CN107472547B - 带可调节灯光的无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带可调节灯光的无人机，包括摄影机和灯具，摄影机安装在无人机上，灯具通过支架固定在无人机下方，灯具与支架之间设有用于调节灯具角度的角度调节结构。灯具包括光源、用于根据实际需求可调节焦距的焦距调节机构和和用于形成特定光圈的组合透镜。组合透镜包括平透镜和环形凸透镜。在本发明中，灯具可以营造出一种特殊的灯光效果的同时，操作人员可以通过遥控装置控制无人机上灯具的照明角度和焦距，并通过摄影机更好的观察并控制照明效果。

Description

带可调节灯光的无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术及灯光照明领域，具体为带可调节灯光的无人机。
背景技术
随着社会的发展和需求，越来越多的工作是人类本身无法亲自完成的，或是完成比较困难的，所以无人飞行机孕育而生。现在的无人机分为军用和民用两种。在民用方面，运用在很多方面，比如农业、植保、微型自拍、快递运输、绘测等很多领域的应用。
其中在很多场合，尤其是户外大型舞台，由于场地和天气等多种原因的限制，普通依靠支架的舞台灯具可能无法满足场地对灯光效果的需求，无法在灯光支架以外，人不能接触到的地方进行照明和制造舞台效果。尤其是聚光灯等会受到舞台场地的限制。
发明内容
本发明的目的是为了提供带可调节灯光的无人机，在原始的无人机上安装了摄影机和灯具，此无人机在地面操控人员的控制下，可以在高空进行拍摄并且发出带有舞台效果的特定光圈，同时可以根据自身的位置和所要照射的场地位置来调节灯光的焦距，可以营造出普通固定在支架上的舞台灯具所不能营造的舞台效果。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
带可调节灯光的无人机，包括摄影机和灯具，所述摄影机安装在无人机上，所述灯通过支架固定在无人机下方，所述灯具与支架之间设有用于调节灯具角度的角度调节结构；
所述灯具包括光源、用于根据实际需求可调节焦距的焦距调节机构和和用于形成特定光圈的组合透镜；
所述焦距调节机构包括调焦凹透镜、调焦凸透镜和用于调节调焦凹、凸透镜之间间距的位移机构；
所述组合透镜包括平透镜和环形凸透镜，所述平透镜为圆形平面状，环形凸透镜环绕于平透镜的边缘；
还包括遥控装置和信号接收电路，所述遥控装置与无人机分离设置并向无人机发送指令，所述信号接收电路用于接收所述遥控装置发送的指令并传达该项指令。
操作人员在操控无人机的飞行速度和高度的时候，可以通过遥控装置向无人机发送控制灯具的信号。操作人员可以根据实际需求利用焦距调节机构来调节灯具发出光线的焦距和照射的角度。为了更好地获取视野了解无人机照明效果，操作人员可以打开无人机上固定的摄影机，利用摄影机拍摄的影像直观地观察灯管效果方便工作人员调节灯光，并且可以通过摄影机录制影像。
光线在经过组合透镜之前先经过了调焦凸透镜，调焦凸透镜对光线进行聚焦作用照射到组合透镜上，照射到组合透镜上的光分为两部分进行传输，光线一部分沿着原来的方向向前传播在所需位置形成圆形的照明区域，另外一部分照射在组合透镜的边缘部分，即环形凸透镜上，在中心圆形照明区域外圈形成的环形的照明光圈。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的带可调节灯光的无人机，具有如下有益效果：
一、采用本发明的带可调节灯光的无人机，可以在操作员想要的位置制造出特殊的灯光效果，不受场地和支撑架的限制；
二、本发明的带可调节灯光的无人机的灯具可以通过操作员的操作改变照射的角度和光线的焦距，适应更多场合，并能够根据实际需要进行实时调整；
