CN211509384U - 照明装置及照明系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种照明装置以及照明系统，照明装置包括光源、第一透镜组、第二透镜组以及滤光片组，光源用于发射光线，第一透镜组接收并透过光线。第二透镜组包括聚光镜和场镜，聚光镜位于第一透镜组和场镜，滤光片组包括第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片设置于聚光镜与场镜之间，第二滤光片设置于场镜与第二透镜组的焦平面之间。通过在场镜与焦平面之间设置第二滤光片，可以减小光源照射区域中心与边缘在滤光片上的角度差异，并消除光源组照射区域中心与边缘的颜色差异。照明系统包括上述的照明装置以及用于控制所述照明装置的控制单元，更好的控制照明装置的工作。

Description

照明装置及照明系统

技术领域

本申请涉及光学设备领域，具体涉及一种照明装置及照明系统。

背景技术

现有技术中，舞台通常会使用各式各样的聚光灯，聚光灯发射出多种颜色的彩色光，并将多种颜色的光配合，达到各种表演以及活动的需要，但是现有的舞台灯对于照射范围内不同区域的光线不均匀。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种照明装置和照明系统，以使得照明装置照射范围内的光线更加均匀。

第一方面，本申请实施例提供了一种照明装置，包括光源、第一透镜组、第二透镜组以及滤光片组，光源用于发射光线，第一透镜组接收并透过光线。第二透镜组包括聚光镜和场镜，聚光镜位于第一透镜组和场镜，滤光片组包括第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片设置于聚光镜与场镜之间，第二滤光片设置于场镜与第二透镜组的焦平面之间。

在一些实施方式中，滤光片组包括至少一片品红色滤光片、至少一片品红色滤光片、至少一片青色滤光片以及至少一片降色温片；第一滤光片选自黄色滤光片、品红色滤光片、青色滤光片以及降色温片中的一种或多种的组合，第二滤光片选自黄色滤光片、品红色滤光片、青色滤光片以及降色温片中的一种或多种的组合在一些实施方式中。

在一些实施方式中，第二滤光片至少包括品红色滤光片。

在一些实施方式中，黄色滤光片、品红色滤光片、青色滤光片以及降色温片中的任意一者包括基板和滤光膜，滤光膜包括层叠的第一区域和第二区域，第二区域覆于基板表面，第一区域覆于第二区域的表面，第二区域具有均匀的厚度，第一区域具有非均匀的厚度，第一区域朝向光线的入射方向。

在一些实施方式中，第二区域的厚度大于或等于第一区域的最大厚度。

第一透镜组包括：准直透镜和复眼透镜组，准直透镜接收并透过光源发射的光线，光源包括多个光源单元，准直透镜包括多个准直透镜单元，每个光源单元与一个准直透镜单元一一对应设置；复眼透镜组接收并透过准直透镜出射的光线。

在一些实施方式中，复眼透镜组包括第一复眼透镜与第二复眼透镜，第一复眼透镜与第二复眼透镜间隔设置且互为镜像。

在一些实施方式中，第二复眼透镜位于第一复眼透镜的焦点处。

在一些实施方式中，聚光透镜与所述场镜均为凸透镜。

第二方面，本申请实施例提供了一种照明系统，包括上述的照明装置以及用于控制所述照明装置的控制单元。

本申请提供的照明装置，通过在场镜与焦平面之间设置第二滤光片，可以减小光源照射区域中心与边缘在滤光片上的角度差异，并消除光源组照射区域中心与边缘的颜色差异。

本申请提供的照明系统，通过应用上述照明装置，并通过控制单元控制照明装置，该照明系统照射出的光线更加的均匀，消除中心照射区域与边缘照射区域的色差。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例中示出的一种照明装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种照明装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的照明装置的原理图；

图4是本实施例中示出的一种中心视场与边缘视场角分布图；

图5是图2示出的照明装置的的中心视场与边缘视场角分布图；

图6是本申请实施例提供的一种滤光片的局部剖面结构图；

图7是本申请实施例提供的另一种实施方式下照明装置的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种实施方式下照明装置的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种照明系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

