阅读说明：本技术 自动调焦装置及舞台图案灯 (Automatic focusing device and stage pattern lamp ) 是由 高巍 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种自动调焦装置,包括支撑架、滑动调焦机构、调焦镜模组、出光镜头、单片机及距离检测装置,调焦镜模组通过滑动调焦机构滑动设置于调焦空间内,滑动调焦机构包括用于驱动调焦镜模组滑动的调焦电机,调焦电机及距离检测装置分别与单片机电性连接,距离检测装置设置于调焦镜模组上,用于测取调焦镜模组至投影面的垂直距离,单片机的存储器中存放有调焦控制程序,单片机根据距离检测装置测取的垂直距离计算出调焦镜模组显示最清晰图案所需移动的距离,并控制调焦电机带动调焦镜模组移动对应距离以显示最清晰图案。本发明还提供一种设有自动调焦装置的舞台图案灯。该自动调焦装置结构简单,制造成本低,可实现快速自动调焦。(The invention provides an automatic focusing device which comprises a support frame, a sliding focusing mechanism, a focusing lens module, a light-emitting lens, a single chip microcomputer and a distance detection device, wherein the focusing lens module is arranged in a focusing space in a sliding mode through the sliding focusing mechanism, the sliding focusing mechanism comprises a focusing motor used for driving the focusing lens module to slide, the focusing motor and the distance detection device are respectively and electrically connected with the single chip microcomputer, the distance detection device is arranged on the focusing lens module and used for measuring the vertical distance from the focusing lens module to a projection surface, a focusing control program is stored in a memory of the single chip microcomputer, the single chip microcomputer calculates the moving distance required by the focusing lens module to display the clearest pattern according to the vertical distance measured by the distance detection device, and controls the focusing motor to drive the focusing lens module to move the corresponding distance so as to display the clearest pattern. The invention also provides a stage pattern lamp with the automatic focusing device. The automatic focusing device is simple in structure and low in manufacturing cost, and can realize quick automatic focusing.)

自动调焦装置及舞台图案灯

技术领域

本发明涉及舞台图案灯，特别涉及一种自动调焦装置及舞台图案灯。

背景技术

随着社会不断的进步，民众的娱乐活动也越来越多，越来越丰富，舞台灯作为舞台灯光系统的必要设备之一，广泛应用于各种娱乐场所及大型演出，其在控制系统的控制下能产生各种灯光效果，增强了表演效果，很大程度提高了可观赏性，舞台灯具根据其实现的效果基本可分为三种：图案灯、光束灯和柔光灯。其中图案灯一般要求投射光斑均匀，有较清晰的边界，投射出的图案丰富多彩效果多样。现有的舞台图案灯的调焦装置存在结构复杂，调焦速度慢，灵敏度低的问题，不能适应高端舞台灯市场的性能需求。因此，亟需研发一种新的自动调焦装置来解决上述存在的问题。

发明内容

鉴于以上所述，本发明提供一种自动调焦装置，该自动调焦装置结构简单，制造成本低，可实现快速自动调焦。

本发明涉及的技术解决方案：

一种自动调焦装置，包括支撑架、滑动调焦机构、调焦镜模组、出光镜头、单片机及距离检测装置，支撑架的一端设有入光口，支撑架的另一端安装有出光镜头，支撑架内部形成有一调焦空间，调焦镜模组通过滑动调焦机构滑动设置于调焦空间内，滑动调焦机构包括用于驱动调焦镜模组滑动的调焦电机，调焦电机及距离检测装置分别与单片机电性连接，距离检测装置设置于调焦镜模组上，用于测取调焦镜模组至投影面的垂直距离，单片机的存储器中存放有调焦控制程序，单片机根据距离检测装置测取的垂直距离计算出调焦镜模组显示最清晰图案所需移动的距离，并控制调焦电机带动调焦镜模组移动对应距离以显示最清晰图案。

进一步地，所述滑动调焦机构包括两根平行设置于支撑架内的滑轨及滑动设置于两根滑轨上的调焦滑动座，滑轨与调焦滑动座通过直线轴承滑动连接，调焦镜模组固定于调焦滑动座上且位于两根滑轨之间。

进一步地，所述滑动调焦机构还包括调焦支架、调焦主动轮、调焦从动轮及调焦皮带，调焦支架固定于支撑架内壁上，调焦电机固定于调焦支架上，调焦主动轮通过调焦电机可转动地安装于调焦支架一端，调焦从动轮可转动地安装于调焦支架另一端，调焦主动轮及调焦从动轮通过调焦皮带连接，调焦皮带与调焦滑动座固定连接。

进一步地，所述调焦滑动座上设置有棱镜摆动机构，棱镜摆动机构包括摆动电机、摆臂及多棱镜，摆臂的一端转动连接于调焦滑动座上，摆臂的另一端安装有多棱镜，摆动电机安装于调焦滑动座上，用于驱动摆臂摆动。

