專利名稱：Led舞臺燈透鏡組及l(fā)ed舞臺燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED舞臺燈技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED舞臺燈透鏡組及應(yīng)用該透鏡組的LED舞臺燈。
背景技術(shù)：
LED光源為綠色無污染的節(jié)能光源，且使用壽命長，所以LED光源已經(jīng)在照明領(lǐng)域逐漸成為開發(fā)應(yīng)用的首選裝置。LED光源可發(fā)出多種單色光，且利用RGB三基色光原理，通過調(diào)節(jié)發(fā)出紅色光、綠色光和藍色光的LED電流的方法可獲得任意色彩的混合光，所以LED光源可作為舞臺燈的光源應(yīng)用。由于各色LED芯片的發(fā)射光譜、亮度和溫度特性都有差別，各色LED芯片發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)投射到舞臺或屏幕上時，會造成照明光場上顏色均勻性較差。如何提高LED舞臺燈形成的圖像顏色均勻性是本領(lǐng)域技術(shù)人員主要研究方向之一。 申請?zhí)枮?00910109505. 0的中國專利申請?zhí)峁┝艘环NLED舞臺燈光照明設(shè)備，如圖I所示，該LED舞臺燈光照明設(shè)備包括LED芯片陣列(110)、合光裝置(120、230)和聚焦透鏡(400)，所述LED光源與聚焦透鏡之間設(shè)置有復(fù)眼透鏡對(300)，該復(fù)眼透鏡對包括兩個相對的復(fù)眼透鏡，每一復(fù)眼透鏡均由緊密聯(lián)結(jié)在一起的且鏡面曲率相同的復(fù)數(shù)個透鏡單元構(gòu)成，沿光路方向，后一復(fù)眼透鏡位于前一復(fù)眼透鏡的焦點處。該LED舞臺燈光照明設(shè)備通過復(fù)眼透鏡對對混合的光進行切割積分，可提高混合光的均勻性，令投射在舞臺或屏幕上的圖像亮度和顏色均勻性均有優(yōu)異的表現(xiàn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且只能針對單色芯片的LED光源，如圖I所示的三組光源中的每一組光源只能是單色光。為了 LED光源封裝的緊湊，現(xiàn)在出現(xiàn)了在同一封裝內(nèi)封裝有發(fā)出不同顏色的不同的多個芯片的大功率LED集成光源。隨著LED光源廠家對這類光源的大力推廣，如何針對這類LED光源制作在照明光場形成色彩一致的且光斑大小可以調(diào)節(jié)的舞臺燈成了現(xiàn)在下游舞臺燈廠家亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中還沒有適用于應(yīng)用彩色多芯片集成封裝的LED光源制作的LED舞臺燈的透鏡的不足，提供一種在照明光場上色彩均勻且光斑大小可調(diào)的LED舞臺燈用透鏡組，及應(yīng)用該透鏡組的LED舞臺燈。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案
一種LED舞臺燈透鏡組，包括用于聚焦LED光源發(fā)出光線的聚光透鏡，及第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡，所述聚光透鏡至少設(shè)有一個非連續(xù)的反射面，聚光透鏡位于第一復(fù)眼透鏡和LED光源之間，所述第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡均由緊密聯(lián)結(jié)在一起的多個復(fù)眼透鏡單元構(gòu)成，所述第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡的每個復(fù)眼透鏡單元的光軸重合，形成一一對應(yīng)關(guān)系、且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡對應(yīng)復(fù)眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合。優(yōu)選的，所述第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡之間的距離可調(diào)。調(diào)節(jié)過程中保證一一對應(yīng)的復(fù)眼透鏡單元的光軸相互重合不變，這樣在照明光場上形成色彩均勻，大小變化的光斑。優(yōu)選的，所述聚光透鏡、第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的中心軸線共線。優(yōu)選的，所述第一復(fù)眼透鏡的外周圓上設(shè)置有定位凸起，所述第二復(fù)眼透鏡上也設(shè)有定位凸起。設(shè)置定位凸起，方便于在安裝或使用本發(fā)明LED舞臺燈透鏡組時，確保第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡的每個單元光軸重合，形成一一對應(yīng)關(guān)系、且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡一一對應(yīng)復(fù)眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合，且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡不會繞中心軸旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，所述復(fù)眼透鏡單元在縱向截面呈正六邊形，各復(fù)眼透鏡單元無縫聯(lián)結(jié)。