CN107228301B - 一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统及投光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统及投光装置，光学系统包括沿主光轴依次设置的激光光源、第一导光组件、LED光源、第二导光组件及多个光学镜头组件，LED光源及第二导光组件正对第一导光组件的位置上设有开口；激光光源的光穿射第一导光组件后或LED光源的光穿射第二导光组件后依次经过多个光学镜头组件形成光束出光模式或图案出光模式。本发明的舞台灯光学系统，从第一导光组件穿射出的激光与从第二导光组件穿射出的LED光依次经过多个光学镜头组件后即可形成光束出光模式或图案出光模式，通过切换激光光源和LED光源的工作，即可切换光束效果和图案效果，结构简单，降低了制造成本，而且在切换光束效果和图案效果时操作也比较方便。

Description

一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统及投光装置
技术领域
本发明涉及舞台灯技术领域，更具体地，涉及一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统及投光装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高，文化、娱乐产业的发展对舞台灯的使用要求越来越高。为了实现舞台灯光束效果和图案效果的切换，通常具有两种方案，一种是在光传输轴上切换导光组件，另一种是切换光源所在的位置，这两种方案都使得舞台灯光学系统的结构比较复杂，增加了制造成本，而且在切换光束效果和图案效果时操作也比较繁琐。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统，结构简单，降低了制造成本，而且在切换光束效果和图案效果时操作也比较方便。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统，包括沿主光轴依次设置的激光光源、第一导光组件、LED光源、第二导光组件及多个光学镜头组件，LED光源及第二导光组件正对第一导光组件的位置上设有开口；激光光源的光穿射第一导光组件后或LED光源的光穿射第二导光组件后依次经过多个光学镜头组件形成光束出光模式或图案出光模式。第一导光组件上设有荧光粉，激光光源发射的激光激发荧光粉产生白光，LED光源发射的光从第二导光组件穿射出。
上述方案中，通过在LED光源及第二导光组件正对第一导光组件的位置上设有开口，使得激光光源发射的光从第一导光组件穿射出后依次经过多个光学镜头组件后即可形成光束出光模式，LED光源发射的光从第二导光组件穿射出后依次经过多个光学镜头组件后即可形成图案出光模式，通过切换激光光源和LED光源的工作，即可切换光束效果和图案效果，该舞台灯光学系统，结构简单，降低了制造成本，而且在切换光束效果和图案效果时操作也比较方便，另外，由于使用激光光源形成光束出光模式，使得该舞台灯光学系统的光束效果更好。
优选地，从第一导光组件穿射出的光与从第二导光组件穿射出的光具有相同的焦点。这样设置使得激光光源发射的光从第一导光组件穿射出后能与从第二导光组件穿射出的LED光汇聚到同一个焦平面上，以保证从多个光学镜头组件出来的光束效果和图案效果达到最佳。
优选地，激光光源的光束中心与LED光源的环状光源中心均位于主光轴上。这样设置不但便于光的传输，而且能降低光的损失，使得光能最大程度地用于形成光束出光模式或图案出光模式。
优选地，激光光源的出光孔的直径为L，LED光源的出光孔的直径为n×L，n>1。
优选地，多个光学镜头组件为依次连接的第一光学镜头组件、第二光学镜头组件及第三光学镜头组件；激光光源的光穿射第一导光组件后或LED光源的光穿射第二导光组件后依次经过第一光学镜头组件、第二光学镜头组件及第三光学镜头组件形成光束出光模式或图案出光模式。
优选地，第二导光组件由透镜构成。
优选地，第一导光组件由透镜或导光体构成，或第一导光组件由透镜和阵列透镜的组合构成，或第一导光组件由透镜和导光体的组合构成。
优选地，第一导光组件包括收光透镜组件及嵌设于开口内的汇聚透镜组件；用于激发激光的荧光粉设于位于收光透镜组件与汇聚透镜组件之间的荧光粉盘上。激光光源发射的光被收光透镜组件收光后汇聚到荧光粉盘的荧光粉上，产生受激激光，受激激光被汇聚透镜组件汇聚后在焦距位置处形成一个焦平面；LED光被第二导光组件汇聚，被汇聚的LED光产生的焦平面与受激激光的焦平面共面。
本发明还提供了一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，使用上述舞台灯光学系统，所述舞台灯投光装置还包括设于多个光学镜头组件之后的遮光板，遮光板上设有m个图案区域，m为整数且m≥1，每个图案区域设有与激光光源及LED光源分别对应的两种图案；激光光源的光及LED光源的光穿射出多个光学镜头组件后投射在遮光板上，呈现出与遮光板上图案相对应的形状。
