CN111174180A - 一种大动态范围光束转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种大动态范围光束转向装置，其包依次同轴设置的鱼眼透镜、准直透镜组、光源，以及二维步进平台和步进平台驱动；光源固定在二维步进平台上，二维步进平台可在步进平台驱动的控制下带着光源移动位置；光源的移动坐标对应于鱼眼透镜的不同的曲线位置，对应不同方向的出射光束；准直透镜组用于对光源发出的光束进行准直后使其入射到鱼眼透镜的曲面区域；鱼眼透镜接收打在不同位置曲面上的光束，并将光束偏转至鱼眼镜头视场角内的任一方向。该光束转向装置实现照明区域选择性可调，且由于光束转向是通过光源步进平台的小范围平移产生，大幅度缩减光束转向***外部机械转动所需空间，避免运行过程中因转动等机械因素造成的使用困扰。

Description

一种大动态范围光束转向装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，特别涉及一种大动态范围光束转向装置。
背景技术
很多照明装置，如追光灯等，直接由人员实际操控，然而，由于此类灯光的使用场景多为剧院、演播室、舞台等，可利用空间(包括工作人员走动)有限，所以灯光的安放位置及缩小灯光占据空间成为难以解决的问题。
在本技术领域已有的是具有控制装置的光束照明装置，该装置对需要照亮的位置进行识别并自动调整光束的出射方向，以便照亮现场的演员。所述照明控制装置不需要工作人员实际进行操作并且可以进行悬挂以缩减空间，然而此种照明设备并不是非常有效，比如光束转向动态范围受限且不能有效的追踪需要照明的区域。
发明内容
本发明的目的是针对已有的光束转向控制装置调控范围较小，控制装置需要较大空间等问题，提供一种大动态范围光束转向装置。
本发明的目的通过如下的技术方案来实现：
一种大动态范围光束转向装置，该装置包括依次同轴设置的鱼眼透镜、电动光阑、光源以及二维步进平台和步进平台驱动；
所述的光源固定在所述的二维步进平台上，所述的二维步进平台可在所述的步进平台驱动的控制下带着所述的光源移动位置；所述的光源的移动坐标对应于所述的鱼眼透镜的不同的曲线位置，对应不同方向的出射光束；
所述的鱼眼透镜接收打在不同位置曲面上的光束，并将光束偏转至鱼眼透镜FOV以内的任一方向。
进一步地，所述的光束转向装置还包括设置在所述的光源与所述的鱼眼透镜间的光阑，所述的光阑与所述的鱼眼透镜、准直透镜组、光源也同轴设置。
进一步地，所述的光阑为通光孔径可调的电动光阑。
进一步地，所述的光源为氙灯或卤钨灯光源。
进一步地，所述的步进平台驱动为计算机驱动，所述的计算机驱动用于对所述的二维步进平台的平移路径、在某一坐标停留的时间、光源的开关进行控制，实现自动追光。
进一步地，所述的步进平台驱动为手柄驱动，用于对所述的二维步进平台的坐标进行连续调节，对灯光的开关进行实时控制。
本发明的有益效果如下：
本发明的光束转向装置能够实现光束的大范围转向，实现了照明区域的选择性可调，并且由于光束转向是通过二维步进平台的小范围平移产生，大幅度缩减了传统光束转向***外部机械转动所需要的空间，避免了运行过程中因转动等机械因素造成的使用困扰。
附图说明
图1为本发明的大动态范围光束转向装置简图。
图2为本发明的光束转向***中二维步进平台、鱼眼透镜与照明区域的对应示意图。
图3为本发明的带光斑尺寸控制的大动态范围光束转向装置结构简图。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的大动态范围光束转向装置包括：
鱼眼透镜组1，该鱼眼透镜组可使得光束在鱼眼镜头FOV以内的范围内全覆盖，透镜不同的曲面区域对应着光束不同的转向角度。
光源2，本实施例中所述光源为氙灯光源，氙灯光源具有发光效率高、光色好等优势，将氙灯产生的聚焦成具有一定锥角的光束打到鱼眼透镜组，此处所指锥角适配透镜组的入射角要求。鱼眼透镜组1、光源2同轴设置。