图1示出了一种照明装置的结构示意图，其中光源50发射光线，光线透过透镜组60后照射到透镜70，光线透过透镜70后经过滤光片80，光线汇聚并在焦平面200上形成图案。其中，照射到中心视场b的光线在透过滤光片80时的角度相对较小，而照射到边缘视场a及c的光线在照射到滤光片80时的角度相对较大。而滤光片80具有如下特性，不同入射角度的光线的截止波长会漂移，角度越大，向短波方向漂移；角度越小，向长波方向漂移。因此会导致照射区域画面的中心到边缘的颜色产生渐进的变化，使得颜色不均匀。

为了减小甚至消除照明装置照射范围内的中心处与边缘处颜色的差异。发明人提出了本申请实施例中的照明装置以及一种照明系统。下面将结合附图具体描述本申请的各实施例。

参阅图2，本实施例提供的一种照明装置10，包括光源100、第一透镜组 110、第二透镜组120以及滤光片组130。

光源100用于发射光线，在一些实施方式中，光源100包括多个光源单元 1002，多个光源单元1002可以并排设置并朝向同一方向出射光线。增强光源100 发射的光线在同一方向的光的强度。在一些实施方式中，光源100可以为发光二极管，发光二极管具有光效率高、光线质量好、能耗小、寿命长、体积小等优点，可以理解的是，光源100也可以为其他类型的光源，例如超高压汞光源、气体放电灯以及白炽灯等。

第一透镜组110接收并透过光源发射的光线，在一些实施方式中，第一透镜组110包括准直透镜112、复眼透镜组114，准直透镜112接收并透过光源100 发射的光线，准直透镜112用于使接收到的光源100发射的光线准直为平行光线。在一些实施方式中，准直透镜112包括多个准直透镜单元1122，每个光源单元1002可以与一个准直透镜单元1122对应设置，这样可以最大程度的对光源100发射的光线进行准直，进而对每一束光线都进行准直，最大程度的保证光源单元1002发出的光线都能透过准直透镜112，提高光线的准直度。复眼透镜组114接收并透过准直透镜112出射的光线，在一些实施方式中，复眼透镜组114包括第一复眼透镜1142与第二复眼透镜1144，第一复眼透镜1142与第二复眼透镜1144间隔设置且互为镜像，由于第一复眼透镜1142将整个宽光束分为多个细光束照明，第二复眼透镜1144可以对第一复眼透镜1142的光线进行补偿，从而使整个第二复眼透镜1144透射出的光线更加均匀。

在一些实施方式中，第二复眼透镜1144位于第一复眼透镜1142的焦点处，可以使得第一复眼透镜1142的每一个小透镜透过的光线聚焦在对应的第二复眼透镜1144的小透镜中心处，可以减少光的能量的损失，获得较高的光能利用率。当然，可以理解的是，第一透镜组110中还可以包括其他的各类透镜，同时准直透镜112与复眼透镜组114还可以进行各种排列组合，本申请均不做限定。

第二透镜组120包括聚光镜122和场镜124，聚光镜122位于第一透镜组 110和场镜124之间，其中聚光镜122位于第一透镜组110和场镜124之间是指聚光镜122接收第一透镜组110透过的光线，经聚光镜122透过之后，再透过场镜124，在一些实施方式中，聚光镜122与场镜124均为凸透镜，凸透镜可以将光线朝向聚光镜122与场镜124的光轴偏折，通过设置聚光镜122与场镜124，可以使得光线照射到滤光片组130上更为聚焦，并减小光斑的横截面积，可以理解的是，凸透镜可以为双凸透镜、平凸透镜和凹凸透镜。