上述方案中，通过在每个图案区域设有与激光光源及LED光源分别对应的两种图案，使得切换不同的光源即能照亮不同的图案呈现出对应的形状。本发明一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，结构简单，便于切换投影的光束形状及图案形状，且投影出的形状不仅由图案本身决定，还可以受光源的控制，实用性更强。
优选地，所述遮光板上设有驱动遮光板盘体转动，并使遮光板选择性地处于有效遮挡光位置和不遮挡光位置的驱动装置。这样设置便于精确驱动遮光板转动到指定位置，以切换与激光光源及LED光源对应的图案，进而投影出不同的光束形状及图案形状。
优选地，每个图案区域的两种图案包括呈嵌套分布的图案A和图案B，激光光源及LED光源所发出的光投射在遮光板上，投射出图案A的形状/图案A及图案B共同组成的形状。需要投影出不同的形状时，只需转动遮光板使对应的图案与对应的光源相对并点亮光源即可。
优选地，所述图案A嵌套在图案B内，激光光源/ LED光源所发出的光投射在对应图案上的尺寸与对应图案A/图案B的尺寸相匹配；激光光源所发出的光投射在所述遮光板上，投射出图案A的形状，LED光源/激光光源和LED光源所发出的光投射在遮光板上，投射出图案A和图案B共同组成的形状。当激光光源发光时，激光照亮图案A，呈现出图案A的形状，且具有光束效果；当LED光源发光时，光会同时照亮图案A及图案B，因此能呈现出图案A和图案B共同组成的形状。
优选地，m个图案区域间隔设置并环绕在遮光板中心的周围。这样设置便于旋转遮光板使光源与不同的图案相对应。
优选地，激光光源的光束中心及LED光源的环状光源中心与对应图案的中心同轴。这样设置能使光源所发出的光发射在嵌套型图案中时，光分布得更均匀，进而使图案表达得更完整、清晰和均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统，通过在LED光源及第二导光组件正对第一导光组件的位置上设有开口，使得激光光源发射的光从第一导光组件穿射出后依次经过多个光学镜头组件后即可形成光束出光模式，LED光源发射的光从第二导光组件穿射出后依次经过多个光学镜头组件后即可形成图案出光模式，通过切换激光光源和LED光源的工作，即可切换光束效果和图案效果，该舞台灯光学系统，结构简单，降低了制造成本，而且在切换光束效果和图案效果时操作也比较方便，另外，由于使用激光光源形成光束出光模式，使得该舞台灯光学系统的光束效果更好；通过将激光光源的光束中心与LED光源的环状光源中心均设置在主光轴上，不但便于光的传输，而且能降低光的损失，使得光能最大程度地用于形成光束出光模式或图案出光模式；本发明一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置通过在每个图案区域设有与激光光源及LED光源分别对应的两种图案，使得切换不同的光源即能照亮不同的图案呈现出对应的形状，结构简单，便于切换投影的光束形状及图案形状，且投影出的形状不仅由图案本身决定，还可以受光源的控制，实用性更强。
附图说明
图1为本实施例一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统的结构示意图。
图2为本实施例一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置中遮光板的结构示意图。
图3为图2中一个图案区域的放大示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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发明和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
本实施例一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统的结构示意图如图1所示，包括沿主光轴6依次设置的激光光源1、第一导光组件7、LED光源2、第二导光组件8及多个光学镜头组件，LED光源2及第二导光组件8正对第一导光组件7的位置上设有开口21；激光光源1的光穿射第一导光组件7后或LED光源2的光穿射第二导光组件8后依次经过多个光学镜头组件形成光束出光模式或图案出光模式。
主光轴6实际是不存在的，为了使图示意清楚，即在图上标记了标号。
第一导光组件7上设有荧光粉，激光光源1发射的激光激发荧光粉产生白光，LED光源2发射的光从第二导光组件8穿射出。
