濾光片及利用此濾光片的cmy混色組件及其光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及濾光片及利用此濾光片的CMY混色組件及其光學(xué)系統(tǒng)，所述濾光片包括基片及鍍設(shè)于基片上的濾光膜，濾光膜包括均勻區(qū)域及混色區(qū)域，均勻區(qū)域上的濾光膜厚度均勻，混色區(qū)域上的濾光膜厚度不均勻，均勻區(qū)域上濾光膜的厚度大于或等于混色區(qū)域上濾光膜的厚度，混色區(qū)域中心區(qū)域的濾光膜的厚度比兩翼區(qū)域的濾光膜的厚度大，所述混色區(qū)域設(shè)置在濾光片上首先接入光路的一側(cè)。
【專利說明】濾光片及利用此濾光片的CMY混色組件及其光學(xué)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及舞臺燈光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種濾光片及利用此濾光片的CMY混色組件及其光學(xué)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在舞臺燈光領(lǐng)域中，通常需要運用舞臺燈光設(shè)備(如照明燈具等)和技術(shù)手段，以光色及其變化顯示環(huán)境、渲染氣氛、突出中心人物，創(chuàng)造舞臺空間感、時間感，塑造舞臺演出的外部形象，并提供必要的燈光效果，為了塑造色彩渲染效果，一般使用染色燈來實現(xiàn)。
[0003]目前，染色燈一般使用RGB原理進(jìn)行混色,或利用CMY混色系統(tǒng)混合處理而成。然而，利用CMY混色，目前的CMY混色的染色燈的顏色轉(zhuǎn)換均不能產(chǎn)生均勻漸變效果，當(dāng)由一種顏色轉(zhuǎn)換至另一種顏色時，色彩的過度是突變的，而且圖案的色彩也不夠均勻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種顏色變換更為均勻的濾光片及利用此濾光片的CMY混色組件及其光學(xué)系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種濾光片，包括基片及鍍設(shè)于基片上的濾光膜，其中，濾光膜包括均勻區(qū)域及混色區(qū)域，均勻區(qū)域上的濾光膜厚度均勻，混色區(qū)域上的濾光膜厚度不均勻，均勻區(qū)域上濾光膜的厚度大于或等于混色區(qū)域上濾光膜的厚度，混色區(qū)域中心區(qū)域的濾光膜的厚度比兩翼區(qū)域的濾光膜的厚度大，所述混色區(qū)域設(shè)置在濾光片上首先接入光路的一側(cè)。
[0006]本方案中，將濾光膜設(shè)計為均勻區(qū)域及混色區(qū)域，光束首先進(jìn)入混色區(qū)域，由于混色區(qū)域濾光膜的厚度部分或全部比均勻區(qū)域的厚度小，故能使光束變色時，其變換更為平緩，而從混色區(qū)域射出的光束與其他光線混合時，更是緩和了變色的梯度，從人的肉眼來看，其色彩的變換是呈現(xiàn)均勻的變化，隨著進(jìn)入濾光片的光束逐漸變多，顏色也逐漸變化，直至由混色區(qū)域跨度到均勻區(qū)域，此時顏色已逐漸變深至最終完成混色。
[0007]作為本發(fā)明的第一種改進(jìn)方案，所述混色區(qū)域上的濾光膜呈現(xiàn)為半弧形梳齒狀圖樣，其中間部位區(qū)域A厚度較大，兩側(cè)區(qū)域B厚度較小。
[0008]作為本發(fā)明的第二種改進(jìn)方案，所述混色區(qū)域沿先后接入光路的方向上依次設(shè)置第一圖樣區(qū)域C、第二圖樣區(qū)域D、第三圖樣區(qū)域E以及設(shè)置在混色區(qū)域中間部位的中間圖樣區(qū)域F，第一圖樣區(qū)域C采用的是弧形梳齒狀圖樣，第三圖樣區(qū)域E采用的是弧形霧化膜，第二圖樣區(qū)域D設(shè)置在第一圖樣區(qū)域C與第三圖樣區(qū)域E之間；其中，第一圖樣區(qū)域C的鍍膜厚度比第二圖樣區(qū)域D的鍍膜厚度大；中間圖樣區(qū)域F由與均勻區(qū)域相同厚度濾光膜的第一部分以及設(shè)置在接近光路一側(cè)的梳齒狀圖樣構(gòu)成。
[0009]本發(fā)明還提供一種CMY混色組件，包括青色濾光片、品紅色濾光片和黃色濾光片，所述各濾光片為上述的濾光片。
[0010]本方案中，將各個濾光片設(shè)計為包括混色區(qū)域與均勻區(qū)域，使得單個濾光片或兩兩濾光片或三個濾光片進(jìn)行混色時，顏色的變換變得更為均勻。