優(yōu)選的，所述聚光透鏡的形狀為碗形狀，所述非連續(xù)反射面由多個非連續(xù)的反光鱗片構(gòu)成；聚光透鏡的小端開設(shè)有用于安裝LED光源的小端開口，所述聚光透鏡的小端開口底面為向外凸起的第一弧形折射面，該第一弧形折射面具有非連續(xù)表面或連續(xù)表面；聚 光透鏡的大端中部設(shè)有一大端開口，該大端開口底面為向外凸起的第二弧形折射面，該第二弧形折射面具有非連續(xù)表面或連續(xù)表面；所述第一復(fù)眼透鏡設(shè)置于聚光透鏡的大端且與聚光透鏡大端端面完全重合。LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過聚光透鏡的非連續(xù)反射面，通過反光鱗片整形分配混色，然后反射疊加到需要照明的區(qū)域，這樣在照明光場形成色彩均勻的光斑。優(yōu)選的，所述反光鱗片為平面或曲面形狀。調(diào)整反光鱗片的數(shù)量、面形參數(shù)與空間姿態(tài)可以進一步優(yōu)化照明光場的色彩均勻性以及光束角。優(yōu)選的，所述第二復(fù)眼透鏡與聚光透鏡的大端開口對應(yīng)位置設(shè)置有毛面或光學(xué)鏡面。第二復(fù)眼透鏡與聚光透鏡的大端開口對應(yīng)位置設(shè)置毛面或光學(xué)鏡面，LED光源發(fā)出的部分未經(jīng)聚光透鏡反光鱗片混色疊加的光線經(jīng)過聚光透鏡折射到第二復(fù)眼透鏡的毛面或光學(xué)鏡面上，均勻的射到整個照明光場，從而進一步提高照明光場的色彩均勻性。優(yōu)選的，所述LED舞臺燈透鏡組由PMMA材料或PC材料或其他光學(xué)材料制成。一種LED舞臺燈，其包含上述LED舞臺燈透鏡組、設(shè)置于散熱器上的LED光源、用于調(diào)節(jié)第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡距離的調(diào)節(jié)機構(gòu)和燈罩，所述LED光源連接有驅(qū)動電源，LED光源設(shè)置于聚光透鏡的小端開口處。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果聚光透鏡反射面上的反光鱗片可以使LED發(fā)出的大角度光線在照明光場上進行混色疊加，這樣在照明光場上形成色彩均勻的光斑，且本發(fā)明LED舞臺燈透鏡組設(shè)置有第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡，且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的每個復(fù)眼透鏡單元的光軸相互重合、且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡相鄰的表面能夠相互嵌合，同時可以通過調(diào)節(jié)第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡的距離，從而調(diào)節(jié)舞臺燈光的光束角，這樣的結(jié)構(gòu)使得LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過聚光透鏡反射疊加混色，以及調(diào)節(jié)兩個復(fù)眼透鏡的距離在照明光場上形成色彩均勻大小可調(diào)的光斑，解決了目前還沒有適用于應(yīng)用彩色多芯片集成封裝的LED光源制作的LED舞臺燈的透鏡的問題。而且本發(fā)明LED舞臺燈結(jié)構(gòu)簡單。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中LED舞臺燈光照明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明LED舞臺燈的結(jié)構(gòu)示意圖(不含第二復(fù)眼透鏡)。
圖3為本發(fā)明LED舞臺燈后視圖。圖4為本發(fā)明LED舞臺燈沿A-A面的剖視圖。圖5為本發(fā)明LED舞臺燈的第二復(fù)眼透鏡的主視圖。圖6為本發(fā)明LED舞臺燈的第二復(fù)眼透鏡的立體圖。圖中標(biāo)記10_復(fù)眼透鏡單元，11-第一復(fù)眼透鏡，12-定位凸起，22-第二復(fù)眼透鏡，221-毛面，30-聚光透鏡，310-反射面，311-反光鱗片，320-第一弧形折射面，330-第二弧形折射面，340-圓錐面，40-LED光源。
