CN102853374B - Led舞台灯透镜组及led舞台灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED舞台灯用透镜组，该LED舞台灯透镜组包含用于聚焦LED光源发出光线的聚光透镜，及第一复眼透镜和第二复眼透镜，所述聚光透镜至少设有一个非连续的反射面，聚光透镜位于第一复眼透镜和LED光源之间，所述第一复眼透镜和第二复眼透镜均由紧密联结在一起的多个复眼透镜单元构成，所述第一复眼透镜与第二复眼透镜的每个复眼透镜单元的光轴重合，形成一一对应关系、且第一复眼透镜和第二复眼透镜对应复眼透镜单元的表面能够相互嵌合。本发明LED舞台灯透镜组，LED光源发出的光线经过聚光透镜反射叠加会聚、再经第一复眼透镜与第二复眼透镜在照明场上叠加，在照明场上形成照度过渡均匀且色差一致的光斑。

Description

LED舞台灯透镜组及LED舞台灯

技术领域

本发明涉及LED舞台灯技术领域，特别涉及一种LED舞台灯透镜组及应用该透镜组的LED舞台灯。

背景技术

LED光源为绿色无污染的节能光源，且使用寿命长，所以LED光源已经在照明领域逐渐成为开发应用的首选装置。LED光源可发出多种单色光，且利用RGB三基色光原理，通过调节发出红色光、绿色光和蓝色光的LED电流的方法可获得任意色彩的混合光，所以LED光源可作为舞台灯的光源应用。由于各色LED芯片的发射光谱、亮度和温度特性都有差别，各色LED芯片发出的光经光学系统投射到舞台或屏幕上时，会造成照明光场上颜色均匀性较差。如何提高LED舞台灯形成的图像颜色均匀性是本领域技术人员主要研究方向之一。

申请号为200910109505.0的中国专利申请提供了一种LED舞台灯光照明设备，如图1所示，该LED舞台灯光照明设备包括LED芯片阵列（110）、合光装置（120、230）和聚焦透镜（400），所述LED光源与聚焦透镜之间设置有复眼透镜对（300），该复眼透镜对包括两个相对的复眼透镜，每一复眼透镜均由紧密联结在一起的且镜面曲率相同的复数个透镜单元构成，沿光路方向，后一复眼透镜位于前一复眼透镜的焦点处。

该LED舞台灯光照明设备通过复眼透镜对对混合的光进行切割积分，可提高混合光的均匀性，令投射在舞台或屏幕上的图像亮度和颜色均匀性均有优异的表现，但结构复杂，且只能针对单色芯片的LED光源，如图1所示的三组光源中的每一组光源只能是单色光。

为了LED光源封装的紧凑，现在出现了在同一封装内封装有发出不同颜色的不同的多个芯片的大功率LED集成光源。随着LED光源厂家对这类光源的大力推广，如何针对这类LED光源制作在照明光场形成色彩一致的且光斑大小可以调节的舞台灯成了现在下游舞台灯厂家亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中还没有适用于应用彩色多芯片集成封装的LED光源制作的LED舞台灯的透镜的不足，提供一种在照明光场上色彩均匀且光斑大小可调的LED舞台灯用透镜组，及应用该透镜组的LED舞台灯。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种LED舞台灯透镜组，包括用于聚焦LED光源发出光线的聚光透镜，及第一复眼透镜和第二复眼透镜，所述聚光透镜至少设有一个非连续的反射面，聚光透镜位于第一复眼透镜和LED光源之间，所述第一复眼透镜和第二复眼透镜均由紧密联结在一起的多个复眼透镜单元构成，所述第一复眼透镜与第二复眼透镜的每个复眼透镜单元的光轴重合，形成一一对应关系、且第一复眼透镜和第二复眼透镜对应复眼透镜单元的表面能够相互嵌合。

优选的，所述第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的距离可调。调节过程中保证一一对应的复眼透镜单元的光轴相互重合不变，这样在照明光场上形成色彩均匀，大小变化的光斑。

优选的，所述聚光透镜、第一复眼透镜和第二复眼透镜的中心轴线共线。

优选的，所述第一复眼透镜的外周圆上设置有定位凸起，所述第二复眼透镜上也设有定位凸起。设置定位凸起，方便于在安装或使用本发明LED舞台灯透镜组时，确保第一复眼透镜与第二复眼透镜的每个单元光轴重合，形成一一对应关系、且第一复眼透镜和第二复眼透镜一一对应复眼透镜单元的表面能够相互嵌合，且第一复眼透镜和第二复眼透镜不会绕中心轴旋转。

