CN201535477U - 电脑摇头灯光学系统 - Google Patents

Abstract

一种电脑摇头灯光学系统，所述光学系统一次包括灯珠、聚光透镜、图案片、第一成像透镜、调焦透镜、棱镜、第二成像透镜；所述聚光透镜为非球面透镜，灯珠与聚光透镜之间的距离范围在2～5mm。灯珠与聚光透镜之间的距离与非球面镜的聚光透镜相互配合，既使整个灯体的直径和长度减小，又能使发射出来的光斑更清晰，效果更好。

Description

电脑摇头灯光学系统

技术领域

本实用新型涉及投光灯，尤其是电脑摇头灯，利用电脑摇头灯高精度的光学系统，投影出效果更好的灯光。

背景技术

某些娱乐场所或舞台中，为了增添场所的气氛，这些场所中往往会设置有投光灯。但随着生活水平的提高以及科技的进步，一种适应性更强功能更强大的电脑摇头灯逐渐使用到娱乐场所或舞台中并占有主导地位。电脑摇头灯功能更强大，能够发射出丰富多变的灯光和灯光图案，使得这些娱乐场所或舞台增添不少气氛。生活总是在不断提高，科技总是不断在进步，现有技术中的电脑摇头灯虽然具有适应性强、功能强大的优点，但是依然存在弊端，电脑摇头灯在利用光学系统成像时，其投射出来的灯光图案比较模糊，即灯光图案没有明显的轮廓，这样的灯光效果对于增添气氛来说是大打折扣的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电脑摇头灯光学系统，不仅光斑图案轮廓清晰，且灯体直径更小、长度更短。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种电脑摇头灯光学系统，所述光学系统一次包括灯珠、聚光透镜、图案片、第一成像透镜、调焦透镜、棱镜、第二成像透镜；所述聚光透镜为非球面透镜，灯珠与聚光透镜之间的距离范围在2～5mm。灯珠与聚光透镜之间的距离与非球面镜的聚光透镜相互配合，既使整个灯体的直径和长度减小，又能使发射出来的光斑更清晰，效果更好。

作为改进，所述聚光透镜的顶点曲率半径为7～10mm，圆锥系数为-0.6～-0.4。非球面曲率计算公式为X＝CH²/[1+{1-(1+k)C²H²}1/2]+a₄H⁴+a₆H⁶…，其中，H²＝Y²+Z²，X、Y、Z为三维空间坐标，C为顶点曲率，k为圆锥系数，无高次项，即a₄＝a₆＝0。本实用新型中，顶点曲率半径在7～10mm范围内，圆锥系数在-0.6～-0.4范围内，可使得非球面镜的聚光透镜的光效利用率更高，并且，整个灯体的光路更短，有助于缩短灯体的长度。

作为改进，所述聚光透镜的有效光通直径为20～25mm。聚光透镜的尺寸不宜做得太小或太大，太小则影响光的有效利用率，太大这会导致灯体过大。

作为改进，所述聚光透镜的有效光通直径为18～23mm。聚光透镜的有效光通直径是根据曲率半径而定。

作为改进，所述灯珠平均光束角(50％)为90°～130°。用LED灯代替传统的气管灯泡，在灯体的节能和寿命上有了大幅度的提高；另外，LED灯的光发射面比气管灯泡的发射面更小，因而光束更集中，光的有效利用率更高；传统灯珠为了减小光的损失，往往在灯珠后面增设一个反射罩，使灯珠发射出来的光经过反射罩的反射后到达预定位置，该种方法虽然也能弥补光效不足的情况，但整个灯体会比原来更长。选用平均光束角(50％)为90°～130°的LED灯珠也是配合了聚光透镜的曲率半径、聚光透镜的有效光通直径、灯珠距离这几个参数，使得平均光束角(50％)为90°～130°的LED灯珠发射出来的光束在上述参数设定下成像效果更理想。

作为改进，所述调焦透镜的调焦距离为65～75mm。在上述聚光透镜的曲率半径、有效光通直径、灯珠距离几个参数合理设定下，调焦透镜的调焦距离适当的可以变得更小，在更小的调焦范围内对成像光斑进行效果控制，不但可以控制到光斑效果更好，且整个灯体的长度更小。

作为改进，所述灯珠与第二成像透镜之间的距离为190～220mm。在各个参数合理的设定下，整个灯体长度变得更小。

本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：

LED灯珠平均光束角、聚光透镜的曲率半径、聚光透镜的有效光通直径、聚光透镜的直径、灯珠距离这几个参数的设定，直接影响到电脑摇头灯的成像效果以及整个灯体的直径和长度。本实用新型的参数设置合理，既能使整个灯体的直径和长度减小，又能使发射出来的光斑更清晰，效果更好。

