CN208687645U

CN208687645U - 一种舞台灯具的光学系统

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Publication number: CN208687645U
Application number: CN201821192846.XU
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2028-07-25

Abstract

本实用新型涉及一种舞台灯具的光学系统，包括沿主光轴依次设置的光源、图案组件、棱镜组件、光焦度为正的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜及光焦度为正的第四透镜，所述舞台灯具的光学系统满足以下条件：1.14≤L/f≤1.38；其中，L为光学系统的总长，f表示光学系统的组合焦距。本实用新型舞台灯具的光学系统在保证高效率、高成像质量的前提下，最大程度的降低产品的成本，减轻整个灯具的重量，最优化整机的平衡配重，实现最佳的效果。

Description

一种舞台灯具的光学系统

技术领域

本实用新型涉及灯具领域，更具体地涉及一种舞台灯具的光学系统。

背景技术

在舞台灯光领域中，舞台灯中使用数量最多、频率最高的灯具就是舞台光束灯，这是一种可以投射窄角度、中心光强大的舞台灯具，它具有明显的光束边缘，以达到使用灯光对舞台空间进行扰动或分割的作用，增强舞台灯光的立体感。随着舞台技术的发展，对舞台光束灯的功能及性能都提出了极高的要求，另一方面社会经济的发展，对舞台灯具的设计与制造的成本要求也越来越高。所以性能良好、价格合适、加工方便是舞台灯具今后市场推广的关键，也意味着高效率、低成本、重量轻、成像清晰是今后舞台灯具的发展方向。

现有的舞台灯具的光学系统多采用正、正、负或正、负、正三片式透镜依次顺序排布组合，将光线有效收集并以近似平行光出射，此类光学系统仅适合小功率类舞台灯具，所要求系统组合焦距较短的光束灯使用，而所用的正透镜的材料须用到BaK系钡冕玻璃或ZK系重冕玻璃，这种方案导致透镜的材料成本高，质量较大，正透镜面形较凸，造成加工工艺困难，加工的成品率低，且成像质量还不理想。

还有一类舞台灯具的光学系统采用正、负、正、正四片式透镜依次顺序组合，其中采用K系冕玻璃的第一正透镜和采用ZF系重火石的负透镜紧密接触或相互分离封装成一组作为整个光学系统的固定组镜头组件，而采用K系冕玻璃或ZK系重冕玻璃的第二正透镜及采用K系冕玻璃或ZK系重冕玻璃的第三正透镜相互分离封装成一组作为调焦组镜头组件。该系统所用的镜片口径相对较大，这就必然增加了镜片的材料及加工成本，而且这种方案材料成本高，质量大，整机配重不平衡，产品运动灵活性较差。

实用新型内容

有鉴于此，有必要针对以上两种方案存在的问题，本实用新型提出一种新的舞台灯具的光学系统。

为实现上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：

一种舞台灯具的光学系统，包括沿主光轴依次设置的光源、图案组件、棱镜组件、光焦度为正的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜及光焦度为正的第四透镜，所述舞台灯具的光学系统满足以下条件：

1.14≤L/f≤1.38；

其中，L为光学系统的总长，f表示光学系统的组合焦距。

优选的，所述的舞台灯具的光学系统的F数在1.1～1.3之间。

优选的，所述图案组件设置于所述光源的第二焦点附近±10mm内。

优选的，所述第一透镜为具有正光焦度的弯月型透镜，透镜的入射光线表面为凹面，透镜的出射光线表面为凸面；所述第二透镜为具有负光焦度的双凹型透镜，其光线入射侧的面型的曲率半径比光线出射侧的面型的曲率半径要小；所述第三透镜为具有正光焦度的双凸型透镜；所述第四透镜为具有正光焦度的平凸型透镜，其中光线入射侧为平面，光线出射侧为凸面，且光线出射侧的面型的曲率半径比光线入射侧的面型的曲率半径要小。

优选的，所述第一透镜为具有正光焦度的弯月型透镜，透镜的入射光线表面为凹面，透镜的出射光线表面为凸面；所述第二透镜为具有负光焦度的双凹型透镜，其光线入射侧的面型的曲率半径比光线出射侧的面型的曲率半径要小；所述第三透镜为具有正光焦度的双凸型透镜；所述第四透镜为具有正光焦度的双凸型透镜，其中光线入射侧为微凸，光线出射侧为较凸面，且光线出射侧的面型的曲率半径比光线入射侧的面型的曲率半径要小。

本实用新型舞台灯具的光学系统在保证高效率、高成像质量的前提下，最大程度的降低产品的成本，减轻整个灯具的重量，最优化整机的平衡配重，实现最佳的效果。

附图说明

图1是一种舞台灯具的光学系统的示意图。

图2是图1中光学系统的光学镜头组件的示意图。

其中：

1—光源；2—图案组件；3—棱镜组件；4—第一透镜；5—第二透镜；6—第三透镜；7—第四透镜；8—主光轴。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

一种舞台灯具的光学系统，包括沿主光轴8依次设置的光源1，图案组件2，棱镜组件3，光焦度为正的第一透镜4，光焦度为负的第二透镜5，光焦度为正的第三透镜6及光焦度为正的第四透镜7。其中，第一透镜4、第二透镜5、第三透镜6及第四透镜7组成光学镜头组件。