优选的，所述复眼透镜单元在纵向截面呈正六边形，各复眼透镜单元无缝联结。

优选的，所述聚光透镜的形状为碗形状，所述非连续反射面由多个非连续的反光鳞片构成；聚光透镜的小端开设有用于安装LED光源的小端开口，所述聚光透镜的小端开口底面为向外凸起的第一弧形折射面，该第一弧形折射面具有非连续表面或连续表面；聚光透镜的大端中部设有一大端开口，该大端开口底面为向外凸起的第二弧形折射面，该第二弧形折射面具有非连续表面或连续表面；所述第一复眼透镜设置于聚光透镜的大端且与聚光透镜大端端面完全重合。LED光源发出的光线经过聚光透镜的非连续反射面，通过反光鳞片整形分配混色，然后反射叠加到需要照明的区域，这样在照明光场形成色彩均匀的光斑。

优选的，所述反光鳞片为平面或曲面形状。调整反光鳞片的数量、面形参数与空间姿态可以进一步优化照明光场的色彩均匀性以及光束角。

优选的，所述第二复眼透镜与聚光透镜的大端开口对应位置设置有毛面或光学镜面。第二复眼透镜与聚光透镜的大端开口对应位置设置毛面或光学镜面，LED光源发出的部分未经聚光透镜反光鳞片混色叠加的光线经过聚光透镜折射到第二复眼透镜的毛面或光学镜面上，均匀的射到整个照明光场，从而进一步提高照明光场的色彩均匀性。

优选的，所述LED舞台灯透镜组由PMMA材料或PC材料或其他光学材料制成。

一种LED舞台灯，其包含上述LED舞台灯透镜组、设置于散热器上的LED光源、用于调节第一复眼透镜与第二复眼透镜距离的调节机构和灯罩，所述LED光源连接有驱动电源，LED光源设置于聚光透镜的小端开口处。

与现有技术相比，本发明的有益效果：聚光透镜反射面上的反光鳞片可以使LED发出的大角度光线在照明光场上进行混色叠加，这样在照明光场上形成色彩均匀的光斑，且本发明LED舞台灯透镜组设置有第一复眼透镜和第二复眼透镜，且第一复眼透镜和第二复眼透镜的每个复眼透镜单元的光轴相互重合、且第一复眼透镜和第二复眼透镜相邻的表面能够相互嵌合，同时可以通过调节第一复眼透镜与第二复眼透镜的距离，从而调节舞台灯光的光束角，这样的结构使得LED光源发出的光线经过聚光透镜反射叠加混色，以及调节两个复眼透镜的距离在照明光场上形成色彩均匀大小可调的光斑，解决了目前还没有适用于应用彩色多芯片集成封装的LED光源制作的LED舞台灯的透镜的问题。而且本发明LED舞台灯结构简单。

附图说明：

图1为现有技术中LED舞台灯光照明设备的结构示意图。

图2为本发明LED舞台灯的结构示意图（不含第二复眼透镜）。

图3为本发明LED舞台灯后视图。

图4为本发明LED舞台灯沿A-A面的剖视图。

图5为本发明LED舞台灯的第二复眼透镜的主视图。

图6为本发明LED舞台灯的第二复眼透镜的立体图。

图中标记：10-复眼透镜单元，11-第一复眼透镜，12-定位凸起，22-第二复眼透镜，221-毛面，30-聚光透镜，310-反射面，311-反光鳞片，320-第一弧形折射面，330-第二弧形折射面，340-圆锥面，40-LED光源。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

参考图2、图3、图4，本发明LED舞台灯透镜组包括用于聚焦LED光源40发出光线的聚光透镜30，及第一复眼透镜11和第二复眼透镜22，所述聚光透镜30位于第一复眼透镜11和LED光源40之间，所述第一复眼透镜11和第二复眼透镜22均由紧密联结在一起的多个复眼透镜单元10构成，所述第一复眼透镜11与第二复眼透镜22的每个复眼透镜单元10的光轴重合，形成一一对应关系、且第一复眼透镜11和第二复眼透镜22对应复眼透镜单元10的表面能够相互嵌合，即在二者相邻的表面上，第一复眼透镜11上每个凸起的复眼透镜单元10都在第二复眼透镜22上对应位置上有一个凹陷的复眼透镜单元10。所述第一复眼透镜11和第二复眼透镜22之间的距离可调。所述聚光透镜30、第一复眼透镜11和第二复眼透镜22的水平中心轴线共线。

参考图4，所述透镜组可以由PMMA材料或PC材料或其他光学材料制成，聚光透镜30的形状为碗形状，聚光透镜30上至少设有一个非连续的反射面310，所述非连续反射面310由多个非连续的反光鳞片311构成，所述反光鳞片311为平面或曲面形状，所述反光鳞片311上也可以镀有反光膜；聚光透镜30的小端开设有安装LED光源40的小端开口，所述聚光透镜30的小端开口底面为向外凸起的第一弧形折射面320，该第一弧形折射面320具有非连续表面或连续表面；聚光透镜30的大端中部设有一大端开口，该大端开口底面为向外凸起的第二弧形折射面330，该第二弧形折射面330具有非连续表面或连续表面，根据LED的光强与角度的发光曲线以及灯光的出射亮度决定第二弧形折射面330是否采用非连续表面。所述第一复眼透镜11设置于聚光透镜30的大端且与透镜大端端面完全重合。

