CN112255863B - 一种激光影视摄影照明灯具光路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种激光影视摄影照明灯具光路结构，包括蓝色半导体激光器（1）、红色半导体激光器（2）、绿色半导体激光器（3）、LED灯珠（4）、透镜Ⅰ（5a）、反射镜Ⅰ（6a）、透镜ⅰ（5b）、反射镜ⅰ（6b）、反黄透红绿蓝合束镜（7）、透镜Ⅱ（8a）、透镜Ⅲ（9a）、透镜ⅱ（8b）、透镜ⅲ（9b）、反射镜Ⅱ（10）、滤光片（11）、大光通管（12）、反射镜Ⅲ（13）、镜头（14）、蓝色半导体激光器Ⅰ（15）、散色片（16）、小光通管（17）、反射镜Ⅳ（18）、透镜Ⅳ（19）、透镜Ⅴ（20）、荧光轮（21）。本发明开发的发散角小、功率高且照度均匀的光路结构具有激光荧光光源高亮度、长寿命、无污染、无散斑等优点。

Description

一种激光影视摄影照明灯具光路结构
技术领域
本发明属于激光照明技术领域，具体为一种激光影视摄影照明灯具光路结构，可用作摄影棚、新闻厅、演播厅以及舞台上照明或补光。
背景技术
在光线不足、逆光或者室内工作环境下，想要拍摄清晰、高质量的画面，充足的光线是十分必要的。摄影灯即是一种常用在新闻工作室或者摄影棚以及演播室内的辅助光源。
目前，市场上摄影灯种类有LED灯、聚光灯、闪光灯、回光灯、新闻灯等。LED灯具有节能、寿命长等优点，但其功率小且光通量低；聚光灯采用点状光源，照射范围可调，在透射光区内没有交叉光干扰，物体投影比较清晰，光影质量好，但是此类灯具配套附件不全，某些地方不灵活，不坚固，而且灯具冷热骤变适应性差，易碎；闪光灯一般指数比较足，曝光量大，造型灯可以提前看出最后的光效，但是由于功率问题，造型灯出来的效果与最后的光效会有差异；回光灯强度高、重量轻，能减少灯光的直射光和消除投光上的虚光，常用在大多数拍摄行业中，但是存在光区黑心，照度不均匀，且干扰光线多等缺陷。
随着现代科学技术的飞速发展，新系统中其电子技术、计算机技术、网络技术相互融合，大大丰富了节目制作的手段，提高了节目画面质量和艺术效果。影视将向全面数字化发展，电影事业处于跨世纪发展的关键时刻，将继续加大对电影制片厂、影院的技术改造力度。推进电影制作的数字化、产业化，提高电影制作的科技含量。摄影灯作为影视制作中的重要组成部分，必将展现出更加美好的发展前景。
发明内容
目前市面上的影视照明灯具冷热骤变适应性差，且存在光区黑心，照度不均匀等问题，导致总体光通率比较低，针对市场上摄影灯的不足以及摄影灯发展前景，本发明主要目的是提出一种激光影视摄影照明灯具光路结构，达到出光均匀、发散角小、亮度高等效果。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种激光影视摄影照明灯具光路结构，包括蓝色半导体激光器、红色半导体激光器、绿色半导体激光器、LED灯珠、透镜Ⅰ、反射镜Ⅰ、透镜ⅰ、反射镜ⅰ、反黄透红绿蓝合束镜、透镜Ⅱ、透镜Ⅲ、透镜ⅱ、透镜ⅲ、反射镜Ⅱ、滤光片、大光通管、反射镜Ⅲ、镜头、蓝色半导体激光器Ⅰ、散射片 、小光通管、反射镜Ⅳ、透镜Ⅳ、透镜Ⅴ、荧光轮。
