CN111649293A - 一种新型水纹投影灯 - Google Patents

Abstract

一种新型水纹投影灯，其特征在于，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组、聚光透镜一、木纹镜片、以及成像镜头组；所述聚光透镜一与木纹镜片之间设置有遮光板，所述遮光板中间设置有通光孔；所述木纹镜片的数量为两个，所述两个木纹镜片分别位于主光轴的两侧，所述两个木纹镜片之间的垂直距离为0.5mm‑6mm；所述木纹镜片的轮廓投影线为若干规律排布的样条曲线，所述相邻两条样条曲线之间的间隔D<2mm。

Description

一种新型水纹投影灯

技术领域

本发明涉及舞台或者景观灯具技术领域，尤其涉及水纹投影灯具。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活质量越来越高，在各种不同的环境场合，人们通常会使用各种不同的灯具来装饰环境，装饰灯具主要作用是将灯光投射到建筑物的墙壁上，使得建筑物在晚上能展现出灯光照射的效果，达到烘托氛围的作用。

钻石玻璃，是一种表面布满了数个颗粒状立体多边形的玻璃，因为颗粒状立体多边形类似于钻石，因此含有颗粒状多边形的玻璃通常被统称为钻石玻璃，钻石玻璃的详细形态可查阅中国玻璃网。

随着钻石玻璃的出现，很多灯具厂商发现当光照射到钻石玻璃上时，由于钻石玻璃上布满了多个高低不平的立体多边形轮廓，而多个高低不平的立体多边形轮廓在光的作用下模拟连接起来时，会产生起伏的类似水纹状的条纹，而将钻石玻璃制作成圆盘形状而变成水纹玻璃盘，然后进行自转的时候，光源发出的光线通过钻石玻璃镜片的旋转会产生投射出类似于水纹流动的效果。因此钻石玻璃镜片被越来越广泛的应用在舞台和景观灯具领域，我们称之为水纹灯。

如专利号为CN207796894U的专利文献，其说明书中所述的”5A-第一水纹玻璃；5B-第二水纹玻璃”其实就是上文中所述的钻石玻璃镜片。同时文献中提到“从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：提供了一种可将光线聚集，并对杂散光线进行遮挡的水纹投影灯，该射灯的光线经过多次聚集，具有光效高、透射光斑均匀的特点，由于对杂散光线进行有效遮挡，使水纹投影灯光斑中心和边缘的清晰度一致，解决了光斑边缘波动拖尾严重的问题。”。可见，此种靠钻石玻璃镜片形成的水纹流动效果有一个非常大的局限性，就是圆盘边缘的轮廓十分清晰，即成像为一个圆盘；同时此种水纹更类似于缓缓流动的水纹效果，而不具备明显波浪起伏的效果；另外，采用钻石玻璃的水纹投影灯具，其水纹条纹实质上是钻石玻璃表面的多个高低不平的立体多边形轮廓连线的成像，而此种轮廓连线与实际水纹条纹之间实际上是有很大差异的。

因此此种水纹灯在舞台和景观灯具领域经历了最初的新鲜感应用之后，由于其相对粗糙的水纹效果已经无法满足当下社会对舞台或者景观灯具效果要求更为精细、优美的要求，导致了采用钻石玻璃镜片的水纹灯的需求越来越低，甚至有逐步退出市场的趋势。

发明内容

本发明的目的之一是采用木纹镜片形成另一种类似层叠浪涌效果的水纹表现形式，与传统钻石玻璃轮廓线成像形成条形水纹差异化；本发明的目的之二是通过加入扰动镜片，解决成像边缘的圆盘轮廓十分清晰的问题，将成像边缘离散化；本发明的目的之三是通过扰动镜片的旋转，形成区别于传统钻石玻璃旋转形成的条形水纹效果，也区别于单纯的木纹镜片旋转形成的层叠浪涌效果；为达上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种新型水纹投影灯，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组、聚光透镜一、木纹镜片、以及成像镜头组；所述聚光透镜一与木纹镜片之间设置有遮光板，所述遮光板中间设置有通光孔；所述木纹镜片的数量为两个，所述两个木纹镜片分别位于主光轴的两侧，所述两个木纹镜片之间的垂直距离为0.5mm-6mm；所述木纹镜片的轮廓投影线为若干规律排布的样条曲线，所述相邻两条样条曲线之间的间隔D<2mm。