其中，所述图案组件2设置于所述光源1的第二焦点附近±10mm内；所述棱镜组件3可以沿垂直于主光轴8的方向移入或移出光路。

所述第一透镜4为具有正光焦度的弯月型透镜，透镜的入射光线表面为凹面，透镜的出射光线表面为凸面；

所述第二透镜5为具有负光焦度的双凹型透镜，其光线入射侧的面型的曲率半径比光线出射侧的面型的曲率半径要小；

所述第三透镜6为具有正光焦度的双凸型透镜；

所述第四透镜7为具有正光焦度的平凸型透镜或双凸型透镜，其中光线入射侧为平面或微凸，光线出射侧为凸面或较凸面，且光线出射侧的面型的曲率半径比光线入射侧的面型的曲率半径要小。

通过移动光学镜头组件可以实现调焦功能，其具体实施方式分为三种。第一种实施方式是所述第一透镜4可沿主光轴8的方向进行单独的移动实现灯具不同投射距离的调焦功能。第二种实施方式是所述第二透镜5和所述第三透镜6紧密接触或相互分离组合成镜头组，然后所述镜头组以沿主光轴8的方向进行移动实现灯具不同投射距离调焦的功能。第三种实施方式是所述第一透镜4与所述镜头组形成一个整体，以沿主光轴8的方向进行移动实现灯具不同投射距离的调焦功能。

上述的舞台灯具的光学系统中，第一透镜4、第二透镜5、第三透镜6、第四透镜7均为普通的球面透镜组成，透镜的面型不含非球面。

通过对上述各光学透镜从光源侧至整个光学系统的光线出射侧进行排列顺序，各个光学透镜的光焦度的分配，以及光学玻璃材质的选用等设计，使得整个光学系统的镜头结构形式、光焦度分配、光学玻璃的折射率和色散系统等参数与成像条件匹配，进而使光学镜头的球面、彗差、像散、场曲、倍率色差，以及位置色差得到了很好的校正，进而使整个光学系统达到较好的成像质量和尽量把光源出射的光线投射出去，实现了舞台灯具的高效性，光束锐利，穿透力强等效果。

因为在舞台灯具中整个光学系统需要通过机电控制系统实现灵活的运动，为提高灯具的灵活性，在设计光学系统过程中兼顾了整体的配重平衡，把光学系统中的尽量多的镜片放置于整个舞台灯具系统的中部，以提高灯具运动的灵活性。

优选地，所述舞台灯具光学系统，满足以下条件式：

1.14≤L/f≤1.38；

其中：L为光学系统的总长，f表示光学系统的组合焦距。

优选地，所述舞台灯具的光学系统的F数在1.1～1.3之间；

优选地，所述第一透镜满足以下条件式：

0.9≤D/BLF≤1.1；

其中D为第一透镜的通光口径，BLF为光学系统的后截距；

具体的，每个光学透镜的各项参数如下表所示：

其中，表中的R1为各个透镜光线入射侧(朝向光源侧)的表面曲率半径，R2为各个透镜光线出射侧的表面曲率半径，Tc为各个透镜的中心厚度，Nd为各个透镜的光学玻璃材质的折射率，Vd为各个透镜的光学玻璃材质的阿贝系数。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种舞台灯具的光学系统，其特征在于：包括沿主光轴依次设置的光源、图案组件、棱镜组件、光焦度为正的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜及光焦度为正的第四透镜，所述舞台灯具的光学系统满足以下条件：

1.14≤L/f≤1.38；

其中，L为光学系统的总长，f表示光学系统的组合焦距。

2.根据权利要求1所述的舞台灯具的光学系统，其特征在于：所述的舞台灯具的光学系统的F数在1.1～1.3之间。

3.根据权利要求1所述的舞台灯具的光学系统，其特征在于：所述图案组件设置于所述光源的第二焦点附近±10mm内。

4.根据权利要求1所述的舞台灯具的光学系统，其特征在于：所述第一透镜为具有正光焦度的弯月型透镜，透镜的入射光线表面为凹面，透镜的出射光线表面为凸面；所述第二透镜为具有负光焦度的双凹型透镜，其光线入射侧的面型的曲率半径比光线出射侧的面型的曲率半径要小；所述第三透镜为具有正光焦度的双凸型透镜；所述第四透镜为具有正光焦度的平凸型透镜，其中光线入射侧为平面，光线出射侧为凸面，且光线出射侧的面型的曲率半径比光线入射侧的面型的曲率半径要小。

5.根据权利要求1所述的舞台灯具的光学系统，其特征在于：所述第一透镜为具有正光焦度的弯月型透镜，透镜的入射光线表面为凹面，透镜的出射光线表面为凸面；所述第二透镜为具有负光焦度的双凹型透镜，其光线入射侧的面型的曲率半径比光线出射侧的面型的曲率半径要小；所述第三透镜为具有正光焦度的双凸型透镜；所述第四透镜为具有正光焦度的双凸型透镜，其中光线入射侧为微凸，光线出射侧为较凸面，且光线出射侧的面型的曲率半径比光线入射侧的面型的曲率半径要小。