所述蓝色半导体激光器、红色半导体激光器、绿色半导体激光器和LED灯珠组成红绿蓝半导体激光器LED组件后发出的光束经过透镜Ⅰ后经反射镜Ⅰ反射至反黄透红绿蓝合束镜。
所述蓝色半导体激光器Ⅰ发出的蓝色光束经过透镜ⅰ后经反射镜ⅰ反射至散射片，再通过小光通管匀光后经反射镜Ⅳ反射并依次经过透镜ⅲ、透镜ⅱ，然后再透过反黄透红绿蓝合束镜后依次经过透镜Ⅳ、透镜Ⅴ入射至荧光轮，所述荧光轮发出的黄光依次经过透镜Ⅴ、透镜Ⅳ后经反黄透红绿蓝合束镜反射。
经反黄透红绿蓝合束镜反射和透射的光混合后依次经过透镜Ⅱ、透镜Ⅲ后经反射镜Ⅱ反射后经滤光片进入大光通管，再通过反射镜Ⅲ反射进入镜头。
本发明的激光影视摄影照明灯具光路结构中，包括红绿蓝激光器+LED结合组件和激光荧光组件。白光光源主要由蓝光组件+荧光组件合成，为保证色温在5600K时，出光谱接近正午日光光谱；色温在3200K时，接近右卤钨灯光谱，本发明还采用红绿蓝激光与LED灯对上述白光进行补光，更进一步保证了光谱显色指数的要求。
工作时，红绿蓝激光器+LED结合组件包括红色半导体激光器、绿色半导体激光器、蓝色半导体激光器以及LED灯珠，蓝色半导体激光器发出的蓝光依次经过透镜Ⅰ、反射镜Ⅰ由反黄透红绿蓝合束镜反射后依次经过透镜Ⅱ、透镜Ⅲ，并由反射镜Ⅱ反射至滤光片后到达大光通管，最后通过反射镜Ⅲ直接反射到镜头；同理，红、绿半导体激光器以及LED灯珠与蓝色半导体激光器路径一样，最后也通过反射镜Ⅲ到镜头，从而达到补光效果。
激光荧光组件包括蓝色半导体激光器Ⅰ与荧光轮。蓝色半导体激光器Ⅰ发出的蓝光经过透镜i、反射镜i后到达散射片，再通过小光通管匀光后经反射镜Ⅳ反射到透镜ⅲ、透镜ⅱ，然后再透过反黄透红绿蓝合束镜后依次经过透镜Ⅳ和透镜Ⅴ入射至荧光轮，在此过程中蓝色激光刺激高速运转的荧光轮后发出的黄光依次经过透镜Ⅴ、透镜Ⅳ、反黄透红绿蓝合束镜、透镜Ⅱ、透镜Ⅲ后由反射镜Ⅱ反射至滤光片然后经过大光通管及反射镜Ⅲ进入镜头。
其中，蓝色半导体激光器Ⅰ与被激光激发的荧光粉发出的黄光结合产生白光，而且该结构还采用红绿蓝半导体激光器以及LED灯珠作为上述白光的辅助光源，保证特定色温下，该结构所产生的光谱基本符合理想光谱要求，而且光谱显色指数值不低于90，其中饱和红色值不低于85，饱和蓝色的值不低于85，特别的，该光路中采用光通管不仅起到匀光效果而且还大大提高了光源利用率和光源照射质量，使有效光通量达到12000流明左右。因此，该激光荧光摄影灯与当前市场上摄影灯相比具有光路均匀、光斑可调、高亮度、高显色指数等特点。
本发明设计合理，开发出一种发散角小、高功率且照度均匀的激光影视摄影照明灯具光路结构，具有激光荧光光源高亮度、长寿命、无污染、无散斑等优点。
附图说明
图1表示红绿蓝激光器LED组合光路示意图。
图1a表示红绿蓝半导体激光器LED组件后发出的光束经过透镜Ⅰ后经反射镜Ⅰ反射示意图。
图2表示激光荧光光路示意图。
图2a表示蓝色半导体激光器Ⅰ发出的蓝色光束经过透镜ⅰ后经反射镜ⅰ反射示意图。
图3表示白光合成总示意图。
