CN104595811B - 变焦投射灯 - Google Patents

Abstract

本发明为一种变焦投射灯，其具有：一反射罩、一光源、一固定式透镜以及一移动式透镜。本发明之实施，可以藉由移动移动式透镜，而调整变焦投射灯之移动式透镜与固定式透镜的相对位置，使变焦投射灯可依照使用者之需求，输出散光模式的光束(broad beam)或聚光模式的光束(collimating beam)，或是渐进式的介于散光模式与聚光模式之间的光束。

Description

变焦投射灯

技术领域

本发明系关于一种投射灯，特别是关于一种具有固定式透镜及移动式透镜之变焦投射灯。

背景技术

随着社会的现代化与环保意识的抬头，人们对于节能产品的需求日益攀升。而LED与OLED产业的快速进展与成本的大幅降低，更使LED与OLED渐渐成为节能需求下之主要照明元件。

其中，投射灯结构，亦为LED与OLED应用范畴的主要产品之一，尤其是高功率的LED投射灯，已逐渐成为时下投射灯应用的主流，不论是特殊照明、救难搜索、舞台或伸展台应用或是汽车照明，皆已逐渐大量使用高功率的LED投射灯来取代传统耗电量大又容易发热的投射灯。

然而，时至今日，可以直接输出散光模式(broad beam)的光束、聚光模式(collimating beam)的光束、或是渐进式的介于散光模式与聚光模式间的光束之高功率的LED投射灯，特別是高功率的LED变焦投射灯，却仍然付之阙如。

习知大多数投射灯的量产，不仅制作复杂度高，所制作的投射灯亦无法单纯仅让光线形成近似准直的输出，而导致投射灯使用时因杂光之生成，而降低了投射灯之使用效率。

有鉴于此,一种实用的变焦投射灯，借由简单的光学、机构设备及制作容易的设计，在小体积、不须昂贵设备、低成本需求的状況下，即能产生出高品质且兼具散光模式、聚光模式的变焦投射灯，在散光模式下，可以获得一宽广均匀光形，在聚光模式下，可以单纯地仅让光线形成近似准直的输出，又不会生成杂光，便日渐为LED、OLED与投射灯应用之各产业所共同期盼。

发明内容

本发明为一种变焦投射灯，其具有：一光源、一反射罩、一固定式透镜以及一移动式透镜。本发明之实施，可藉由移动移动式透镜，而调整变焦投射灯之移动式透镜与固定式透镜的相对位置，使变焦投射灯可依照使用者之需求，输出散光模式的光束(broad beam)或聚光模式的光束(collimating beam)，或是渐进式的介于散光模式与聚光模式间的光束。

本发明系提供一种变焦投射灯，其包括：一反射罩,其具有一中央轴、一出光口及与出光口相对之一底部面，且中央轴系由出光口之中心点与底部面之中心点的连线所形成；一光源，固设于底部面之中央轴上；一固定式透镜，固设于出光口侧之反射罩内，且中央轴系与固定式透镜之轴心相重叠，固定式透镜周边并固设有向光源侧延伸之一第一遮光套筒；以及一移动式透镜，可移动的设置于光源及固定式透镜间之中央轴上，移动式透镜周边并固设有向光源侧延伸之一第二遮光套筒。

本发明的实施，至少可以达到下列进步功效：

一、结构简单，容易制造，且成本低廉。

二、可以输出散光模式的光束(broad beam)或聚光模式的光束(collimatingbeam)或渐进式的介于散光模式与聚光模式间的光束。

为使本领域相关技术人员了解本发明之技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露之内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关之目的及优点，因此将在实施方式中详细敘述本发明之详细特征以及优点。

附图说明

图1系为一种变焦投射灯之剖视示意图。

100、变焦投射灯；10、反射罩；10a、底端遮光套筒；11、中央轴；12、出光口；13、底部面；20、光源；30、固定式透镜；40、第一遮光套筒；50、移动式透镜；70、第二遮光套筒；