进一步的，所述光源模组包括光源和聚光镜组；所述光源为LED光源或气体放电光源或者激光光源，所述聚光镜组为反光杯或由多个凸透镜组合而成的凸透镜组合。

进一步的，所述木纹镜片表面设有若干锯齿形状的条纹，所述锯齿形状条纹的曲率半径R为0.5mm≤R≤3mm之间。

进一步的，还包括扰动镜片，所述扰动镜片位于所述木纹镜片和成像镜头组之间，所述扰动镜片上至少一侧面设置有若干弧形平凸透镜，若干相邻所述弧形平凸透镜之间连续或者非连续光滑过渡。

具体的，所述弧形凸面的曲率半径在6-150㎜之间连续变化，所述弧形凸面的弧面高度在0.05-1.5㎜之间连续变化。

具体的，所述扰动镜片与所述木纹镜片可相对运动设置。

更细致的，所述相对运动为绕平行于光路的轴线进行相对转动。

具体的，所述扰动镜片与相邻的木纹镜片之间的距离为0.5-10㎜。

进一步的，所述两个木纹镜片为完全相同的。

进一步的，所述成像镜头组为定焦镜头或可移动的变焦镜头。

进一步的，所述光源模组和木纹镜片之间还包括用于改变光线颜色的色片盘。

与采用钻石玻璃盘的传统水纹灯具相比，本技术方案具有以下优势：

1-传统的钻石玻璃盘采用随机的高低不平的立体多边形，通过轮廓线成像成水纹条纹，其类似于缓缓流动的水流效果，而本技术方案通过木纹镜片，在轮廓曲线的设计上就与钻石玻璃镜片差异明显，为了形成类似层叠浪涌效果的水纹效果而进行的刻意的设计；

2-通过加入扰动镜片，解决传统钻石玻璃镜片或者本技术方案的木纹镜片成像边缘的圆盘轮廓十分清晰的问题，将成像边缘离散化；

3-通过木纹镜片、扰动镜片的相对旋转，形成大海中层叠浪涌且自带连绵起伏的效果，而不同于传统钻石玻璃镜片旋转形成的条形水纹缓慢流动效果，也不同于于单纯的木纹镜片旋转形成的单纯的层叠水纹流动效果。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例二的结构示意图。

图3为实施例三的结构示意图。

图4为实施例四的结构示意图。

图5为木纹镜片表面轮廓线的投影示意图。

图6为木纹镜片的剖视图及局部放大图。

图7为扰动镜片、木纹镜片的正面相对运动示意图。

图中：

1-光源模组；2-聚光透镜一；3-遮光板；31-通光孔；4-木纹镜片；5-成像镜头组；6-扰动镜片；7-色片盘。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应作广义”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

对本技术方案进行实施例详细说明之前,先对本技术方案中扰动镜片的成像原理进行说明,以便于对本技术方案的理解。扰动镜片的成像原理具体参考专利文献CN110347006A一种实现静态图案投影呈波动效果的方法及投影系统中所述 “本方案能够通过光学方案实现静态图案呈现动态波动的投影效果，其运用经典几何成像原理及人眼视觉暂留原理，通过动态改变像面畸变状态，从而改变了局部像面的光学畸变大小和物像的相似性，进而实现在保持投影画面清晰度不损失的同时，更能呈现规律波动起伏的画面动态效果。”此文献与本技术方案相同的是均采用了扰动镜片，但是本技术的总体方案与其依然是存在很大差异的，专利文献CN110347006A的重点在于1-保持投影换面清晰；2-通过像面畸变产生规律波动起伏的画面动态效果；即其解决的主要问题是传统图案灯图案效果的问题，而传统图案灯的图案本身是相对固定的；而本技术方案的重点在于更进一步的表现层叠浪涌且自带起伏的大海中的效果，即在解决传统水纹灯因为钻石玻璃镜片而使光斑中心和边缘的清晰度一致问题的时候，同时有增加层叠浪涌的起伏效果，所以才选择了表面为类似木纹的木纹镜片4，而木纹镜片4的转动，进一步加剧了成像的动态效果。

实施例一:

如附图1所示，一种新型水纹投影灯，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组1、聚光透镜一2、木纹镜片4、以及成像镜头组5，聚光透镜一2与木纹镜片4之间设置有遮光板3，所述遮光板3中间设置有通光孔31。

其中，光源模组1包括光源和聚光镜组，所述光源为LED光源或气体放电光源或者激光光源，所述聚光镜组为反光杯或由多个凸透镜组合而成的凸透镜组合。聚光镜组用于汇聚光源发出的光线，从而提高发光效率。