图中：1-蓝色半导体激光器，2-红色半导体激光器，3-绿色半导体激光器，4-LED灯珠，5a-透镜Ⅰ，6a-反射镜Ⅰ，5b-透镜ⅰ，6b-反射镜ⅰ，7-反黄透红绿蓝合束镜，8a-透镜Ⅱ，9a-透镜Ⅲ，8b-透镜ⅱ，9b-透镜ⅲ，10-反射镜Ⅱ，11-滤光片，12-大光通管，13-反射镜Ⅲ，14-镜头，15-蓝色半导体激光器Ⅰ，16-散射片，17-小光通管，18-反射镜Ⅳ，19-透镜Ⅳ，20-透镜Ⅴ，21-荧光轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种激光影视摄影照明灯具光路结构，包括蓝色半导体激光器1、红色半导体激光器2、绿色半导体激光器3、LED灯珠4、透镜Ⅰ5a、反射镜Ⅰ6a、透镜ⅰ5b、反射镜ⅰ6b、反黄透红绿蓝合束镜7、透镜Ⅱ8a、透镜Ⅲ9a、透镜ⅱ8b、透镜ⅲ9b、反射镜Ⅱ10、滤光片11、大光通管12、反射镜Ⅲ13、镜头14、蓝色半导体激光器Ⅰ15、散射片 16、小光通管17、反射镜Ⅳ18、透镜Ⅳ19、透镜Ⅴ20、荧光轮21。
如图1a所示，蓝色半导体激光器1、红色半导体激光器2、绿色半导体激光器3和LED灯珠4组成红绿蓝半导体激光器LED组件后发出的光束经过透镜Ⅰ5a后经反射镜Ⅰ6a反射。
如图1、3所示，红绿蓝半导体激光器LED组件发出的光束，首先经过透镜Ⅰ5a、反射镜Ⅰ6a后由反黄透红绿蓝合束镜7透射。随后与蓝色半导体激光器Ⅰ15的光束共用同一条路径，即依次经过透镜Ⅱ8a、透镜Ⅲ9a后由反射镜Ⅱ10反射至滤光片11（使用滤光片控制出射光整体影调效果），然后到达大光通管12，最后通过反射镜13直接反射到镜头14。
如图2a所示，蓝色半导体激光器Ⅰ15发出的蓝色光束经过透镜ⅰ5b后经反射镜ⅰ6b反射。
如图2、3所示，激光荧光轮组件包括蓝色半导体激光器Ⅰ15，蓝色半导体激光器Ⅰ15发出的蓝色光束经过透镜ⅰ5b后经反射镜ⅰ6b反射至散射片16（使用散射片满足光照面均匀出光要求），再通过小光通管17匀光后经反射镜Ⅳ18反射并依次经过透镜ⅲ9b）透镜ⅱ8b，然后再透过反黄透红绿蓝合束镜7后依次经过透镜Ⅳ19、透镜Ⅴ20入射至荧光轮21，荧光轮21发出的黄光依次经过透镜Ⅴ20、透镜Ⅳ19后经反黄透红绿蓝合束镜7反射。随后与红绿蓝半导体激光器LED组件发出的光束共用同一条路径，即依次经过透镜Ⅱ8a、透镜Ⅲ9a后由反射镜Ⅱ10反射至滤光片11然后到达大光通管12，最后通过反射镜13直接反射到镜头14。
如图3所示，红绿蓝半导体激光器LED组件发出的光束与激光荧光轮组件发出的光束经反黄透红绿蓝合束镜7反射和透射的混合光后依次经过透镜Ⅱ8a、透镜Ⅲ9a后经反射镜Ⅱ10反射后经滤光片11进入大光通管12，再通过反射镜Ⅲ13反射进入镜头14。
本发明中，采用荧光激光与LED结合照明方式，提高了光谱质量与使用寿命，保证色温在5600K时，出光谱接近正午日光光谱；色温在3200K时，接近右卤钨灯光谱，而且使得光谱显色指数值不低于90，其中饱和红色值不低于85，饱和蓝色的值不低于85，符合理想的光谱要求。