二维步进平台3，光源2固定在该二维步进平台3上，二维步进平台3可在步进平台驱动的远程控制下产生位移，从而使得光源2产生的带有一定锥角的光束以不同的位置进入鱼眼透镜组1。光源2的坐标对应于鱼眼透镜1的不同的曲面位置，对应于不同方向的出射光束，如图1所示。
步进平台驱动，该步进平驱动既可以为计算机驱动4，也可以为手柄驱动5。计算机驱动4可以远程对二维步进平台的平移路径、在某一坐标停留的时间、光源的开关进行编程，从而实现自动追光，主要应用于舞台灯光设计。所述手柄驱动5可以远程对步进平台的坐标进行连续调节，对灯光的开关进行实时控制，用于人员远程实时对光束方向进行控制。
本发明的一个实施例，如图2所示，使用支撑结构6将鱼眼透镜组1、光源2、步进平台封装成完整装置，悬挂于使用场景正上方并对使用场景需要照明的区域进行划分得到所有照明区域的坐标；开启大动态范围光束转向装置使用计算机步进平台驱动对二维步进平台进行控制，对使用场景需要照明的区域进行全扫描，并记录不同坐标的照明区域被照亮时所对应的二维步进平台坐标；对获得的一组照明区域坐标和二维步进平台坐标进行程序转换，在使用时只须直接输入使用区域坐标及可将光束转向至需照明区域；此外，计算机步进平台驱动程序提供照明路径、照明时间编程，对于舞台追光场景，可提前使用步进平台驱动程序对舞台需追光路径、需追光时间进行编程，此方式可实现舞台追光等的全自动化。
本发明的另一个实施例，如图3所示，在光源2、鱼眼透镜组1之间设置电动光阑，该电动光阑与光源2、鱼眼透镜组1同轴，通过调节电动光阑8的通光孔径，可调节出射光束的光束直径，从而对照明光束的直径进行控制，所述电动光阑的驱动集成于计算机程序和手柄，可使用计算机对电动光阑的通光口径进行编程，对某时刻光束的直径予以设计，实现光束直径的全自动控制；此外，亦可使用计算机和手柄对光束的直径进行实时控制。本发明的大动态范围光束转向装置设置电动光阑，不仅可以实现远程控制光束的传播方向，还可以通过电动光阑实时快速的控制光束的直径。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大动态范围光束转向装置，其特征在于，该装置包括依次同轴设置的鱼眼透镜、光源，以及二维步进平台和步进平台驱动；
所述的光源固定在所述的二维步进平台上，所述的二维步进平台可在所述的步进平台驱动的控制下带着所述的光源移动位置；所述的光源的移动坐标对应于所述的鱼眼透镜的不同的曲线位置，对应不同方向的出射光束。
所述的鱼眼透镜接收打在不同位置曲面上的光束，并将光束偏转至鱼眼透镜FOV以内的任一方向。
2.根据权利要求1所述的大动态范围光束转向装置，其特征在于，所述的光束转向装置还包括设置在所述的光源与所述的准直透镜组之间的光阑，所述的光阑与所述的鱼眼透镜、光源也同轴设置。
3.根据权利要求2所述的大动态范围光束转向装置，其特征在于，所述的光阑为通光孔径可调的电动光阑。
4.根据权利要求1所述的大动态范围光束转向装置，其特征在于，所述的光源为氙灯或卤钨灯光源。
5.根据权利要求1所述的大动态范围光束转向装置，其特征在于，所述的步进平台驱动为计算机驱动，所述的计算机驱动用于对所述的二维步进平台的平移路径、在某一坐标停留的时间、光源的开关进行控制，实现自动追光。
6.根据权利要求1所述的大动态范围光束转向装置，其特征在于，所述的步进平台驱动为手柄驱动，用于对所述的二维步进平台的坐标进行连续调节，对灯光的开关及追光进行实时控制。
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杨永亮等: "鱼眼镜头中透镜加工工艺的改进", 《激光与光电子学进展》 *

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CN111174180B (zh) 2022-04-26

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