图2系为一种变焦投射灯之光源的光线行进示意图。

图3系为另一种变焦投射灯之光源的光线行进示意图。

图4系为一种具有透光板之变焦投射灯之剖视示意图。

图5系为另一种具有透光板之变焦投射灯之剖视示意图。

图6系为一种具有散热机构之变焦投射灯之剖视示意图。

图7系为一种具有透光板及散热机构之变焦投射灯之剖视示意图。

图2-图7附图标记：100、变焦投射灯；10、反射罩；10a、底端遮光套筒；11、中央轴；12、出光口；13、底部面；20、光源；30、固定式透镜；40、第一遮光套筒；50、移动式透镜；60、聚光模式的光束；60’、散光模式的光束；70、第二遮光套筒；80、透光板；90、散热机构；A、B、C：光线行进方向；D、E：光线行进方向；D1、固定式透镜之直径；D2、移动式透镜之直径。

具体实施方式

请参考如图1所示，为实施例之一种变焦投射灯100，其包括：一反射罩10；一光源20；一固定式透镜30；以及一移动式透镜50。

如图1所示，反射罩10，其具有一中央轴11、一出光口12及与出光口12相对之一底部面13，且中央轴11系由出光口12之中心点与底部面13之中心点的连线所形成。另外，反射罩10的形状或材质，系可以使反射罩10之内表面可以将照射至之光线反射而经由出光口12以近似准直或小角度发散的方式射出。

同样如图1所示，光源20，系固设于底部面13之中央轴11上，位于出光口12的相对侧。光源20可以为至少一LED或至少一OLED所组成，当然也可以是至少一LED及至少一OLED所组成，且光源20所发出之光线，可以视应用所需，而为白光、黃光或其他任一颜色的单色光，或者是至少二种以上颜色的光所混光而形成之光线。

如图1所示，固定式透镜30，系固设于出光口12侧之反射罩10内，且反射罩10之中央轴11系与固定式透镜30之轴心相重叠，固定式透镜30之周边并固设有向光源20侧延伸之第一遮光套筒40。

固定式透镜30固设于出光口12侧之位置，可以选择使固定式透镜30之一表面与出光口12切齐，而固定式透镜30之另一表面则位于反射罩10之内。

固定式透镜30系可以为一正透镜、一负透镜、一菲涅尔透镜、一液态透镜、一液晶透镜或一具有相位调制功能之空间光调制装置。且第一遮光套筒40，系可以为光吸收材质或雾面材质所形成，如此，光源20照射至第一遮光套筒40之光线便不会产生穿透或反射而于不特定的方向上产生杂光。

所述之正透镜，系指当一准直或是近似平行的光束以平行于光轴的方式入射至一透镜，于光入射面的相对面方向聚焦，并于相对面产生收敛的光束；而负透镜则系指当一准直或是近似平行的光束以平行于光轴的方式入射至一透镜，于光入射面的同一方向产生虚像之聚焦，而于相对面产生发散的光束。

另一方面，如图2及图3所示，第一遮光套筒40之长度可以设计制作为，使光源20发射之任一光线皆无法直接自反射罩10之出光口12射出。

再如图1所示，移动式透镜50，其系可移动的设置于光源20及固定式透镜30间之中央轴11上，移动式透镜50之周边并固设有向着光源20侧延伸之第二遮光套筒70。其中，移动式透镜之直径D2系小于固定式透镜之直径D1，而使固设有第二遮光套筒70之移动式透镜50的移动范围可以自固定式透镜30之一端至光源20之一端。

移动式透镜50系可以为一正透镜、一负透镜、一菲涅尔透镜、一液态透镜、一液晶透镜或一具有相位调制功能之空间光调制装置。且第二遮光套筒70，系可以为光吸收材质或雾面材质所形成，如此，光源20照射至第二遮光套筒70之光线便不会产生穿透或反射而于不特定的方向上产生杂光。

再者，如图2及图3所示，随着移动式透镜50与固定式透镜30相对位置的不同，照射并穿透过移动式透镜50的光线，可以全数或部份照射并穿透过固定式透镜30。

如图2所示，光源20发射出的行进方向A之光线或者是与中央轴11之夹角大于行进方向A与中央轴11之夹角的光线，皆受反射罩10之底端遮光套筒10a阻挡而无法自反射罩10之出光口12射出(图示中以连结虚线及X表示无法照射至)。