请再次参阅图2，滤光片组130包括第一滤光片132和第二滤光片134，第一滤光片132设置于聚光镜122与场镜124之间。通过设置聚光镜122以及场镜124，可以减小一个聚光镜122的光焦度，聚光镜122对光线进行一次折射后，光线进入第一滤光片132内，相对于第一滤光片132的入射角发生变化，此时，中心视场b的光线的入射角与边缘视场a和c的光线的入射角的差值减小，中心视场b与边缘视场a和c的光线更加均匀。进一步的，第二滤光片134设置于场镜124与第二透镜组120的焦平面200之间，请一并参阅图2和图3，进一步的减小透过场镜124的光线在照射到第二滤光片134上的角度差，其中角度差指的是，投射到中心视场b的光线在射入第二滤光片134时的入射角α与投射到边缘视场a和c的光线在射入第二滤光片134时的入射角β之间的差值，基于第二滤光片134不同入射角度的截止波长会漂移，角度越大，向短波漂移；角度越小，向长波漂移的特性，当角度差减小时，透过第二滤光片134的波长漂移相对越小，从而减小在透出第二滤光片134并照射到焦平面200时，焦平面200的中心视场b与边缘视场a和c颜色的不均匀性。

再次参阅图2，在一些实施方式中，滤光片组130包括至少一片品红色滤光片1304、至少一片黄色滤光片1302、至少一片青色滤光片1306以及至少一片降色温片1308。其中，第一滤光片132选自品红色滤光片1304、黄色滤光片1302、青色滤光片1306以及降色温片1308中的一种或多种的组合，第二滤光片134 选自品红色滤光片1304、黄色滤光片1302、青色滤光片1306以及降色温片1308 中的一种或多种的组合。其中，黄色滤光片1302指的是镀有反蓝光波段的高通光学膜，品红色滤光片1304指的是镀有反绿光波段的带通光学膜，青色滤光片 1306指的是镀有反红光波段的低通光学膜，降色温片1308用于降低色温，使光源能量集中，具有聚光的作用，并能够加大光照强度。

由于滤光片组130的特性是不同入射角度的截止波长会漂移，角度越大，向短波漂移；角度越小，向长波漂移，导致颜色分布不均匀。品红色滤光片1304 这种带通滤光片由于有双截止波长，颜色不均匀性会更明显，因此，在一些实施方式中，第二滤光片134至少包括品红色滤光片1304。通过对比品红色滤光片1304在不同位置时获得的照明装置10的视场分布图，如图4和图5所示，其中图4示出了当品红色滤光片1304、黄色滤光片1302、青色滤光片1306以及降色温片1308作为第一滤光片132，而第二滤光片134不包括品红色滤光片1304、黄色滤光片1302、青色滤光片1306以及降色温片1308时的视场分布图，进一步的，中心视场b的光线对品红色滤光片1304的入射角最大值大致为19°到23°，平均值大致为9°到11°，边缘视场a和c的光线对品红色滤光片1304 的入射角最大值大致为28°到32°，平均值大致为12°到15°，两入射角的差值的最大值大致为8°到10°，两入射角的差值的平均值大致为2°到4°。

图5示出了仅当品红色滤光片1304作为第二滤光片134，黄色滤光片1302、青色滤光片1306以及降色温片1308同时作为第一滤光片132时的视场分布图，进一步的，中心视场b的光线对品红色滤光片1034的入射角最大值大致为17°到19°，平均值大致为8°到10°，边缘视场a和c的光线对品红色滤光片1304 的入射角最大值大致为20°到23°，平均值大致为8°到10°，两入射角的差值的最大值大致为2°到4°，两入射角的差值的平均值大致为0.3°到2°。

可以理解的是，品红色滤光片1304设置于第二滤光片132位置处时，中心视场b和边缘视场a和c的入射角差值小于品红色滤光片1304设置于第一滤光片134位置处时，中心视场b和边缘视场a和c的入射角差值。

其中，图4和图5中的零点为中心视场b的中心，横坐标为光线相对于中心视场b的漂移距离，纵坐标为光线照射到第二滤光片134上的角度，图中310 代表品红色滤光片1304位于第一滤光片132时的中心视场b的角度分布曲线， 320代表品红色滤光片1304位于第一滤光片132时的边缘视场a和c的角度分布曲线，330代表品红色滤光片1304位于第二滤光片134时的中心视场b的角度分布曲线，340代表品红色滤光片1304位于第二滤光片134时的边缘视场a 和c的角度分布曲线，经过对比可以看出，品红色滤光片1304作为第二滤光片 134时，可以进一步减小中心视场b和边缘视场a和c在绿色滤光片1304上的角度差异，从而减小颜色的不均匀性，能够实现画面颜色均匀，并且能够降低光路中的出射光经过第二滤光片134时的反射，提高照明装置的可靠性和稳定性。

