CN108758539A - 便于布光的高光效舞台灯光路系统及布光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于布光的高光效舞台灯光路系统及布光方法，属于舞台灯领域，包括沿主光轴依次布置的光源模组、通光孔和光学镜头组，所述光源模组与通光孔之间设置有光斑调形结构，从光源模组投射进入的圆形光束穿过所述光斑调形结构出射后的投影为具有长轴和短轴的扁状光斑。本发明通过设置光斑调形结构，使光束不经遮挡即可形成扁状的光斑输出，使得灯具的输出光线很容易被应用，且大幅提高布光效率，其能够使当前舞台灯用光源模组的光利用率显著提高。

Description

便于布光的高光效舞台灯光路系统及布光方法

技术领域

本发明涉及舞台灯领域，特别是涉及一种便于布光的高光效舞台灯光路系统及布光方法。

背景技术

目前世界范围内，所有的主要光照舞台的舞台电脑灯，包括HID光源和LED光源，光利用率都比较低，HID光源的灯具输出的光占光源总发光量的20~30%左右，LED光源的灯具输出的光占光源总发光量的30~50%，输出的光在垂直光路平面上的光分布都是中心亮、周围稍暗的圆型光斑，如图9所示。那么，现在进行舞台布光时由于舞台灯提供的直接光斑是圆形的，只能通过多个圆光斑不断地重叠对接，大概达到使用照度和均匀度需求，且布局光斑难度大，这样无疑造成灯具的浪费。

公知的，实际需求中，舞台无论是什么形状，真正需要重点照明的区域基本都是横向宽度随舞台宽度有各种大小（比如5-50米，甚至100米），高度都在3米左右（至多4米）的类矩形区域，主要用来对人物和场景进行照明，由此，圆光斑的舞台灯实际上在于布光中已经逐渐落后。

近期出现了切割灯，其内部有比较复杂的光斑切割系统，可以把原始输出的圆形光斑切割成任意四边形。单个灯具获得了矩形光斑，但是经过切割，导致光的利用率进一步降低，基本上，在圆形光斑的基础上再损失30%以上。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种便于布光的高光效舞台灯光路系统，其节约能源并且保持原有的光亮度，并大大简化布光难度。

本发明所采用的技术方案是：

一种便于布光的高光效舞台灯光路系统，包括沿主光轴依次布置的光源模组、通光孔和光学镜头组，所述光源模组与通光孔之间设置有光斑调形结构，从光源模组投射进入的圆形光束穿过所述光斑调形结构出射后的投影为具有长轴和短轴的扁状光斑。

作为本发明的进一步改进，所述扁状光斑为矩形光斑、类矩形光斑、椭圆形光斑的其中一种。

作为本发明的进一步改进，所述光斑调形结构具有光束圆形投影面的径向拉长部分和/或径向压缩部分。

作为本发明的进一步改进，所述径向拉长部分、径向压缩部分分别为单块的透镜，或者所述径向拉长部分与径向压缩部分处于同一块透镜中且径向压缩与径向拉长的方向垂直，或者作为径向拉长部分的单块的透镜与作为径向压缩部分的单块的透镜沿主光轴依次布置且径向压缩与径向拉长的方向垂直。

作为本发明的进一步改进，作为径向压缩部分的单块的透镜包括入射面和与入射面相对的出射面，所述入射面或出射面的其中一个为平面，另外一个为向外突出的弧面，沿该透镜的长度方向弧面的弧度均匀一致。

作为本发明的进一步改进，作为径向拉伸部分的单块的透镜包括入射面和与入射面相对的出射面，径向拉伸部分的入射面或出射面的其中一个为平面，另外一个为向内凹进的弧面，沿该透镜的长度方向弧面的弧度均匀一致。

作为本发明的进一步改进，单块的透镜中的径向拉长部分具有在同一平面上的两个垂直的拉长方向，单块的透镜中的径向压缩部分具有在同一平面上的两个垂直的压缩方向。

作为本发明的进一步改进，还包括可驱动光斑调形结构切入或移出主光轴的驱动结构。

作为本发明的进一步改进，所述光源模块与光斑调形结构之间设置有可让可见光穿透的隔热结构。

作为本发明的进一步改进，所述隔热结构包括热反射且透过可见光的镀膜，所述镀膜连接在光斑调形结构朝向光源模组的表面或者所述镀膜与光斑调形结构分离。

本发明还公开了一种舞台灯的布光方法，采用上述的光路系统，光束进入光学镜头组前利用光斑调形结构将投影面为圆形的光束调整成扁状的光束之后通过通光孔，该调整并未形成对光束在运动路径上的遮挡，同时将通光孔调整为适应于光束投影面的扁状。

本发明的有益效果是：本发明通过设置光斑调形结构，使光束不经遮挡即可形成扁状的光斑输出，使得灯具的输出光线很容易被应用，且大幅提高布光效率，其能够使当前舞台灯用光源模组的光利用率显著提高。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是舞台灯光路系统的结构示意图图；