本实施例中，从第一导光组件7穿射出的光与从第二导光组件8穿射出的光具有相同的焦点。这样设置使得激光光源1发射的光从第一导光组件7穿射出后能与从第二导光组件8穿射出的LED光汇聚到同一个焦平面上，以保证从多个光学镜头组件出来的光束效果和图案效果达到最佳。
使用该舞台灯光学系统时，启动激光光源1，关闭LED光源2，激光光源1发射的激光传输到第一导光组件7上并激发荧光粉产生白光，从第一导光组件7穿射出的光依次经过多个光学镜头组件后，即可形成光束出光模式；关闭激光光源1，启动LED光源2，LED光源2发射的光从第二导光组件8穿射出并依次经过多个光学镜头组件后，即可形成图案出光模式。本发明一种包含光束和图案效果的舞台灯光学系统，结构简单，降低了制造成本，而且在切换光束效果和图案效果时操作也比较方便，另外，由于使用激光光源形成光束出光模式，使得该舞台灯光学系统的光束效果更好。
其中，激光光源1的光束中心与LED光源2的环状光源中心均位于主光轴6上。这样设置不但便于光的传输，而且能降低光的损失，使得光能最大程度地用于形成光束出光模式或图案出光模式。
另外，激光光源1的出光孔的直径为L，LED光源2的出光孔的直径为n×L，n>1。
其中，多个光学镜头组件为依次连接的第一光学镜头组件3、第二光学镜头组件4及第三光学镜头组件5；激光光源1的光穿射第一导光组件后或LED光源2的光穿射第二导光组件后依次经过第一光学镜头组件3、第二光学镜头组件4及第三光学镜头组件5形成光束出光模式或图案出光模式。
另外，第二导光组件8由透镜构成。
其中，第一导光组件7由透镜或导光体构成，或第一导光组件7由透镜和阵列透镜的组合构成，或第一导光组件7由透镜和导光体的组合构成。
本实施例中，第一导光组件7包括收光透镜组件71及嵌设于开口21内的汇聚透镜组件72；用于激发激光的荧光粉设于位于收光透镜组件71与汇聚透镜组件72之间的荧光粉盘73上。激光光源1发射的光被收光透镜组件71收光后汇聚到荧光粉盘73的荧光粉上，产生受激激光，受激激光被汇聚透镜组件72汇聚后在焦距位置处形成一个焦平面；LED光被第二导光组件8汇聚，被汇聚的LED光产生的焦平面与受激激光的焦平面共面。
实施例2
本实施例提供了一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，使用实施例1中所述的舞台灯光学系统，所述舞台灯投光装置还包括设于多个光学镜头组件之后的遮光板9，遮光板9上设有m个图案区域10，m为整数且m≥1，每个图案区域10设有与激光光源1及LED光源2分别对应的两种图案；激光光源1的光及LED光源2的光穿射出多个光学镜头组件后投射在遮光板9上，呈现出与遮光板9上图案相对应的形状，图2为遮光板9的结构示意图，图3为一个图案区域10的放大图。
使用该舞台灯投光装置时，分别开启激光光源1或LED光源2时，从多个光学镜头组件出射后的激光或LED光照射在对应图案上，即能呈现对应的形状。本发明一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，结构简单，便于切换投影的光束形状及图案形状，且投影出的形状不仅由图案本身决定，还可以受光源的控制，实用性更强。
其中，所述遮光板9上设有驱动遮光板9盘体转动，并使遮光板9选择性地处于有效遮挡光位置和不遮挡光位置的驱动装置。这样设置便于精确驱动遮光板9转动到指定位置，以切换与激光光源1及LED光源2对应的图案，进而投影出不同的光束形状及图案形状。
另外，每个图案区域10的两种图案包括呈嵌套分布的图案A和图案B，激光光源1及LED光源2所发出的光投射在遮光板9上，投射出图案A的形状/图案A及图案B共同组成的形状。需要投影出不同的形状时，只需转动遮光板9使对应的图案与对应的光源相对并点亮光源即可。
其中，所述图案A嵌套在图案B内，激光光源1/ LED光源2所发出的光投射在对应图案上的尺寸与对应图案A/图案B的尺寸相匹配；激光光源1所发出的光投射在所述遮光板9上，投射出图案A的形状，LED光源2/激光光源1和LED光源2所发出的光投射在遮光板9上，投射出图案A和图案B共同组成的形状。本实施例以图3所示的一个放大的图案区域10进行说明，图案A为十字架图案，图案B为正方形图案，图案A和图案B分别设有一个外切圆，图案A嵌套在图案B内，图案A与图案B的中心点一致；当激光光源1发光时，激光照亮图案A，呈现出图案A的形状，且具有光束效果；当LED光源2发光时，LED光会同时照亮图案A及图案B，因此能呈现出图案A和图案B共同组成的形状；当激光光源1及LED光源2一起发光时，激光和LED光会同时照亮图案A及图案B，因此也能呈现出图案A和图案B共同组成的形状。
另外，m个图案区域10间隔设置并环绕在遮光板9中心的周围。所有图案区域10内的图案的中心位于同一个圆的圆周上。这样设置便于旋转遮光板9使光源与不同的图案相对应，以呈现不同的形状。
