片210的圆盘200、特殊的效果片或色轮，藉由撘配设置在焦平面FP1及FP2上的光变元件200，组合出多种特殊效果或颜色变化，同时亦可达到改变投射光束角度的功能。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点。在本发明的实施例中，舞台灯装置利用二透镜群来产生至少二焦平面，藉由移动二透镜群的相对位置来达到变焦的功能，再配合投影镜头的调焦透镜群，来改变焦平面的位置并同时放置多个光变元件，让投射的图案做特殊的互动或叠加的效果。此外，由于二透镜群结构简单，所需的镜片数较少，因此可降低舞台灯装置的成本。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依照本发明权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

主要符号名称列表

100、300：舞台灯装置

110、310：投影光源

120、320：第一透镜群

122、322：第一透镜

130、330：第二透镜群

132、332：第二透镜

140、340：投影镜头

200：光变元件

210：图案片

350：调焦透镜群

FP1、FP2、FP1’、FP2’：焦平面

OA：光轴

Claims (9)

1.一种舞台灯装置，包括：

一投影光源，配置于一缩小侧，用于提供一照明光束；

一第一透镜群，配置于该投影光源与一放大侧之间，且至少包括一第一透镜，该第一透镜群具有一焦距f₁；

一第二透镜群，配置于该第一透镜群与该放大侧之间，且至少包括一第二透镜，该第二透镜群具有一焦距f₂，其中该第一透镜群与该第二透镜群的焦距f₁、f₂符合条件：0.5＜|f₁/f₂|＜2.0，该第一透镜群与该第二透镜群形成至少二个焦平面；

至少一光变元件，设置在该照明光束的光学路径上且位于该至少二焦平面其中之一，该至少一光变元件用于将该照明光束转换为一影像光束；以及

一投影镜头，配置于该第二透镜群与该放大侧之间，用于投射该影像光束。

2.如权利要求1所述的舞台灯装置，其中该至少二个焦平面的其中之一设置于该投影镜头与该第二透镜群之间。

3.如权利要求2所述的舞台灯装置，其中该至少二个焦平面的其中之另一设置于该投影光源与该第一透镜群之间。

4.如权利要求1所述的舞台灯装置，其中该至少二焦平面上分别配置一光变元件。

5.如权利要求1所述的舞台灯装置，其中该舞台灯装置具有一光轴，该第一透镜群与该第二透镜群可沿着该光轴移动，以调整该至少二个焦平面的位置。

6.如权利要求5所述的舞台灯装置，其中该投影镜头还包括一调焦透镜群，可沿着该光轴移动，以调整该投影镜头所投射的该影像光束的成像位置。

7.如权利要求6所述的舞台灯装置，其中该调焦透镜群可移动，以调整该至少二个焦平面的位置。

8.如权利要求1所述的舞台灯装置，其中该舞台灯装置的变焦比大于3。

9.如权利要求1所述的舞台灯装置，其中该投影光源为一发光二极体光源。

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