图2是光斑调形结构第一实施例的示意图；

图3是光斑调形结构第二实施例的示意图；

图4是光斑调形结构第三实施例的示意图；

图5是光斑调形结构第四实施例的示意图；

图6是图5中A-A剖视图及光路图；

图7是图5中B-B剖视图及光路图

图8是光斑调形结构第四实施例的示意图；

图9是圆形光束舞台灯投射示意图；

图10是实施例扁状光斑投射示意图。

具体实施方式

如图1的便于布光的高光效舞台灯光路系统，包括沿主光轴依次布置的光源模组1、通光孔2和光学镜头组。其中光学镜头组包括依次布置的调焦镜头组4、聚焦镜头组5和固定镜头组6。光源模组1包括反光杯和位于反光杯第一焦距处的LED或者位于反光杯第一焦距处的HID。

光源模组1与通光孔2之间设置有光斑调形结构3，光斑调形结构3的光轴与主光轴重合，其作用是调整光源模组1射出的投影面为圆形的光束的投影面形状。从光源模组1投射进入的投影面为圆形光束穿过光斑调形结构3出射后的投影为扁状光斑。容易理解的，扁状光斑可以为矩形光斑、类矩形光斑、椭圆形光斑的其中一种，只要某一对称的形状并且是具有长轴和短轴的均应属于扁状光斑的形状。

采用上述的光路系统可以通过以下方式为舞台布光，光源模组1的光束进入光学镜头组前利用光斑调形结构3将投影面为圆形的光束调整成扁状的光束之后再通过通光孔2，同时将通光孔调整为适应于光束投影面的扁状，从光学镜头组出射的光束在投影面上也为扁状的光斑。那么参考图10，多个平行的光斑同时投影在舞台时，无需相互大面积的覆盖以填补圆形光斑之间的缺口，从而大大提高了布光的便利性。

该布光的方案中，调整光斑投影形状的过程中光束的运动路上并没有类似切割件或者挡板这种遮挡光线的物品，也即是光束整体部分仅仅是变形，而并非损失，因此相对于现有的光斑切割系统来说，实施例的光源模组和光路系统的光利用率显著提高。

投影面为圆形的光斑通过径向的拉长、径向的压缩的至少一种进行调形。具体来说，光斑调形结构3具有径向拉长部分、径向压缩部分之中的至少一个，径向拉长部分用于将投射其上的光束的圆形投影面在圆形的径向方向上拉长，使得新的投影面具有长轴、短轴而看上去为扁状；同理，径向压缩部分用于将投射其上的光束的圆形投影面在圆形的径向方向上压缩缩短，使得新的投影面具有长轴、短轴而看上去为扁状。在优选实施例中，光斑调形结构3同时具有径向拉长部分和径向压缩部分，此时，径向压缩与径向拉长的方向不同。

参考图2所示，光斑调形结构3的径向压缩部分为单块的透镜。该单块的透镜包括入射面、与入射面相对的出射面。入射面为一个平面，出射面为向外突出的弧面，沿该透镜的长度方向弧面的弧度均匀一致。设定主光轴为z轴，光束进入该透镜之后基于凸透镜的原理，沿x方向压缩，形成在x方向的短轴，而沿y方向不变，形成y方向的长轴。另外的并未图示的实施例中，出射面与入射面刚好相反，即出射面为平面。

参考图3所示，光斑调形结构3的径向拉伸部分为单块的透镜。该透镜包括入射面和与入射面相对的出射面。入射面为一个内凹进的弧面，出射面为平面，沿该透镜的长度方向弧面的弧度均匀一致。设定主光轴为z轴，光束进入该透镜之后基于凹透镜的原理，沿y方向拉伸，形成在y方向的长轴，而沿x方向不变，形成x方向的短轴。另外的并未图示的实施例中，出射面与入射面刚好相反，即出射面为向内凹进的弧面。

参考图4所示，光斑调形结构3包括沿主光轴方向依次布置的两块透镜，该两块透镜分别为图2和图3的透镜，因此其最终出射光束的投影面沿x方向压缩、y方向拉伸，两者拉伸、压缩的方向垂直，其相对于单独的两块透镜来说压形成的光斑更扁。

参考图5至图7所示，光斑调形结构3包括单块的透镜，透镜中的径向压缩部分具有在同一平面上的两个压缩方向。该透镜的出射面或者入射面为向外凸出的弧面，在x方向和y方向上分别具有弧度但是弧度不同，因此，在x方向上，光束基于凸透镜的原理压缩，在y方向上，光束基于凸透镜的原理压缩，但是压缩量与x方向存在差异，由此形成的光斑也是扁状的光斑，该光束因为非常集中，所以亮度非常的高。

同理，另外的并未图示的实施例中，单块的透镜中的径向拉长部分具有在同一平面上的两个拉长方向，只是此时，该透镜的出射面或者入射面为向内凹进的弧面。

参考图8所示，光斑调形结构3包括单块的透镜，径向拉长部分与径向压缩部分处于同一块透镜中且径向压缩与径向拉长的方向垂直。该透镜可以是图2和图3两种透镜的结合，比如入射面为图3的内凹弧面，出射面为图2的外凸弧面，其能够沿x方向压缩和y方向拉伸。