本发明中，使用滤光片可以同时衰减可见光的各种成分，改变合光后的白光影调灰度，从而控制出射光整体影调效果。
本发明中，使用散射片目的是扩大广角域，增大光照匀场，使其满足光照面均匀出光。
本发明中，使用光通管可以提高光源利用率和光源照射质量，使有效光通量达到12000流明左右，完全能够满足照明灯亮度要求；光通管也是一种重要的匀光部件，使用光通管保证入射到镜头的光源足够均匀；而且该光通管截面可以是四边形、圆形或者三角形等。多种选型任意切换，实现光斑可调的效果。
本发明中，使用激光荧光轮，激光荧光光源通常采用激光远程激发高速运转的荧光器件来产生一种或多种基色荧光，荧光与一种或多种基色激光混合后作为投影显示光源。该技术中使用远程激发的方法将蓝激光和荧光器件分开设置，单独散热，同时将荧光材料设置在高速旋转的器件上，形成荧光轮结构，荧光轮的高速旋转使得激发光在不同时刻入射在荧光轮的不同位置，有效的解决了高功率激光激发时荧光材料的光饱和和热饱和问题，提高了荧光材料的光效和可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并不因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种激光影视摄影照明灯具光路结构，其特征在于：包括蓝色半导体激光器（1）、红色半导体激光器（2）、绿色半导体激光器（3）、LED灯珠（4）、透镜Ⅰ（5a）、反射镜Ⅰ（6a）、透镜ⅰ（5b）、反射镜ⅰ（6b）、反黄透红绿蓝合束镜（7）、透镜Ⅱ（8a）、透镜Ⅲ（9a）、透镜ⅱ（8b）、透镜ⅲ（9b）、反射镜Ⅱ（10）、滤光片（11）、大光通管（12）、反射镜Ⅲ（13）、镜头（14）、蓝色半导体激光器Ⅰ（15）、散射片 （16）、小光通管（17）、反射镜Ⅳ（18）、透镜Ⅳ（19）、透镜Ⅴ（20）、荧光轮（21）；
所述蓝色半导体激光器（1）、红色半导体激光器（2）、绿色半导体激光器（3）和LED灯珠（4）组成红绿蓝半导体激光器LED组件后发出的光束经过透镜Ⅰ（5a）后经反射镜Ⅰ（6a）反射至反黄透红绿蓝合束镜（7）；
所述蓝色半导体激光器Ⅰ（15）发出的蓝色光束经过透镜ⅰ（5b）后经反射镜ⅰ（6b）反射至散射片（16），再通过小光通管（17）匀光后经反射镜Ⅳ（18）反射并依次经过透镜ⅲ（9b）、透镜ⅱ（8b），然后再透过反黄透红绿蓝合束镜（7）后依次经过透镜Ⅳ（19）、透镜Ⅴ（20）入射至荧光轮（21），所述荧光轮（21）发出的黄光依次经过透镜Ⅴ（20）、透镜Ⅳ（19）后经反黄透红绿蓝合束镜（7）反射；
经反黄透红绿蓝合束镜（7）反射和透射的光混合后依次经过透镜Ⅱ（8a）、透镜Ⅲ（9a）后经反射镜Ⅱ（10）反射后经滤光片（11）进入大光通管（12），再通过反射镜Ⅲ（13）反射进入镜头（14）。
2.根据权利要求1所述的一种激光影视摄影照明灯具光路结构，其特征在于：所述小光通管（17）的截面为四边形、圆形或者三角形；所述大光通管（12）的截面为四边形、圆形或者三角形。
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