三、操作人员还可以通过无人机上的摄影机来对照射处进行监控，对影像进行录制并通过影像更好地调节灯管效果。
四、采用本发明的带可调节灯光的无人机，可以营造出一种特别的灯光效果，此灯光的特别之处在于：在灯光的照明区域内形成一个具有高亮度的中心圆形光圈，中心圆形周围有一圈亮度较中心光圈暗的环形光圈，在圆形光圈和较暗的环形光圈中间为无灯光照射的环形区域。使用这种灯光可以快速获取焦点效应，使观众视角可以快速的集中在舞台的主要角色身上，有效提高舞台效果。
优选的，所述环形凸透镜的截面呈椭圆形或圆形，所述环形凸透镜为连续平整的环形。
优选的，所述环形凸透镜的结构是球形，均匀分布于平透镜的边缘构成环形。
为了组合透镜能更好的成像，所述环形凸透镜的厚度优选为平透镜厚度的1.2-2倍。
优选的，所述光源为帕灯。
优选的，所述摄影机通过可调节高度和角度的支撑机构固定在无人机上，操作员可以在调节摄像机的角度位置可以更好地进行录制。
附图说明
图1为本发明带可调节灯光的无人机实施例的结构示意图；
图2为本实施例中灯具内部的结构示意图；
图3为本实施例中从调焦凸透镜到组合透镜之间的光路图；
图4中(a)-(c)分别为三种组合透镜的结构示意图；
图5中(a)-(c)分别对应图4中(a)-(c)的三种组合透镜的截面图；
图6中(a)-(c)分别对应图4中(a)-(c)的三种组合透镜的成像效果图。
附图标记：1、摄影机；2、灯具；3、支架；4、光源；5、组合透镜；6、调焦凹透镜；7、调焦凸透镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：
如图1至6所示的带可调节灯光的无人机，包括摄影机1和灯具2，摄影机1安装在无人机上，灯具2通过支架3固定在无人机下方，灯具2与支架3之间设有用于调节灯具2角度的角度调节结构。灯具2包括光源4、用于根据实际需求可调节焦距的焦距调节机构和和用于形成特定光圈的组合透镜5，焦距调节机构包括调焦凹透镜6、调焦凸透镜7和用于调节调焦凹、凸透镜之间间距的位移机构8。组合透镜5包括平透镜和环形凸透镜，所述平透镜为圆形平面状，环形凸透镜环绕于平透镜的边缘；还包括遥控装置和信号接收电路，所述遥控装置与无人机分离设置并向无人机发送指令，所述信号接收电路用于接收所述遥控装置发送的指令并传达该项指令。
在本发明的无人机的实际应用中，操作人员通过遥控装置控制无人机在空中的飞行高速和速度，并且通过摄影机1进行拍摄和观察。在实际应用中，操作人员通过位移机构来调节调焦凹透镜6和调焦凸透镜7之间的距离从而改变灯具2的焦距，以达到更好地舞台效果。
在调整焦距的同时，本发明的带可调节灯光的无人机通过组合透镜5对光线的进行特别的聚焦，图6表示灯具2最终照射形成的特殊光圈图案。具体来说，光线通过组合透镜5之前先经过了调焦凸透镜7，调焦凸透镜7对光线进行聚焦作用照射到组合透镜5上，照射到组合透镜5上的光分为两部分进行传输，其中一部分组合透镜5中心位置的平透镜中沟通过，光线沿着原来的方向向前传播在所需位置形成照明区域，如图6a-b的中心阴影所示；另外一部分光线照射在组合透镜5的边缘部分，即环形凸透镜上，如图3的光路图所示，照射在环形凸透镜上的光线经过环形凸透镜本身聚焦形成较亮的光点，如图6a-b中外部围绕环形阴影所示。由于光线的问题，中心光圈和边上的环形光圈相比，中心光圈的亮度明显高于环形光圈的亮度。
有关于组合透镜5的具体结构和灯具2最终所形成的光圈形状，可以有一下结构：