进一步的，在一些实施方式中，滤光片组130可以仅包括一片黄色滤光片 1302、一片品红色滤光片1304、一片青色滤光片1306以及一片降色温片1308，此时已经能够保证光线的强度与亮度。可以节约成本且防止光照强度过低。应当理解，在其他的一些实施方式中，可以设置至少一片黄色滤光片1302、至少一片品红色滤光片1304、至少一片青色滤光片1306以及至少一片降色温片1308。

参阅图6，在一些实施方式中，品红色滤光片1304、黄色滤光片1302、青色滤光片1306以及降色温片1308中的任意一者可以包括基板160和滤光膜170，所述滤光膜170包括层叠的第一区域172和第二区域174，第二区域174覆于基板160表面，第一区域172覆于第二区域174的表面，即第二区域174位于第一区域172以及基板160之间。第二区域174具有均匀的厚度，第一区域172 具有非均匀的厚度，其中均匀的厚度是指第二区域174在各处的厚度相同，非均匀的厚度是指第一区域172在各处的厚度值并不完全相同。第一区域172朝向光线的入射方向，即在设置时，光线首先入射第一区域172，然后从第一区域 172进入第二区域174。

由于第一区域172的厚度不均匀，相当于在第一区域172形成了凹凸结构，当光线进入第一区域172时，光线中各种不同颜色的光投射出去后呈现为深浅程度不同的颜色，使得光线更为平缓，缓和变色的梯度。当光线从第一区域172 进入到第二区域174时，由于第二区域174的厚度均匀，从第二区域投射出的颜色深度得到保持。

在一些实施方式中，第二区域174的厚度大于或等于第一区域172的最大厚度，由于第一区域172的厚度小于第二区域174的厚度，光线在第一区域172 内的变换梯度不会太大，因此在光线在第一区域172传播时，光线变色进一步平缓，而从第一区域172区域射出的光线与其他光线混合时，缓和变色梯度，使得色彩的变化对于人的肉眼感官而言，是均匀的，不会出现剧烈的颜色不均匀性。

在一些实施方式中，参阅图7，第一滤光片132可以包括黄色滤光片1302 和降色温片1308，第二滤光片134可以包括品红色滤光片1304和青色滤光片 1306。当第二滤光片134包括品红色滤光片1304和青色滤光片1306时，光线透过场镜124会朝向光轴方向发生一次偏折，由于边缘视场a和c的光线射入场镜124的入射角A大于中心视场b的光线射入场镜124的入射角B，由折射率相同这一特点，入射角A的偏折角度大于入射角B的偏折角度，导致边缘视场a 和c的光线射入第二滤光片134的入射角C的改变程度大于中心视场b的光线射入第二滤光片134的入射角D的改变程度，从而减小中心视场b的光线与边缘视场a和c的光线照射到第二滤光片134上的角度差，因此可以减小品红色滤光片1304和青色滤光片1306上光线的漂移，使得照明装置10的光照均匀。

在一些实施方式中，参阅图8，第一滤光片132可以包括青色滤光片1306 和降色温片1308，第二滤光片134可以包括品红色滤光片1304和黄色滤光片 1302。当第二滤光片134包括品红色滤光片1304和黄色滤光片1302时，光线透过场镜124会朝向光轴方向发生一次偏折，由于边缘视场a和c的光线射入场镜124的入射角E大于中心视场b的光线射入场镜124的入射角F，由折射率相同这一特点，入射角E的偏折角度大于入射角F的偏折角度，导致边缘视场a 和c的光线射入第二滤光片134的入射角G的改变程度大于中心视场b的光线射入第二滤光片134的入射角H的改变程度，从而减小中心视场b的光线与边缘视场a和c的光线照射到第二滤光片134上的角度差，因此可以减小品红色滤光片1304和黄色滤光片1302上光线的漂移，使得照明装置10的光照均匀。