进一步地，所述棱镜摆动机构包括从同步轮及同步带，摆动电机的输出轴上固定安装有主同步轮，从同步轮可转动地安装于调焦滑动座上，主同步轮与从同步轮通过同步带连接。

进一步地，所述调焦滑动座上设有用于限制摆臂旋转角度的限位结构。

进一步地，所述棱镜摆动机构还包括棱镜自转组件，用于驱动多棱镜绕其中心轴线自转。

进一步地，所述棱镜自转组件包括自转电机、主动齿轮、主动轴承、传动齿轮、从动齿轮及自转轴承，自转电机安装于调焦滑动座上，自转电机的输出轴上固定安装有主动齿轮，主动齿轮包括齿轮盘部及垂直固定连接于齿轮盘部一侧表面的转筒部，齿轮盘部的中心轴线与转筒部的中心轴线重合，从同步轮通过主动轴承可转动地安装于主动齿轮的转筒部上，摆臂位于从同步轮与主动齿轮的齿轮盘部之间，从动齿轮通过自转轴承可转动地安装于摆臂上，从动齿轮设有中心孔，多棱镜固定于该中心孔内，传动齿轮可转动地安装于调焦滑动座上，且啮合安装于主动齿轮及从动齿轮之间，以供自转电机上的主动齿轮通过传动齿轮带动从动齿轮上的多棱镜自转。

进一步地，还设置有放大调节机构，放大调节机构包括滑动设置于两根滑轨上的放大镜，放大镜位于调焦镜模组及出光镜头之间，用于对显示的图案进行放大或缩小。

一种舞台图案灯，包括灯壳、发光件、颜色盘组件、图案盘组件及所述的自动调焦装置，支撑架固定于灯壳内，发光件、颜色盘组件及图案盘组件沿光路传播方向依次设置于支撑架的入光口一端。

本发明自动调焦装置通过在支撑架内设置滑动调焦机构、调焦镜模组、出光镜头、单片机及距离检测装置，单片机根据距离检测装置测取的垂直距离计算出调焦镜模组显示最清晰图案所需移动的距离，并控制调焦电机带动调焦镜模组移动对应距离以显示最清晰图案。采用上述结构的自动调焦装置结构简单，制造成本低，可实现快速自动调焦，调焦精准，能瞬间显示出最清晰图案，适应高端舞台灯市场的性能需求。

附图说明

图1为本发明自动调焦装置第一视角的立体图；

图2为本发明自动调焦装置第二视角的立体图；

图3为本发明自动调焦装置的滑动调焦机构及放大调节机构的结构图；

图4为本发明自动调焦装置的棱镜摆动机构的组装图；

图5为本发明自动调焦装置的棱镜摆动机构的分解图；

图6为设置有本发明自动调焦装置的舞台图案灯的主视图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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保护范围。

请参阅图1至图3，本发明提供一种自动调焦装置，包括支撑架1、滑动调焦机构2、调焦镜模组3、出光镜头4、单片机及距离检测装置，支撑架1的一端设有入光口11，支撑架1的另一端安装有出光镜头4。支撑架1内部形成有一调焦空间，调焦镜模组3通过滑动调焦机构2滑动设置于调焦空间内，滑动调焦机构2包括用于驱动调焦镜模组3滑动的调焦电机21，调焦电机21及距离检测装置分别与单片机电性连接。距离检测装置设置于调焦镜模组3上，用于测取调焦镜模组3至投影面的垂直距离。单片机的存储器中存放有调焦控制程序，单片机根据距离检测装置测取的垂直距离计算出调焦镜模组3显示最清晰图案所需移动的距离，并控制调焦电机21带动调焦镜模组3移动对应距离以显示最清晰图案。

支撑架1包括两块平行设置的侧板，以及固定连接于侧板两端的端板，两块侧板及两块端板围成所述调焦空间。

滑动调焦机构2包括两根平行设置于支撑架1内的滑轨22及滑动设置于两根滑轨22上的调焦滑动座23，滑轨22与调焦滑动座23通过直线轴承滑动连接，调焦镜模组3固定于调焦滑动座23上且位于两根滑轨22之间。

滑动调焦机构2还包括调焦支架24、调焦主动轮25、调焦从动轮26及调焦皮带27，调焦支架24固定于支撑架1内壁上且靠近入光口11一端，调焦电机21固定于调焦支架24上，调焦主动轮25通过调焦电机21可转动地安装于调焦支架24一端，调焦从动轮26可转动地安装于调焦支架24另一端，调焦主动轮25及调焦从动轮26通过调焦皮带27连接，调焦皮带27与调焦滑动座23固定连接。通过调焦电机21带动调焦主动轮25转动，调焦主动轮25带动绕设于调焦主动轮25及调焦从动轮26上的调焦皮带27转动，调焦皮带27转动进而带动调焦滑动座23沿滑轨22滑动。较佳地，调焦主动轮25及调焦从动轮26采用同步轮，调焦皮带27采用同步带。