如图2所示，光源20发射出的行进方向B之光线，或与中央轴11之夹角小于行进方向A与中央轴11之夹角并且大于行进方向C与中央轴11之夹角的光线，皆照射至反射罩10，而受反射罩10反射并自出光口12以近似准直或小角度发散的方式射出。

如图2所示，光源20发射出的与中央轴11之夹角小于行进方向C与中央轴11之夹角，并且大于行进方向D与中央轴11之夹角的光线，则受第一遮光套筒40阻挡，且因第一遮光套筒40可以为光吸收材质所形成，这些光线便不会经由第一遮光套筒40穿透或反射而产生方向杂乱之杂光。

光源20发射出的行进方向D之光线，则受第二遮光套筒70阻挡而不会自出光口12射出(图示图2中，以连结虚线及X表示无法照射到达)。

如图2所示，光源20发射出的与中央轴11之夹角小于行进方向D与中央轴11之夹角，并且大于行进方向E与中央轴11之夹角的光线，则受第二遮光套筒70阻挡，且因第二遮光套筒70可以为光吸收材质所形成，这些光线便不会经由第二遮光套筒70穿透或反射而产生方向杂乱之杂光。

接着，一样如图2所示，光源20发射出的与中央轴11之夹角小于行进方向E与中央轴11之夹角的光线，则全数照射至移动式透镜50，并于受移动式透镜50调变后穿透移动式透镜50并照射至固定式透镜30，再受固定式透镜30调变成为聚光模式的光束60(collimating beam)而自出光口12射出。

如图2所示之变焦投射灯100，移动式透镜50与固定式透镜30之相关位置使光源20照射出的光线，一部份被反射罩10反射而自出光口12以近似准直或小角度发散的方式射出、另一部份被反射罩10之底端遮光套筒10a或第一遮光套筒40或第二遮光套筒70阻挡、而经由移动式透镜50调变射出并到达固定式透镜30再受固定式透镜30调变而自出光口12射出的光线，系以聚光模式的光束60(collimating beam)之形式射出。

请继续参考如图3所示，当移动式透镜50及第二遮光套筒70，于中央轴11上移动至靠近光源20之时，光源20所发射出的光线大部份会照射至第二遮光套筒70及移动式透镜50。

各实施例中，使移动式透镜50于中央轴11上移动的元件或方式，可以使用连接至第二遮光套筒70的外接驱动裝置为之(图未示)。

如图3所示，光源20发射出的行进方向A之光线，或者是与中央轴11之夹角大于行进方向A与中央轴11之夹角的光线，皆受反射罩10之底端遮光套筒10a或第二遮光套筒70阻挡而无法自反射罩10之出光口12射出(图示中以连结虚线及X表示无法照射到达)。

如图3所示，光源20发射出的行进方向B之光线，或与中央轴11之夹角小于行进方向A与中央轴11之夹角并且大于行进方向C与中央轴11之夹角的光线，皆照射至第二遮光套筒70，而受第二遮光套筒70阻挡，无法自出光口12射出(图示中以连结虚线及X表示无法照射到达)。

如图3所示，光源20发射出的行进方向C之光线，虽然受移动式透镜50调变后射出，但受到第一遮光套筒40阻挡，因此亦不会自出光口12射出(图示中以连结虚线及X表示无法照射到达)。

如图3所示，光源20发射出的与中央轴11之夹角小于行进方向C，并且大于或等于行进方向E与中央轴11之夹角的光线，虽然受移动式透镜50调变后射出，但会受到第一遮光套筒40阻挡，因此也不会自出光口12射出(图示中以连结虚线及X表示无法照射到达)。

同样如图3所示，光源20发射出的与中央轴11之夹角小于或等于行进方向E与中央轴11之夹角的光线，则全数照射至移动式透镜50，受移动式透镜50调变后穿过移动式透镜50并照射至固定式透镜30，再受固定式透镜30调变成为散光模式的光束60’(broad beam)而自出光口12射出。

如图3所示之变焦投射灯100，移动式透镜50与固定式透镜30之相关位置使光源20照射出的光线，一部份被反射罩10之底端遮光套筒10a或第二遮光套筒70阻挡，另一部份经由移动式透镜50调变射出后受第一遮光套筒40阻挡，而经由移动式透镜50调变射出并到达固定式透镜30而受固定式透镜30调变射出的光线，则自出光口12以散光模式的光束60’(broad beam)之形式射出。