本实施例提供的照明装置10可以在照射过程中，光源100发射的光线照射到准直透镜112并将光线准直，准直后的光线照射到复眼透镜组114上，射入复眼透镜组114的光线通过第一复眼透镜1142和第二复眼透镜1144的整合，可以提高光线均匀性和照明亮度，在透过复眼透镜组114的光线照射到聚光镜 122上，聚光镜122为凸透镜，可以使光线沿聚光镜122的中心轴线方向偏折，通过偏折后的光线透过第一滤光片132，通过设置第一滤光片132的设置，中心视场的光线经过第一滤光片132的角度与边缘视场经过第一滤光片132的角度差会减小，从第一滤光片132透出的光线照射到场镜124上，场镜124为凸透镜，进一步的使光线偏折，场镜124透出的光线照射到第二滤光片134上，由于场镜124的偏折，可以减小中心和边缘在第二滤光片134上的角度差异，从而消除中心区域和边缘区域的颜色差异，从第二滤光片134透出的光线最终汇聚到焦平面200上并形成图案。

请一并参阅图2和图9，本实施例还提供一种照明系统，包括多个上述的照明装置10以及用于控制照明装置的控制单元20，控制单元20与每个照明装置 10电连接并可以控制每个照明装置中的光源100的开启或关闭，控制单元20包括但不限于是CPU、移动终端以及电脑等，通过控制单元20可以控制每个照明装置10中的光源，实现可以更加方便的控制照明系统并提升照明系统的稳定性与可靠性。

仅作为一种示例，上述的照明系统可以用作聚光灯、或者其他的照明灯。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：

光源，所述光源用于发射光线；

第一透镜组，所述第一透镜组接收并透过所述光线；

第二透镜组，所述第二透镜组包括聚光镜和场镜，所述聚光镜位于所述第一透镜组和所述场镜之间；以及

滤光片组，所述滤光片组包括第一滤光片和第二滤光片，所述第一滤光片设置于所述聚光镜与所述场镜之间，所述第二滤光片设置于所述场镜与所述第二透镜组的焦平面之间。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述滤光片组包括至少一片黄色滤光片、至少一片品红色滤光片、至少一片青色滤光片以及至少一片降色温片；所述第一滤光片选自所述黄色滤光片、所述品红色滤光片、所述青色滤光片以及所述降色温片中的一种或多种的组合，所述第二滤光片选自所述黄色滤光片、所述品红色滤光片、所述青色滤光片以及所述降色温片中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述第二滤光片至少包括所述品红色滤光片。

4.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述黄色滤光片、所述品红色滤光片、所述青色滤光片以及所述降色温片中的任意一者包括基板和滤光膜，所述滤光膜包括层叠的第一区域和第二区域，所述第二区域覆于所述基板表面，所述第一区域覆于所述第二区域的表面，所述第二区域具有均匀的厚度，所述第一区域具有非均匀的厚度，所述第一区域朝向光线的入射方向。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述第二区域的厚度大于或等于所述第一区域的最大厚度。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一透镜组包括：

准直透镜，所述准直透镜接收并透过所述光源发射的光线，所述光源包括多个光源单元，所述准直透镜包括多个准直透镜单元，每个所述光源单元与所述准直透镜单元一一对应设置；

复眼透镜组，所述复眼透镜组接收并透过所述准直透镜出射的所述光线。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述复眼透镜组包括第一复眼透镜与第二复眼透镜，所述第一复眼透镜与所述第二复眼透镜间隔设置且互为镜像。

8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述第二复眼透镜位于所述第一复眼透镜的焦点处。

9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述聚光镜与所述场镜均为凸透镜。

10.一种照明系统，其特征在于，包括多个权利要求1-9任一项所述的照明装置以及用于控制所述照明装置的控制单元。

Images