具體實施例方式下面結(jié)合試驗例及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。參考圖2、圖3、圖4，本發(fā)明LED舞臺燈透鏡組包括用于聚焦LED光源40發(fā)出光線的聚光透鏡30，及第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22，所述聚光透鏡30位于第一復(fù)眼透鏡11和LED光源40之間，所述第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22均由緊密聯(lián)結(jié)在一起的多個復(fù)眼透鏡單元10構(gòu)成，所述第一復(fù)眼透鏡11與第二復(fù)眼透鏡22的每個復(fù)眼透鏡單元10的光軸重合，形成一一對應(yīng)關(guān)系、且第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22對應(yīng)復(fù)眼透鏡單元10的表面能夠相互嵌合，即在二者相鄰的表面上，第一復(fù)眼透鏡11上每個凸起的復(fù)眼透鏡單元10都在第二復(fù)眼透鏡22上對應(yīng)位置上有一個凹陷的復(fù)眼透鏡單元10。所述第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22之間的距離可調(diào)。所述聚光透鏡30、第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22的水平中心軸線共線。參考圖4，所述透鏡組可以由PMMA材料或PC材料或其他光學(xué)材料制成，聚光透鏡30的形狀為碗形狀，聚光透鏡30上至少設(shè)有一個非連續(xù)的反射面310，所述非連續(xù)反射面310由多個非連續(xù)的反光鱗片311構(gòu)成，所述反光鱗片311為平面或曲面形狀，所述反光鱗片311上也可以鍍有反光膜；聚光透鏡30的小端開設(shè)有安裝LED光源40的小端開口，所述聚光透鏡30的小端開口底面為向外凸起的第一弧形折射面320，該第一弧形折射面320具有非連續(xù)表面或連續(xù)表面；聚光透鏡30的大端中部設(shè)有一大端開口，該大端開口底面為向外凸起的第二弧形折射面330，該第二弧形折射面330具有非連續(xù)表面或連續(xù)表面，根據(jù)LED的光強與角度的發(fā)光曲線以及燈光的出射亮度決定第二弧形折射面330是否采用非連續(xù)表面。所述第一復(fù)眼透鏡11設(shè)置于聚光透鏡30的大端且與透鏡大端端面完全重合。參考圖4、圖5、圖6，所述復(fù)眼透鏡單元10在縱向截面呈正六邊形，各復(fù)眼透鏡單元10無縫聯(lián)結(jié)。所述第一復(fù)眼透鏡11的外周圓上設(shè)置有定位凸起12，所述第二復(fù)眼透鏡22上也設(shè)有定位凸起12。設(shè)置定位凸起12，方便于在安裝第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22時，確保第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22是平行的、并不會饒中心軸旋轉(zhuǎn)，且第一復(fù)眼透鏡11和第二復(fù)眼透鏡22相鄰的表面能夠相互嵌合。所述第二復(fù)眼透鏡22與聚光透鏡30的大端開口對應(yīng)位置設(shè)置有毛面221 (也可以是光學(xué)鏡面)。LED光源40發(fā)出的小角度光線經(jīng)過聚光透鏡30折射到第二復(fù)眼透鏡22上的毛面221后，再經(jīng)過毛面221均勻折射到到需要照明的區(qū)域，使燈光呈現(xiàn)為柔和的白光。應(yīng)用本發(fā)明透鏡組的LED舞臺燈，包括LED舞臺燈透鏡組、設(shè)置于散熱器上的LED光源40、用于調(diào)節(jié)第一復(fù)眼透鏡11與第二復(fù)眼透鏡22距離的調(diào)節(jié)機構(gòu)和燈罩，所述LED光源40為彩色多芯片集成封裝的LED光源，LED光源40連接有驅(qū)動電源，LED光源40設(shè)置于聚光透鏡30的小端開口處。所述LED光源40、驅(qū)動電源、調(diào)節(jié)機構(gòu)和燈罩均為現(xiàn)有技術(shù)，此處不做詳細描述。LED光源40發(fā)出的光線大部分經(jīng)過圓錐面340折射到反射面310上，再經(jīng)過反射面310上的反光鱗片311反射，反光鱗片311使LED發(fā)出的大角度光線在照明光場上進行混色疊加，再經(jīng)第一復(fù)眼透鏡11與第二復(fù)眼透鏡22在照明場上疊加，通過調(diào)節(jié)第一復(fù)眼透鏡11與第二復(fù)眼透鏡22的距離，可以調(diào)節(jié)整個光線的出射角度，從而調(diào)節(jié)舞臺燈光的光束角，在照明光場上形成色彩均勻大小可調(diào)的光斑。反光鱗片311的數(shù)量、排列方式、面形以及空間姿態(tài)主要由照明面上能量分布的均勻性、光源的光線出射角度決定，但需要考慮射到反光鱗片311上的光線在材料中完成全反射。LED光源40發(fā)出的部分未經(jīng)聚光透鏡30的反光鱗片311混色疊加的小角度光線經(jīng)過聚光透鏡30的第一弧形折射面320的非連續(xù)表面折射到第二復(fù)眼透鏡22的毛面221上，均勻的射到整個照明光場，進一步提高照明光場的色彩均勻性。形成非連續(xù)表面的多個小折射面的數(shù)量、排列方式、面形以及 空間姿態(tài)主要由照明面上能量分布的均勻性、光源的光線出射角度決定。本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.