参考图4、图5、图6，所述复眼透镜单元10在纵向截面呈正六边形，各复眼透镜单元10无缝联结。所述第一复眼透镜11的外周圆上设置有定位凸起12，所述第二复眼透镜22上也设有定位凸起12。设置定位凸起12，方便于在安装第一复眼透镜11和第二复眼透镜22时，确保第一复眼透镜11和第二复眼透镜22是平行的、并不会饶中心轴旋转，且第一复眼透镜11和第二复眼透镜22相邻的表面能够相互嵌合。所述第二复眼透镜22与聚光透镜30的大端开口对应位置设置有毛面221（也可以是光学镜面）。LED光源40发出的小角度光线经过聚光透镜30折射到第二复眼透镜22上的毛面221后，再经过毛面221均匀折射到到需要照明的区域，使灯光呈现为柔和的白光。

应用本发明透镜组的LED舞台灯，包括LED舞台灯透镜组、设置于散热器上的LED光源40、用于调节第一复眼透镜11与第二复眼透镜22距离的调节机构和灯罩，所述LED光源40为彩色多芯片集成封装的LED光源， LED光源40连接有驱动电源，LED光源40设置于聚光透镜30的小端开口处。所述LED光源40、驱动电源、调节机构和灯罩均为现有技术，此处不做详细描述。

LED光源40发出的光线大部分经过圆锥面340折射到反射面310上，再经过反射面310上的反光鳞片311反射，反光鳞片311使LED发出的大角度光线在照明光场上进行混色叠加，再经第一复眼透镜11与第二复眼透镜22在照明场上叠加，通过调节第一复眼透镜11与第二复眼透镜22的距离，可以调节整个光线的出射角度，从而调节舞台灯光的光束角，在照明光场上形成色彩均匀大小可调的光斑。反光鳞片311的数量、排列方式、面形以及空间姿态主要由照明面上能量分布的均匀性、光源的光线出射角度决定，但需要考虑射到反光鳞片311上的光线在材料中完成全反射。LED光源40发出的部分未经聚光透镜30的反光鳞片311混色叠加的小角度光线经过聚光透镜30的第一弧形折射面320的非连续表面折射到第二复眼透镜22的毛面221上，均匀的射到整个照明光场，进一步提高照明光场的色彩均匀性。形成非连续表面的多个小折射面的数量、排列方式、面形以及空间姿态主要由照明面上能量分布的均匀性、光源的光线出射角度决定。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种LED舞台灯透镜组，包括用于聚焦LED光源发出光线的聚光透镜，及第一复眼透镜和第二复眼透镜，所述聚光透镜至少设有一个非连续的反射面，聚光透镜位于第一复眼透镜和LED光源之间，所述第一复眼透镜和第二复眼透镜均由紧密联结在一起的多个复眼透镜单元构成，其特征在于，所述第一复眼透镜与第二复眼透镜的每个复眼透镜单元的光轴重合，形成一一对应关系、且第一复眼透镜和第二复眼透镜对应复眼透镜单元的表面能够相互嵌合；所述聚光透镜的形状为碗形状，所述聚光透镜上至少设有一个非连续的反射面，所述非连续反射面由多个非连续的反光鳞片构成；聚光透镜的小端开设有用于安装LED光源的小端开口，聚光透镜的大端中部设有一大端开口，所述第一复眼透镜设置于聚光透镜的大端且与聚光透镜大端端面完全重合；所述第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的距离可调，通过调节第一复眼透镜与第二复眼透镜的距离调节舞台灯光的光束角；所述聚光透镜、第一复眼透镜和第二复眼透镜的水平中心轴线共线；所述第一复眼透镜的外周圆上设置有定位凸起，所述第二复眼透镜上也设有定位凸起；所述聚光透镜的小端开口底面为向外凸起的第一弧形折射面，该第一弧形折射面具有非连续表面或连续表面；所述聚光透镜的大端开口底面为向外凸起的第二弧形折射面，该第二弧形折射面具有非连续表面或连续表面；所述第二复眼透镜与聚光透镜的大端开口对应位置设置有毛面或光学镜面。

2.根据权利要求1所述的LED舞台灯透镜组，其特征在于，所述复眼透镜单元在纵向截面呈正六边形，各复眼透镜单元无缝联结。

3.根据权利要求1所述的LED舞台灯透镜组，其特征在于，所述反光鳞片为平面或曲面形状。

4.根据权利要求1所述的LED舞台灯透镜组，其特征在于，所述透镜组由PMMA材料或PC材料或其他光学材料制成。

5.一种LED舞台灯，其特征在于，其包含权利要求1所述的LED舞台灯透镜组、设置于散热器上的LED光源、用于调节第一复眼透镜与第二复眼透镜距离的调节机构和灯罩，所述LED光源连接有驱动电源，LED光源设置于聚光透镜的小端开口处。