光源模组1发出的光线经过聚光透镜一2，其目的在于，使光线在进到通光孔31之前再次会聚，进一步提高发光效率和增大光通量。

从聚光透镜一2出射的光线接着通过遮光板3上的通光孔31，通光孔31的目的在于收光。

从通过孔31射出的光线再依次射入两个木纹镜片4，两个木纹镜片4分别位于主光轴的两侧。两个木纹镜片4之间的垂直距离为0.5mm-6mm，设置在这个区间的原因是，过小的间隔容易导致运动干涉，过大的间隔将导致两个钻石玻璃镜片3之间成像深度加大，从而使得木纹镜片4表面的轮廓曲线投影成像质量变差。

如附图5所示，木纹镜片4的轮廓投影线为若干规律排布的样条曲线，所述相邻两条样条曲线之间的间隔D<2mm，便于形成紧密连续的层叠投影效果。

如附图6所示，木纹镜片表面设有若干锯齿形状的条纹，所述锯齿形状条纹的曲率半径R为0.5mm≤R≤3mm之间，便于形成类似起伏的山峰，从而形成更精细的浪涌效果。

两个木纹镜片4均通过电机驱动而可以实现绕其中心轴旋转，作为本行业技术人员可以理解的是，此旋转结构并不复杂，为公知常识。两个木纹镜片4安装的高度位置不同，分别位于主光轴的两侧，在通光孔2处有部分重叠，即从通光孔31射出的光线会依次经过2个木纹镜片4。此技术方案的有益效果在于，通过2个木纹镜片4可以产生组合叠加效果，使得木纹镜片4的层叠浪涌效果更多样化和随机化，从而使得水纹效果更丰富。

优选的，两个木纹镜片4完全相同，既有利于原材料种类数量的控制，又减少了工艺装配的难度。

从木纹镜片4出射的光线再入射到成像镜头组5，所述成像镜头组5为定焦镜头或可移动的变焦镜头。此实施方式的有益效果在于，使得所述的离散化的轮廓曲线依然能成离散的清晰的像。

实施例二:

如附图2所示，一种新型水纹投影灯，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组1、色片盘7、聚光透镜一2、木纹镜片4、以及成像镜头组5，聚光透镜一2与木纹镜片4之间设置有遮光板3，所述遮光板3中间设置有通光孔31。

本实施例与实施例一的结构差异在于，在光源模组1和聚光透镜一2之间增设了色片盘7，色片盘7上含有若干个色片，每个色片包括一种或者多种颜色，此实施方式的有益效果在于增加投影成像的各种颜色效果。

作为本行业技术人员可以理解的是，除了增加了色片盘7的颜色效果之外，实施例二与实施例一在原理和实施效果上没有其他明显差异。

实施例三:

如附图3所示，一种新型水纹投影灯，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组1、聚光透镜一2、木纹镜片4、扰动镜片6以及成像镜头组5，聚光透镜一2与木纹镜片4之间设置有遮光板3，所述遮光板3中间设置有通光孔31。

其中，光源模组1包括光源和聚光镜组，所述光源为LED光源或气体放电光源或者激光光源，所述聚光镜组为反光杯或由多个凸透镜组合而成的凸透镜组合。聚光镜组用于汇聚光源发出的光线，从而提高发光效率。

光源模组1发出的光线经过聚光透镜一2，其目的在于，使光线在进到通光孔31之前再次会聚，进一步提高发光效率和增大光通量。

从聚光透镜一2出射的光线接着通过遮光板3上的通光孔31，通光孔31的目的在于收光。

从通过孔31射出的光线再依次射入两个木纹镜片4，两个木纹镜片4分别位于主光轴的两侧。两个木纹镜片4之间的垂直距离为0.5mm-6mm，设置在这个区间的原因是，过小的间隔容易导致运动干涉，过大的间隔将导致两个钻石玻璃镜片3之间成像深度加大，从而使得木纹镜片4表面的轮廓曲线投影成像质量变差。

如附图5所示，木纹镜片4的轮廓投影线为若干规律排布的样条曲线，所述相邻两条样条曲线之间的间隔D<2mm，便于形成紧密连续的层叠投影效果。

如附图6所示，木纹镜片表面设有若干锯齿形状的条纹，所述锯齿形状条纹的曲率半径R为0.5mm≤R≤3mm之间，便于形成类似起伏的山峰，从而形成更精细的浪涌效果。

两个木纹镜片4均通过电机驱动而可以实现绕其中心轴旋转，作为本行业技术人员可以理解的是，此旋转结构并不复杂，为公知常识。两个木纹镜片4安装的高度位置不同，分别位于主光轴的两侧，在通光孔2处有部分重叠，即从通光孔31射出的光线会依次经过2个木纹镜片4。此技术方案的有益效果在于，通过2个木纹镜片4可以产生组合叠加效果，使得木纹镜片4的层叠浪涌效果更多样化和随机化，从而使得水纹效果更丰富。