如图4和图5中b和c所示，组合透镜5中的平透镜边缘环绕着一圈截面固定的凸透镜。照射在组合透镜5边缘的光线经过球形透镜的聚焦折射，在照射面上平透镜产生的中心光圈周围形成一圈环状连续均匀分布的环形光圈。如图6bc所示，中心光圈和环形光圈之间存在一个没有光线照射的无光的环形黑暗区域。在本实施例中，截面固定的凸透镜的截面可以是椭圆形或者是圆形。
其中，为了方便识别和理解，图6中所表示出的阴影部分在实际灯光成像效果中为亮光区域，而没有阴影的部分则为无光线照射的黑暗区域。
在实施例1中，环形凸透镜的厚度为平透镜的厚度的1.2-2倍，这样的透镜厚度能更好地将周边的光线进行汇聚，保证灯具2最后的图形成像效果。
在本发明中，光源4应选用帕灯，帕灯为各种大型表演场地优先选用的舞台灯光。
在实际运用中，为了使操作人员能够更好的控制和观察灯管效果，摄影金是通过高度和角度都可以调剂的支撑杆固定在无人机上的，操作人员可以通过遥控装置来控制支撑杆从而控制摄影机1的视角，得到更好的拍摄效果。
实施例2：
本实施例2和实施例1的区别在于，针对组合透镜5的结构进行了改进，如图4和图5中a所示，组合透镜5中的平透镜边缘一圈均匀地环绕一圈球形透镜。照射在组合透镜5边缘的光线经过球形透镜的聚焦折射，在照射面上平透镜产生的中心光圈周围形成一圈环状连续均匀分布的点状光斑。如图6a所示，中心光圈和环形点状光斑之间存在一个没有光线照射的无光的环形黑暗区域
其中，为了方便识别和理解，图6中所表示出的阴影部分在实际灯光成像效果中为亮光区域，而没有阴影的部分则为无光线照射的黑暗区域。
本实施例所产生的灯光效果区别于实施例1，外圈是由点状的光斑连续均匀分布所形成的环形光圈。与实施例1中完整的一圈环形光圈不同，点状光斑可以根据需要打在中心光圈以外的其他特定位置或角色上，更加增强了中心光圈的焦点效应。
以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带可调节灯光的无人机，其特征在于：包括摄影机（1）和灯具（2），所述摄影机（1）安装在无人机上，所述灯具（2）通过支架（3）固定在无人机下方，所述灯具（2）与支架（3）之间设有用于调节灯具角度的角度调节结构；
所述灯具（2）包括光源（4）、用于根据实际需求可调节焦距的焦距调节机构和和用于形成特定光圈的组合透镜（5）；
所述焦距调节机构包括调焦凹透镜（6）、调焦凸透镜（7）和用于调节调焦凹、凸透镜之间间距的位移机构（8）；
所述组合透镜（5）包括平透镜和环形凸透镜，所述平透镜为圆形平面状，环形凸透镜环绕于平透镜的边缘；所述环形凸透镜的结构是球形，均匀分布于平透镜的边缘构成环形；
还包括遥控装置和信号接收电路，所述遥控装置与无人机分离设置并向无人机发送指令，所述信号接收电路用于接收所述遥控装置发送的指令并传达该项指令；
光源发出的光线，依次经过调焦凹透镜（6）、调焦凸透镜（7）后照射到组合透镜（5）上，照射到组合透镜（5）的光分为两部分进行传输，其中一部分光线从组合透镜（5）中心位置的平透镜中通过，光线沿着原来的方向向前传播在所需位置形成中心光圈；
另外一部分光线照射在组合透镜（5）的边缘部分即环形凸透镜上，照射在环形凸透镜上的光线，经过环形凸透镜本身聚焦在中心光圈周围形成一圈环状连续均匀分布的点状光斑，中心光圈和环形点状光斑之间存在一个没有光线照射的无光的环形黑暗区域。
2.根据权利要求1所述的带可调节灯光的无人机，其特征在于：所述环形凸透镜的厚度为平透镜的厚度的1.2-2倍。
3.根据权利要求1所述的带可调节灯光的无人机，其特征在于：所述光源为帕灯。
4.根据权利要求1所述的带可调节灯光的无人机，其特征在于：所述摄影机（1）通过可调节高度和角度的支撑机构固定在无人机上。
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