进一步优选的，系统中还包括未图示ID驱动结构，该驱动结构用于驱动光斑调形结构3切入或移出主光轴，以增加系统光路的功能性，获得动态可选的优化效果。比如说，将径向拉长部分、径向压缩部分的其中一个切入主光轴，以形成扁状光斑，而在移出主光轴后系统能够恢复圆形光斑的输出。

在另外的优选的实施例中，径向拉长部分和/或径向压缩部分处于同一个透镜的情况下，也可以采用驱动结构进行切入、移出操作。

在另外的实施例中，系统中具有分开的径向拉长部分和径向压缩部分，驱动结构驱动其中一个切入、移出主光轴，使得系统能够根据实际需要在不同的方向拉长、压缩。

另外的实施例中，系统中具有分开的径向拉长部分和径向压缩部分，驱动结构驱动两者同时切入、移出主光轴。

上述的驱动结构优选为旋转镜片盘。

在上述任一实施例的基础上，通光孔2的形状也修改成适应于光斑调形结构3输出光束的扁状。

实施例中的舞台灯光路系统还具有隔热结构，隔热结构位于光源模块与光斑调形结构3之间。隔热结构是可见光能够穿透的材质制成，其能够反射光源光谱中红外波段光线，从而起到把热量隔开保护后续光学镜头组以及其他灯具组件的作用。

进一步优选的，重新参考图1，上述的隔热结构包括隔热片7，所述的隔热片7与光斑调形结构3是分离的，其具有朝向光源模组1的表面和朝向光斑调形结构3的表面，其中在朝向光源模组1的表面设有隔热镀膜。隔热镀膜能够热反射且透过可见光的，其可以用来反射光源光谱中红外波段光线，从而起到把热量隔开的作用。

进一步优选的，隔热片7倾斜而与光轴成85度以下的锐角。图中所示的虚线箭头是光线中的红外线部分被反射回来的状况，通常，隔热片不垂直主光轴放置，而是倾斜一定的角度，其为了更好的控制反射的热量的方向，缓解被反射的红外线过多的灼烧光源发光区域。

在并未图示的实施例中，隔热结构为隔热镀膜而不具有隔热片，该隔热镀膜镀设在光斑调形结构3朝向光源模组1的表面上，这种结构更能够节约系统的内部空间结构并降低成本。

以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种便于布光的高光效舞台灯光路系统，包括沿主光轴依次布置的光源模组(1)、通光孔(2)和光学镜头组，其特征在于：所述光源模组(1)与通光孔(2)之间设置有光斑调形结构(3)，从光源模组(1)投射进入的圆形光束穿过所述光斑调形结构(3)出射后的投影为具有长轴和短轴的扁状光斑。

2.根据权利要求1所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：所述光斑调形结构(3)具有光束圆形投影面的径向拉长部分和/或径向压缩部分。

3.根据权利要求2所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：所述径向拉长部分、径向压缩部分分别为单块的透镜，或者所述径向拉长部分与径向压缩部分处于同一块透镜中且径向压缩与径向拉长的方向垂直，或者作为径向拉长部分的单块的透镜与作为径向压缩部分的单块的透镜沿主光轴依次布置且径向压缩与径向拉长的方向垂直。

4.根据权利要求3所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：作为径向压缩部分的单块的透镜包括入射面和与入射面相对的出射面，所述入射面或出射面的其中一个为平面，另外一个为向外突出的弧面，沿该透镜的长度方向弧面的弧度均匀一致。

5.根据权利要求3所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：作为径向拉伸部分的单块的透镜包括入射面和与入射面相对的出射面，径向拉伸部分的入射面或出射面的其中一个为平面，另外一个为向内凹进的弧面，沿该透镜的长度方向弧面的弧度均匀一致。

6.根据权利要求3所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：单块的透镜中的径向拉长部分具有在同一平面上的两个垂直的拉长方向，单块的透镜中的径向压缩部分具有在同一平面上的两个垂直的压缩方向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：还包括可驱动光斑调形结构(3)切入或移出主光轴的驱动结构。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：所述光源模块与光斑调形结构(3)之间设置有可让可见光穿透的隔热结构。

9.根据权利要求8所述的便于布光的高光效舞台灯光路系统，其特征在于：所述隔热结构包括热反射且透过可见光的镀膜，所述镀膜连接在光斑调形结构(3)朝向光源模组(1)的表面或者所述镀膜与光斑调形结构(3)分离。

10.一种舞台灯的布光方法，其特征在于：采用权利要求1至9中任一项所述的光路系统，光束进入光学镜头组前利用光斑调形结构(3)将投影面为圆形的光束调整成扁状的光束之后通过通光孔(2)，该调整并未形成对光束在运动路径上的遮挡，同时将通光孔(2)调整为适应于光束投影面的扁状。