优选的，两个木纹镜片4完全相同，既有利于原材料种类数量的控制，又减少了工艺装配的难度。

如附图7所示，光线从两个木纹镜片4依次射出后，再入射到扰动镜片6，扰动镜片6上至少一侧面设置有若干弧形平凸透镜，若干相邻所述弧形平凸透镜之间连续或者非连续光滑过渡; 所述弧形凸面的曲率半径在6-150㎜之间连续变化，所述弧形凸面的弧面高度在0.05-1.5㎜之间连续变化。此实施方式的有益效果在于，曲率半径过小将增大镜片对光线的偏折能力，造成像差加大到不可接受程度，严重改变物像相似程度，使像面变得过度扭曲严重失真，而曲率半径过大则趋向于平面，将使成像系统的光学畸变未发生变化，将无法实现像面波动扭曲的效果。

扰动镜片6通过电机驱动后可绕其中心轴旋转，扰动镜片6与两个木纹镜片4均可绕平行于光路的轴线进行相对转动，它们的转动方式如附图7所示。此实施方式的有益效果在于，使得木纹镜片4轮廓曲线投影成像的边缘离散化，同时使得所述成像具有明显的层叠和浪涌特征，达到另外一种水纹效果。

所述扰动镜片6与相邻的木纹镜片4之间的距离为0.5-10㎜，优选2mm-3mm，此实施方式的有益效果在于，过小的间隔容易导致运动干涉，同时如果间隔过大，将增大扰动镜片6对系统光焦度和光线偏折，导致像差和畸变大到不可接受的程度。

从扰动镜片6出射的光线再入射到成像镜头组5，所述成像镜头组5为定焦镜头或可移动的变焦镜头。此实施方式的有益效果在于，使得所述的离散化的轮廓曲线依然能成离散的清晰的像。

实施例四:

如附图4所示，一种新型水纹投影灯，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组1、色片盘7、聚光透镜一2、木纹镜片4、扰动镜片6以及成像镜头组5，聚光透镜一2与木纹镜片4之间设置有遮光板3，所述遮光板3中间设置有通光孔31。

本实施例与实施例三的结构差异在于，在光源模组1和聚光透镜一2之间增设了色片盘7，色片盘7上含有若干个色片，每个色片包括一种或者多种颜色，此实施方式的有益效果在于增加投影成像的各种颜色效果。作为本行业技术人员可以理解的是，除了增加了色片盘7的颜色渲染效果之外，实施例四与实施例三在原理和实施效果上没有其他明显差异。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种新型水纹投影灯，其特征在于，包括沿光线的出射方向依次设置的光源模组、聚光透镜一、木纹镜片、以及成像镜头组；所述聚光透镜一与木纹镜片之间设置有遮光板，所述遮光板中间设置有通光孔；所述木纹镜片的数量为两个，所述两个木纹镜片分别位于主光轴的两侧，所述两个木纹镜片之间的垂直距离为0.5mm-6mm；所述木纹镜片的轮廓投影线为若干规律排布的样条曲线，所述相邻两条样条曲线之间的间隔D<2mm。

2.根据权利要求1中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述光源模组包括光源和聚光镜组；所述光源为LED光源或气体放电光源或者激光光源，所述聚光镜组为反光杯或由多个凸透镜组合而成的凸透镜组合。

3.根据权利要求1中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述木纹镜片表面设有若干锯齿形状的条纹，所述锯齿形状条纹的曲率半径R为0.5mm≤R≤3mm之间。

4.根据权利要求1中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，还包括扰动镜片，所述扰动镜片位于所述木纹镜片和成像镜头组之间，所述扰动镜片上至少一侧面设置有若干弧形平凸透镜，若干相邻所述弧形平凸透镜之间连续或者非连续光滑过渡。

5.根据权利要求4中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述弧形凸面的曲率半径在6-150㎜之间连续变化，所述弧形凸面的弧面高度在0.05-1.5㎜之间连续变化。

6.根据权利要求4中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述扰动镜片与所述木纹镜片可相对运动设置。

7.根据权利要求6中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述相对运动为绕平行于光路的轴线进行相对转动。

8.根据权利要求4中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述扰动镜片与相邻的木纹镜片之间的距离为0.5-10㎜。

9.根据权利要求1中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述两个木纹镜片为完全相同的。

10.根据权利要求1中所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述成像镜头组为定焦镜头或可移动的变焦镜头。

11.根据权利要求1所述的一种新型水纹投影灯，其特征在于，所述光源模组和木纹镜片之间还包括用于改变光线颜色的色片盘。

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