于前述实施例中，移动式透镜50及固定式透镜30之组合称为是一个等效正透镜(equivalent positive lens)之行为模式。

接着请看如图4及图5所示，变焦投射灯100的反射罩10的出光口12可以进一步覆盖一透光板80。如此，可以确保异物或水滴不会自出光口12进入反射罩10内而影响变焦投射灯100的正常运作。当然，反射罩10的底部面13也可以覆盖一个遮蔽物(图未示)，确保异物或水滴不会自底部面13进入反射罩10内。

另外，如图6及图7所示，变焦投射灯100，可以进一步具有一散热机构90与光源20相结合。散热机构90之大小或材质并无特殊之限定，仅注意以不影响变焦投射灯100之正常运作，而且可以增加光源20之散热面积即可。其中，如图7所示之实施例，为同时具有散热机构90及透光板80之一种变焦投射灯100的实施态样。

总而言之，由前述各实施例可知，变焦投射灯100之实施，移动式透镜50可以于中央轴11上移动，在移动式透镜50移动至靠近固定式透镜30时，移动式透镜50与固定式透镜30之相关位置会使经由移动式透镜50调变射出并到达固定式透镜30再受固定式透镜30调变而自出光口12射出的光线，以聚光模式的光束60(collimating beam)之形式射出。

当移动式透镜50向着光源20方向移动时，经由移动式透镜50调变射出并到达固定式透镜30再受固定式透镜30调变而自出光口12射出的光线，则会逐渐发散，而成为介于如图2所示聚光模式的光束60(collimating beam)及如图3所示散光模式的光束60’(broadbeam)之间的光束。

再者，当移动式透镜50移动至较接近光源20时，移动式透镜50与固定式透镜30之相关位置会使经由移动式透镜50调变射出并到达固定式透镜30再受固定式透镜30调变而自出光口12射出的光线，系以散光模式的光束60’(broad beam)之形式射出。

前述各实施态样中，第一遮光套筒40、第二遮光套筒70或反射罩10之底端遮光套筒10a，系可以进行遮蔽，使光源20发射之任一光线皆无法直接自出光口12射出。

惟上述各实施例系用以说明本发明之特点，其目的在使熟习该技术者能了解本发明之内容并据以实施，而非限定本发明之专利范围，故凡其他未脱离本发明所揭示之精神而完成之等效修饰或修改，仍应包含在以下所述之申请专利范围中。

Claims (9)

1.一种变焦投射灯，其特征在于包括：一反射罩，其具有一中央轴、一出光口及与该出光口相对的一底部面，且该中央轴系由该出光口的中心点与该底部面的中心点的连线所形成；一光源，固设于该底部面的该中央轴上；一固定式透镜，固设于该出光口侧的该反射罩内，且该中央轴与该固定式透镜之轴心相重叠，该固定式透镜周边并固设有向该光源侧延伸的一第一遮光套筒；以及一移动式透镜，可移动的设置于该光源及该固定式透镜间的该中央轴上，该移动式透镜周边并固设有向该光源侧延伸的一第二遮光套筒，第一遮光套筒的长度设计制作为，使光源发射的任一光线皆无法直接自反射罩的出光口射出；第二遮光套筒的长度设计制作为，当所述变焦投射灯射出聚光模式的光束时，所述第二遮光套筒的长度使光源发射的任一光线皆无法直接自固定式透镜射出。

2.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述固定式透镜与该移动式透镜形成一等效正透镜。

3.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述第一遮光套筒为光吸收材质或雾面材质所形成。

4.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述固定式透镜为一正透镜、一负透镜、一菲涅尔透镜，一液态透镜、一液晶透镜或一具有相位调制功能的空间光调制装置。

5.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述移动式透镜为一正透镜、一负透镜、一菲涅尔透镜、一液态透镜、一液晶透镜或一具有相位调制功能的空间光调制装置。

6.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述光源为至少一LED或至少一OLED所组成。

7.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述第二遮光套筒为光吸收材质或雾面材质所形成。

8.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：所述出光口进一步覆盖一透光板。

9.根据权利要求1所述的变焦投射灯，其特征在于：其进一步具有一散热机构与该光源相结合。