附图说明

图1为本实用新型光学系统示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

一种电脑摇头灯光学系统，所述光学系统一次包括灯珠1、聚光透镜2、图案片3、第一成像透镜4、调焦透镜5、棱镜6、第二成像透镜7。所述聚光透镜2为非球面透镜，非球面曲率计算公式为X＝CH²/[1+{1-(1+k)C²H²}1/2]+a₄H⁴+a₆H⁶…，其中，H²＝Y²+Z²，X、Y、Z为三维空间坐标，C为顶点曲率，k为圆锥系数，无高次项，即a₄＝a₆＝0。本实用新型中，所述聚光透镜2的顶点曲率半径C为7mm，圆锥系数k为-0.6；所述灯珠1平均光束角(50％)为90°，且灯珠1与聚光透镜2之间的距离为2mm所述聚光透镜2的直径为20mm；所述聚光透镜2的有效光通直径为18mm；由上述参数构成的光学系统，所述调焦透镜5的调焦距离L为70mm；并且，整个成像光路即灯珠1与调焦透镜5之间的距离为200mm。

实施例2

一种电脑摇头灯光学系统，所述光学系统一次包括灯珠1、聚光透镜2、图案片3、第一成像透镜4、调焦透镜5、棱镜6、第二成像透镜7。所述聚光透镜2为非球面透镜，非球面曲率计算公式为X＝CH²/[1+{1-(1+k)C²H²}1/2]+a₄H⁴+a₄H⁶…，其中，H²＝Y²+Z²，X、Y、Z为三维空间坐标，C为顶点曲率，k为圆锥系数，无高次项，即a₄＝a₆＝0。本实用新型中，所述聚光透镜2的顶点曲率半径C为8mm，圆锥系数k为-0.5；所述灯珠1平均光束角(50％)为115°，且灯珠1与聚光透镜2之间的距离为4mm；所述聚光透镜2的直径为22mm；所述聚光透镜2的有效光通直径为20mm；由上述参数构成的光学系统，所述调焦透镜5的调焦距离L为65mm；并且，整个成像光路即灯珠1与调焦透镜5之间的距离为190mm。

实施例3

一种电脑摇头灯光学系统，所述光学系统一次包括灯珠1、聚光透镜2、图案片3、第一成像透镜4、调焦透镜5、棱镜6、第二成像透镜7。所述聚光透镜2为非球面透镜，非球面曲率计算公式为X＝CH²/[1+{1-(1+k)C²H²}1/2]+a₄H⁴+a₆H⁶…，其中，H²＝Y²+Z²，X、Y、Z为三维空间坐标，C为顶点曲率，k为圆锥系数，无高次项，即a₄＝a₆＝0。本实用新型中，所述聚光透镜2的顶点曲率半径C为10mm，圆锥系数k为-0.4；所述灯珠1平均光束角(50％)为130°，且灯珠1与聚光透镜2之间的距离为5mm；所述聚光透镜2的直径为25mm；所述聚光透镜2的有效光通直径为23mm；由上述参数构成的光学系统，所述调焦透镜5的调焦距离L为75mm；并且，整个成像光路即灯珠1与调焦透镜5之间的距离为220mm。

综上所述，LED灯珠平均光束角、聚光透镜的顶点曲率半径、聚光透镜的圆锥系数、聚光透镜的有效光通直径、灯珠距离这几个参数的设定对光学系统的成像和光路的长度有至关重要的影响，以下为试验对比表格：

项目	试验例1	试验例2	试验例3	对比例1	对比例2
						平均光束角(50％)度	90	115	130	80	140
聚光透镜直径φ  (mm)	20	22	25	18	28
						聚光透镜光通直径  φ(mm)	18	20	23	16	25
顶点曲率半径R(mm)	7	8	10	5	11
						圆锥系数	-0.6	-0.5	-0.4	-0.3	1
灯珠距离(mm)	2	4	5	1	7
						光斑平均照度(lx)	1370	1570	1400	800	1000
成像特点	成像较清  晰，   成像镜片  最小	成像最清  晰，   成像镜片  较小	成像最较  清晰，  成像镜片  较小	光效太  低，无图  案盘位置	光路长，  光效低

Claims (7)

1.一种电脑摇头灯光学系统，所述光学系统一次包括灯珠、聚光透镜、图案片、第一成像透镜、调焦透镜、棱镜、第二成像透镜；其特征在于：所述聚光透镜为非球面透镜，灯珠与聚光透镜之间的距离范围在2～5mm。

2.根据权利要求1所述的一种电脑摇头灯光学系统，其特征在于：所述聚光透镜的顶点曲率半径为7～10mm，圆锥系数为-0.6～-0.4。

3.根据权利要求1所述的一种电脑摇头灯光学系统，其特征在于：所述聚光透镜的直径为20～25mm。

4.根据权利要求1所述的一种电脑摇头灯光学系统，其特征在于：所述聚光透镜的有效光通直径为18～23mm。

5.根据权利要求1所述的一种电脑摇头灯光学系统，其特征在于：所述灯珠50％的平均光束角为90°～130°。

6.根据权利要求1所述的一种电脑摇头灯光学系统，其特征在于：所述调焦透镜的调焦距离为65～75mm。

7.根据权利要求1所述的一种电脑摇头灯光学系统，其特征在于：所述灯珠与第二成像透镜之间的距离为190～220mm。