[0011]另外，本發(fā)明還一種帶有所述CMY混色組件的光學(xué)系統(tǒng)，包括沿光路依次設(shè)置的光源裝置、所述CMY混色組件及效果組件，所述CMY混色組件中的各濾光片依次由上而下按層次錯開設(shè)置，CMY混色組件還包括與各濾光片相對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)，各濾光片分別與對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接；光源裝置發(fā)出光線，CMY混色組件根據(jù)出光顏色要求，控制對應(yīng)濾光片接入光路，光束形成對應(yīng)顏色后進(jìn)入效果組件后出射。
[0012]所述光源裝置為LED模組光源；所述LED模組光源包括沿光路依次設(shè)置的LED陣列、透鏡陣列、光學(xué)積分元件和聚焦透鏡，其中，LED陣列封裝在散熱基板上，透鏡陣列上的各透鏡分別與LED陣列上的各LED —一對應(yīng)設(shè)置，所述透鏡陣列用于將LED陣列上各LED發(fā)出的光匯聚合成一束合光，光學(xué)積分元件對光束進(jìn)行初步均勻處理。所述光學(xué)積分元件為微透鏡陣列；所述LED陣列為白光LED陣列。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明通過將濾光片設(shè)計為包括混色區(qū)域與均勻區(qū)域，使得濾光片進(jìn)行混色時，顏色的變換變得更為均勻。另外，本發(fā)明采用CMY混色組件結(jié)合LED光源裝置的結(jié)構(gòu)，相對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可大大提聞顏色效率及売度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明濾光片的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明濾光片的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1及圖2所示，一種濾光片，包括基片及鍍設(shè)于基片上的濾光膜，其中，濾光膜包括均勻區(qū)域及混色區(qū)域，均勻區(qū)域上的濾光膜厚度均勻，混色區(qū)域上的濾光膜厚度不均勻，均勻區(qū)域上濾光膜的厚度大于或等于混色區(qū)域上濾光膜的厚度，混色區(qū)域中心區(qū)域的濾光膜的厚度比兩翼區(qū)域的濾光膜的厚度大，所述混色區(qū)域設(shè)置在濾光片上首先接入光路的一側(cè)。
[0021]其中，均勻區(qū)域上濾光膜的鍍膜厚度均勻，以使得經(jīng)過該區(qū)域的光束的顏色投射出去后呈現(xiàn)為相同深度的顏色；所述混色區(qū)域上濾光膜的鍍膜厚度不均勻，以形成不同的圖樣(圖案)，使得經(jīng)過該區(qū)域的光束的顏色投射出去后呈現(xiàn)為深淺程度不同的顏色。而由于混色區(qū)域濾光膜的厚度部分或全部比均勻區(qū)域的厚度小，故能使光束變色時，其變換更為平緩，而從混色區(qū)域射出的光束與其他光線混合時，更是緩和了變色的梯度，從人的肉眼來看，其色彩的變換是呈現(xiàn)均勻的變化。
[0022]如圖1所示，為本發(fā)明濾光片的第一種結(jié)構(gòu)示意圖，所述混色區(qū)域上的濾光膜呈現(xiàn)為半弧形梳齒狀圖樣，其中間部位區(qū)域A厚度較大，兩側(cè)區(qū)域B厚度較小。
[0023]如圖2所示，為本發(fā)明濾光片的第二種結(jié)構(gòu)示意圖，所述混色區(qū)域沿先后接入光路的方向上依次設(shè)置第一圖樣區(qū)域C、第二圖樣區(qū)域D、第三圖樣區(qū)域E以及設(shè)置在混色區(qū)域中間部位的中間圖樣區(qū)域F，第一圖樣區(qū)域C采用的是弧形梳齒狀圖樣，第三圖樣區(qū)域E采用的是弧形霧化膜，第二圖樣區(qū)域D設(shè)置在第一圖樣區(qū)域C與第三圖樣區(qū)域E之間；其中，第一圖樣區(qū)域C的鍍膜厚度比第二圖樣區(qū)域D的鍍膜厚度大沖間圖樣區(qū)域F由與均勻區(qū)域相同厚度濾光膜的第一部分以及設(shè)置在接近光路一側(cè)的梳齒狀圖樣構(gòu)成。
[0024]對于各濾光片具體加工方式為:先在濾光片上根據(jù)波段的不同鍍上一定厚度的濾光膜膜層，再根據(jù)需要在一定區(qū)域范圍內(nèi)畫出需要的圖樣形狀，然后通過激光沿著圖樣形狀的輪廓進(jìn)行打點處理，以使得不同輪廓上的各點的膜層厚度根據(jù)需要利用激光雕刻出不同的厚度，以形成鍍膜厚度不均勻的混色區(qū)域，使得形成顏色的漸進(jìn)混色區(qū)域；而混色區(qū)域外的膜層則保留原有的厚度，作為均勻區(qū)域。
[0025]本發(fā)明還提供一種CMY混色組件，包括青色濾光片、品紅色濾光片和黃色濾光片，所述各濾光片為上述的濾光片。