ー種LED舞臺燈透鏡組，包括用于聚焦LED光源發(fā)出光線的聚光透鏡，及第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡，所述聚光透鏡至少設(shè)有ー個非連續(xù)的反射面，聚光透鏡位于第一復(fù)眼透鏡和LED光源之間，所述第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡均由緊密聯(lián)結(jié)在一起的多個復(fù)眼透鏡單元構(gòu)成，其特征在于，所述第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡的每個復(fù)眼透鏡單元的光軸重合，形成一一對應(yīng)關(guān)系、且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡對應(yīng)復(fù)眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡之間的距離可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述聚光透鏡、第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的中心軸線共線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述第一復(fù)眼透鏡的外周圓上設(shè)置有定位凸起，所述第二復(fù)眼透鏡上也設(shè)有定位凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述復(fù)眼透鏡單元在縱向截面呈正六邊形，各復(fù)眼透鏡單元無縫聯(lián)結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述聚光透鏡的形狀為碗形狀，所述非連續(xù)反射面由多個非連續(xù)的反光鱗片構(gòu)成；聚光透鏡的小端開設(shè)有用于安裝LED光源的小端開ロ，所述聚光透鏡的小端開ロ底面為向外凸起的第一弧形折射面，該第一弧形折射面具有非連續(xù)表面或連續(xù)表面；聚光透鏡的大端中部設(shè)有一大端開ロ，該大端開ロ底面為向外凸起的第二弧形折射面，該第二弧形折射面具有非連續(xù)表面或連續(xù)表面；所述第一復(fù)眼透鏡設(shè)置于聚光透鏡的大端且與聚光透鏡大端端面完全重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述反光鱗片為平面或曲面形狀。
8.根據(jù)權(quán)カ要求7的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述第二復(fù)眼透鏡與聚光透鏡的大端開ロ對應(yīng)位置設(shè)置有毛面或光學(xué)鏡面。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述透鏡組由PMMA材料或PC材料或其他光學(xué)材料制成。
10.ー種LED舞臺燈，其特征在于，其包含權(quán)利要求I所述的LED舞臺燈透鏡組、設(shè)置于散熱器上的LED光源、用于調(diào)節(jié)第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡距離的調(diào)節(jié)機構(gòu)和燈罩，所述LED光源連接有驅(qū)動電源，LED光源設(shè)置于聚光透鏡的小端開ロ處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED舞臺燈用透鏡組，該LED舞臺燈透鏡組包含用于聚焦LED光源發(fā)出光線的聚光透鏡，及第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡，所述聚光透鏡至少設(shè)有一個非連續(xù)的反射面，聚光透鏡位于第一復(fù)眼透鏡和LED光源之間，所述第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡均由緊密聯(lián)結(jié)在一起的多個復(fù)眼透鏡單元構(gòu)成，所述第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡的每個復(fù)眼透鏡單元的光軸重合，形成一一對應(yīng)關(guān)系、且第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡對應(yīng)復(fù)眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合。本發(fā)明LED舞臺燈透鏡組，LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過聚光透鏡反射疊加會聚、再經(jīng)第一復(fù)眼透鏡與第二復(fù)眼透鏡在照明場上疊加，在照明場上形成照度過渡均勻且色差一致的光斑。
文檔編號F21Y101/02GK102853374SQ20121030402
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者霍永峰 申請人:霍永峰