请参阅图4及图5，调焦滑动座23上设置有棱镜摆动机构5，棱镜摆动机构5包括摆动电机51、从同步轮52、同步带53、摆臂54及多棱镜55，摆动电机51安装于调焦滑动座23上，摆动电机51的输出轴上固定安装有主同步轮，从同步轮52可转动地安装于调焦滑动座23上，主同步轮与从同步轮52通过同步带53连接，摆臂54的一端固定连接于从同步轮52上，摆臂54的另一端安装有多棱镜55。

调焦滑动座23上设有用于限制摆臂54旋转角度的限位结构，限位结构可采用限位柱或限位块等。

多棱镜55也叫多影镜，采用光学玻璃冷加工工艺制成，通过玻璃表面的各种不同的刻面，把一个图案在一个画面里同时显示出多个影像。当启动摆动电机51运转，摆动电机51的主同步轮通过同步带53带动从同步轮52转动，从同步轮52转动进而带动摆臂54摆动预定角度，使得摆臂54上的多棱镜55的中心位于调焦镜模组3的中心线上，以显示出的多个图案，呈现出更加丰富的显示效果。

调焦镜模组3包括镜筒及安装于镜筒内的多个透镜。调焦镜模组3及出光镜头4为现有技术，在此不再赘述。

棱镜摆动机构5还包括棱镜自转组件，用于驱动多棱镜55绕其中心轴线自转，以供显示出转动的图案，呈现出动态显示效果。

棱镜自转组件包括自转电机56、主动齿轮57、主动轴承、传动齿轮58、从动齿轮59及自转轴承50，自转电机56安装于调焦滑动座23上，自转电机56的输出轴上固定安装有主动齿轮57，主动齿轮57包括齿轮盘部及垂直固定连接于齿轮盘部一侧表面的转筒部，齿轮盘部的中心轴线与转筒部的中心轴线重合。从同步轮52通过主动轴承可转动地安装于主动齿轮57的转筒部上，摆臂54位于从同步轮52与主动齿轮57的齿轮盘部之间。从动齿轮59通过自转轴承50可转动地安装于摆臂54上，具体为，从动齿轮59一侧固定连接有的圆筒部，圆筒部固定于自转轴承50的内圈。从动齿轮59设有中心孔，多棱镜55固定于该中心孔内。传动齿轮58可转动地安装于调焦滑动座23上，且啮合安装于主动齿轮57及从动齿轮59之间，以供自转电机56上的主动齿轮57通过传动齿轮58带动从动齿轮59上的多棱镜55自转。

棱镜摆动机构5通过将从同步轮52通过主动轴承可转动地安装于主动齿轮57的转筒部上，使得自转电机56带动多棱镜55自转及摆动电机51带动多棱镜55摆动互不干扰，布置合理，结构紧凑，便于装配，能提高多棱镜55自转及摆动的稳定性。

请参阅图3，本发明自动调焦装置还设置有放大调节机构6，放大调节机构6包括滑动设置于两根滑轨22上的放大镜61，放大镜61位于调焦镜模组3及出光镜头4之间，用于对显示的图案进行放大或缩小。

放大调节机构6还包括放大镜滑动座62、固定架63、放大调节电机64、第一带轮65、第二带轮66及传动带67，放大镜滑动座62的两端通过直线轴承滑动设置于两根滑轨22上，固定架63固定于支撑架1内壁上，放大调节电机64固定于固定架63上，第一带轮65通过放大调节电机64可转动地安装于固定架63一端，第二带轮66可转动地安装于固定架63另一端，第一带轮65及第二带轮66通过传动带67连接，传动带67与放大镜滑动座62固定连接。通过放大调节电机64带动第一带轮65转动，第一带轮65带动绕设于第一带轮65及第二带轮66上的传动带67转动，传动带67转动进而带动放大镜滑动座62沿滑轨22滑动。较佳地，第一带轮65及第二带轮66采用同步轮，传动带67采用同步带。

距离检测装置可采用测距传感器，测距传感器可为红外测距传感器或超声波测距传感器等。

本发明自动调焦装置通过在支撑架1内设置滑动调焦机构2、调焦镜模组3、出光镜头4、单片机及距离检测装置，单片机根据距离检测装置测取的垂直距离计算出调焦镜模组3显示最清晰图案所需移动的距离，并控制调焦电机21带动调焦镜模组3移动对应距离以显示最清晰图案。采用上述结构的自动调焦装置结构简单，制造成本低，可实现快速自动调焦，调焦精准，能瞬间显示出最清晰图案，适应高端舞台灯市场的性能需求。

本发明还提供一种使用上述自动调焦装置的舞台图案灯，包括灯壳(图未示)、发光件、颜色盘组件7及图案盘组件8，支撑架1固定于灯壳内，发光件、颜色盘组件7及图案盘组件8沿光路传播方向依次设置于支撑架1的入光口11一端。发光件可采用LED光源，颜色盘组件7及图案盘组件8为现有技术，在此不再赘述。发光件发出的光依次经颜色盘组件7、图案盘组件8、调焦镜模组3、多棱镜55、放大镜61及出光镜头4，形成动态旋转的彩色图案，增加了舞台灯光的美感。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。