[0026]另外，如圖3所示，本發(fā)明還一種帶有所述CMY混色組件的光學(xué)系統(tǒng)，包括沿光路依次設(shè)置的光源裝置1、所述CMY混色組件2及效果組件3，所述CMY混色組件2中的各濾光片依次由上而下按層次錯開設(shè)置，CMY混色組件2還包括與各濾光片相對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)，各濾光片分別與對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接；光源裝置I發(fā)出光線，CMY混色組件2根據(jù)出光顏色要求，控制對應(yīng)濾光片接入光路，光束形成對應(yīng)顏色后進(jìn)入效果組件3后出射。
[0027]CMY混色組件2還包括固定底架21，各濾光片分別與對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接在固定底架21上；每個混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)均包括與一濾光片相對應(yīng)的驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)、滑塊22和導(dǎo)桿23，所述驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)與滑塊22連接，滑塊22可滑動地套設(shè)在導(dǎo)桿23上，所述各濾光片分別與對應(yīng)的滑塊22連接。
[0028]作為第一種優(yōu)選方案，如圖3所示，所述驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)24、主動輪25、傳動帶26、從動輪27，主動輪25與驅(qū)動電機(jī)24的輸出軸配合連接，從動輪27與固定組件連接，具體地，從動輪27可以通過軸承與另一驅(qū)動電機(jī)的輸出軸配合連接；傳動帶26的一端與滑塊22的一端連接，其另一端分別繞過主動輪25、從動輪27的外側(cè)，延伸至滑塊22的另一端，進(jìn)而與滑塊22的另一端連接。
[0029]作為第二種優(yōu)選方案，所述驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)為絲桿電機(jī)，絲桿電機(jī)與滑塊連接，通過絲桿電機(jī)的直線運動，可帶動濾光片移入或移出光路，以實現(xiàn)其混色作用。
[0030]進(jìn)一步的，如圖4所示，所述光源裝置為LED模組光源；所述LED模組光源包括沿光路依次設(shè)置的LED陣列11、透鏡陣列12、光學(xué)積分元件13和聚焦透鏡14，其中，LED陣列封裝在散熱基板上，透鏡陣列上的各透鏡分別與LED陣列上的各LED —一對應(yīng)設(shè)置，所述透鏡陣列用于將LED陣列上各LED發(fā)出的光匯聚合成一束合光，光學(xué)積分元件對光束進(jìn)行初步均勻處理。所述光學(xué)積分元件為微透鏡陣列；所述LED陣列為白光LED陣列。
[0031]對于鍍膜厚度均勻的均勻區(qū)域與鍍膜厚度不均勻的混色區(qū)域的位置的界定需要根據(jù)光源出光口的尺寸、光源出光角度、濾光片的尺寸、混色漸變行程要求及機(jī)械結(jié)構(gòu)干涉等多個因素來決定的。
[0032]入射光源出光口的尺寸即決定了濾光片在完全打開時的位置，濾光片需處于不遮擋狀態(tài)；同時在濾光片完全閉合時不能有由光源出射的光未通過濾光片直接進(jìn)入其后的光學(xué)組件，且在濾光片在完全閉合時兩片的中間部分需要預(yù)留均勻區(qū)域兩片的非均勻區(qū)域沒有重疊部分以實現(xiàn)全色效果。出光口的尺寸越大需要最終實現(xiàn)全色效果時的濾光片尺寸越大，混色漸變行程要求越寬，濾光片的尺寸也越大。同時對整個光學(xué)系統(tǒng)的外型尺寸限制往往會限制濾光片的尺寸大小，造成無法無限度實現(xiàn)大的漸變行程。
[0033]對于混色區(qū)域，其鍍膜厚度的布局設(shè)計(圖樣設(shè)計)可根據(jù)實際需要設(shè)計，具體為:根據(jù)燈具選取的光源類型、經(jīng)過光源后的光分布情況、濾光片的波段特性、濾光片與光源的距離，當(dāng)然濾光片的混色均勻度與效果組件中的白光孔(GOBO)的位置也有密切的關(guān)系，效果組件中的白光孔(GOBO)位置的選取應(yīng)是光能量最集中，光分布均勻度。光源類型不同，光源分布不同，其所需要的聚光光路的設(shè)計是不一樣的，導(dǎo)致光線經(jīng)過聚光鏡后的光分布有很大區(qū)別；同時聚光光路設(shè)計不需要考慮像差，光線在經(jīng)過鏡頭后沿光軸不同位置以及光軸同一點與光軸垂直平面光斑不同點的光分布的均勻性也有差異；濾光片可在可見波段內(nèi)選取，但采用顏色相減原理，即普遍白光可以認(rèn)為是紅色、綠色、藍(lán)色三種顏色混合而成，顏色相減既是在每種規(guī)格采用鍍膜設(shè)計使RGB反射回其中一種顏色，透過其他兩種顏色，故一般通常采用的濾光片通過光源透過的顏色分別為:品紅、青色、黃色。