[发明专利]混合型光学积分器组件及其光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合型光学积分器组件及其光学系统。

背景技术

在舞台灯光等领域的光学系统中，使用舞台灯具向舞台或其他目标区域投射光束时，由于各种因素的影响，舞台灯具投射形成的光斑经常会出现亮度不均匀(整体不均匀)、有黑点(局部不均匀)等问题。为解决上述问题，现有技术中，如图1所示，通常在灯具的光源组件1及花样组件3之间设置光学积分器2，如导光管或导光棒、微透镜阵列、或雾化片来获得比较均匀的光斑。其中，所述光源组件1发出聚光光束，并经由光学积分器组件2进行匀化后进入花样组件3后射出。

但通常情况下，如果仅使用光学积分器，如导光管或导光棒，需要的长度较长，因为通过导光管或导光棒与最终投射出来光斑的均匀度问题是与导光棒的尺寸息息相关的。他们存在以下的关系：

其中L为导光棒的长度，D为导光管或导光棒的内切圆直径，2θ为光源组件的光束发散角。

在光源确定的情况下，N值越大，获得的光斑均匀度越好，对于铂金系列灯泡中，通常情况下N≥6时即可获得均匀度较满意的光斑。通常情况下，要达到我们想要的效果，导光管或导光棒的尺寸会较长。在这种情况下，在进行舞台灯设计时，如果要获得比较好的光斑均匀度，则光学积分器(如导光管或导光棒等)的尺寸要设计很长，占用较大的空间，导致其他光源模组和光学积分器(如导光管或导光棒等)均要做避让设计，使得无法得到理想的设计。另外，如图2所示，采用现有光学积分器处理后的光束还是仍然按照一定规则方向照射，不能实现完全散射，其形成的光斑常常还会出现局部不均匀的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在满足一定均匀度条件下所占空间较小的混合型光学积分器组件及其光学系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混合型光学积分器组件，其包括光学积分器，其中，还包括设于光学积分器任一横截面上的对所穿过的光束进行散射处理的散射件。本方案中，通过在光学积分器内设置散射件，能够加强光线在光学积分器内或光学积分器端部的散射处理，使得光束的匀光效率更高，能在满足一定照射均匀度的前提下，缩小光学积分器的处理路径，使得光学积分器的尺寸更小。另外，在光学积分器和散射件的结合作用下，不但可使得投射出的光实现整体均匀，而且，也能实现局部均匀度，解决了光斑黑影问题。

具体的，所述散射件为散射型平板玻璃片，或为与光学积分器横截面一体的散射面。所述光学积分器为空心导光管或实心导光棒。

进一步的，所述散射型平板玻璃片嵌入在光学积分器内部的横截面上。作为最佳的，所述散射型平板玻璃片位于光学积分器内部的中间位置，且与光学积分器的光轴垂直设置。当然，所述散射型平板玻璃片也可设于光学积分器的输入或输出端上。

所述散射型平板玻璃片采用双面镀光学薄膜，以增加散射型透射玻璃片的透过率。

同时，本发明提供一种根据所述混合型光学积分器组件的光学系统，包括位于同一主光轴方向上的光源组件、混合型光学积分器组件及花样组件，所述光源组件发出聚光光束，并经由混合型光学积分器组件进行匀化后进入花样组件后射出。本方案中，利用混合型光学积分器组件匀化处理光束，能在满足光学系统一定均匀度的条件下，减小光学积分器组件的尺寸，使得整机尺寸能有效减小。

所述光源组件包括光源及光线聚集系统，光线聚集系统用于将光源发出的光线进行汇聚处理；所述光学积分器的输入端位于光源组件的光线聚集焦点附近。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在光学积分器内设置散射件，能在满足一定照射均匀度的前提下，缩小光学积分器的处理路径，使得光学积分器的尺寸更小。另外，利用此带有散射件的光学积分器，即的带有混合型光学积分器组件的光学系统，能有效减小整机的尺寸，使得整机更为轻巧，而且也能为整机内部的其他零部件提供足够的空间，进行很好的设计。再者，通过散射件的散射作用，可大大改善光斑的局部均匀度，使得处理后的光斑不但能够实现整体均匀，而且，也能实现局部均匀。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为现有技术的光束效果原理图；

图3为实施例1混合型光学积分器组件的结构示意图；

图4为实施例1光学系统的的结构示意图；

图5为实施例1混合型光学积分器组件的安装结构示意图；

图6为实施例1混合型光学积分器组件的另一安装结构示意图；

图7为照度分布的实验曲线图；