其中，激光光源1的光束中心及LED光源2的环状光源中心与对应图案的中心同轴。这样设置能使光源所发出的光发射在嵌套型图案中时，光分布得更均匀，进而使图案表达得更完整、清晰和均匀。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，包括舞台灯光学系统，还包括设于多个光学镜头组件之后的遮光板(9)，遮光板(9)上设有m个图案区域(10)，m为整数且m≥1，每个图案区域(10)设有与激光光源(1)及LED光源(2)分别对应的两种图案；激光光源(1)的光及LED光源(2)的光穿射出多个光学镜头组件后投射在遮光板(9)上，呈现出与遮光板(9)上图案相对应的形状；
所述舞台灯光学系统包括沿主光轴(6)依次设置的激光光源(1)、第一导光组件(7)、LED光源(2)、第二导光组件(8)及多个光学镜头组件，LED光源(2)及第二导光组件(8)正对第一导光组件(7)的位置上设有开口(21)；
激光光源(1)的光穿射第一导光组件(7)后依次经过多个光学镜头组件形成光束出光模式；或LED光源(2)的光穿射第二导光组件(8)后依次经过多个光学镜头组件形成图案出光模式。
2.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，从第一导光组件(7)穿射出的光与从第二导光组件(8)穿射出的光具有相同的焦点。
3.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，激光光源(1)的光束中心与LED光源(2)的环状光源中心均位于主光轴(6)上。
4.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，激光光源(1)的出光孔的直径为L，LED光源(2)的出光孔的直径为n×L，n>1。
5.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，多个光学镜头组件为依次连接的第一光学镜头组件(3)、第二光学镜头组件(4)及第三光学镜头组件(5)；激光光源(1)的光穿射第一导光组件(7)后或LED光源(2)的光穿射第二导光组件(8)后依次经过第一光学镜头组件(3)、第二光学镜头组件(4)及第三光学镜头组件(5)形成光束出光模式或图案出光模式。
6.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，第二导光组件(8)由透镜构成。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，第一导光组件(7)由透镜或导光体构成，或第一导光组件(7)由透镜和阵列透镜的组合构成，或第一导光组件(7)由透镜和导光体的组合构成。
8.根据权利要求7所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，第一导光组件(7)包括收光透镜组件(71)及嵌设于开口(21)内的汇聚透镜组件(72)；用于激发激光的荧光粉设于位于收光透镜组件(71)与汇聚透镜组件(72)之间的荧光粉盘(73)上。
9.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，所述遮光板(9)上设有驱动遮光板(9)盘体转动，并使遮光板(9)选择性地处于有效遮挡光位置和不遮挡光位置的驱动装置。
10.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，每个图案区域(10)的两种图案包括呈嵌套分布的图案A和图案B，激光光源(1)所发出的光投射在遮光板(9)上，投射出图案A的形状；LED光源(2)所发出的光投射在遮光板(9)上，投射出图案A及图案B共同组成的形状。
11.根据权利要求10所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，所述图案A嵌套在图案B内，激光光源(1)所发出的光投射在对应图案上的尺寸与对应图案A的尺寸相匹配；LED光源(2)所发出的光投射在对应图案上的尺寸与对应图案B的尺寸相匹配；激光光源(1)所发出的光投射在所述遮光板(9)上，投射出图案A的形状，LED光源(2)所发出的光投射在遮光板(9)上，投射出图案A和图案B共同组成的形状；或者，激光光源(1)和LED光源(2)所发出的光投射在遮光板(9)上，投射出图案A和图案B共同组成的形状。
12.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，m个图案区域(10)间隔设置并环绕在遮光板(9)中心的周围。
13.根据权利要求1所述的一种包含光束和图案效果的舞台灯投光装置，其特征在于，激光光源(1)的光束中心及LED光源(2)的环状光源中心与对应图案的中心同轴。
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