因此根據(jù)人眼對以上三色的敏感程度確認(rèn)三層濾光片的排布，通常人眼最敏感的顏色越靠近光源的位置，依次類推；同時雖然可以由以上可以推知品紅是由藍(lán)色和紅色相加而得到的，但紅色與藍(lán)色的波段位置選取的不同，其透過品紅濾光片后的顏色也是略有差異的，其會影響濾光片上的圖案樣式設(shè)計；通常在進(jìn)行聚光透鏡或反射鏡設(shè)計時由于像差的存在，其匯聚點都不會是一個確定的位置的，而是一個范圍，在這個范圍內(nèi)有光能量最集中的點，但可能均勻度較差，當(dāng)然也有一個位置是光斑最均勻的位置，光能量可能就會略低，濾光片混色中效果組件的白光孔(GOBO)位置的均勻度也會影響整燈出來的光斑均勻效果。
[0034]所述效果組件包括圖案盤組件、色片盤、棱鏡組件等中的一個或多個。
[0035]本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)還包括光學(xué)組件，所述光學(xué)組件包括沿光路依次設(shè)置的調(diào)焦組件41、鏡頭42等。
[0036]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種濾光片，包括基片及鍍設(shè)于基片上的濾光膜，其特征在于，濾光膜包括均勻區(qū)域及混色區(qū)域，均勻區(qū)域上的濾光膜厚度均勻，混色區(qū)域上的濾光膜厚度不均勻，均勻區(qū)域上濾光膜的厚度大于或等于混色區(qū)域上濾光膜的厚度，混色區(qū)域中心區(qū)域的濾光膜的厚度比兩翼區(qū)域的濾光膜的厚度大，所述混色區(qū)域設(shè)置在濾光片上首先接入光路的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述混色區(qū)域上的濾光膜呈現(xiàn)為半弧形梳齒狀圖樣，其中間部位區(qū)域A厚度較大，兩側(cè)區(qū)域B厚度較小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光片，其特征在于，所述混色區(qū)域沿先后接入光路的方向上依次設(shè)置第一圖樣區(qū)域C、第二圖樣區(qū)域D、第三圖樣區(qū)域E以及設(shè)置在混色區(qū)域中間部位的中間圖樣區(qū)域F，第一圖樣區(qū)域C采用的是弧形梳齒狀圖樣，第三圖樣區(qū)域E采用的是弧形霧化膜，第二圖樣區(qū)域D設(shè)置在第一圖樣區(qū)域C與第三圖樣區(qū)域E之間；其中，第一圖樣區(qū)域C的鍍膜厚度比第二圖樣區(qū)域D的鍍膜厚度大；中間圖樣區(qū)域F由與均勻區(qū)域相同厚度濾光膜的第一部分以及設(shè)置在接近光路一側(cè)的梳齒狀圖樣構(gòu)成。
4.一種CMY混色組件，包括青色濾光片、品紅色濾光片和黃色濾光片，所述各濾光片為權(quán)利要求1至3所述的濾光片。
5.一種帶有權(quán)利要求4所述CMY混色組件的光學(xué)系統(tǒng)，包括沿光路依次設(shè)置的光源裝置、所述CMY混色組件及效果組件，所述CMY混色組件中的各濾光片依次由上而下按層次錯開設(shè)置，CMY混色組件還包括與各濾光片相對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)，各濾光片分別與對應(yīng)的混色驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接；光源裝置發(fā)出光線，CMY混色組件根據(jù)出光顏色要求，控制對應(yīng)濾光片接入光路，光束形成對應(yīng)顏色后進(jìn)入效果組件后出射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光源裝置為LED模組光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述LED模組光源包括沿光路依次設(shè)置的LED陣列、透鏡陣列、光學(xué)積分元件和聚焦透鏡，其中，LED陣列封裝在散熱基板上，透鏡陣列上的各透鏡分別與LED陣列上的各LED —一對應(yīng)設(shè)置，所述透鏡陣列用于將LED陣列上各LED發(fā)出的光匯聚合成一束合光，光學(xué)積分元件對光束進(jìn)行初步均勻處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)積分元件為微透鏡陣列；所述LED陣列為白光LED陣列。
【文檔編號】F21V9/10GK104048266SQ201410223005
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】蔣偉楷 申請人:廣州市浩洋電子有限公司