CN107883242A - Led光束图案灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED光束图案灯，包括壳体，所述壳体内安装有LED光源组件、聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件，所述聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置；所述聚光透镜组件包括邻近LED光源组件顺次设置的第一聚光透镜、第二聚光透镜及第三聚光透镜；所述成像透镜组件包括沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置的第一成像透镜、第二成像透镜以及第三成像透镜，所述第一成像透镜的入光面与出光面均为凹面；所述第二聚光透镜及第三聚光透镜的入光面与出光面均为凸面。本发明的技术方案能够提升LED光束图案灯的中心区域的光照强度，提高图像成像效果。

Description

LED光束图案灯
技术领域
本发明涉及一种光束灯，尤其涉及一种LED光束图案灯。
背景技术
目前舞台娱乐场所用的光束灯按光源主要分为超短弧气体放电光源(俗称杯泡、气体放电泡、反射器光源)和高密度、高流明输出的LED光源。现有技术的短弧气泡光源整灯热量大和被照物表面温度高，安全性、可靠性、光效低，灯具维护保养人工成本高，已经越来越难满足各种中小型娱乐场所的使用要求。为解决短弧光源的缺陷，业内人士开发的以LED为光源的光束灯，LED光束灯具有节能环保、安全可靠、稳定性、使用寿命和可控性高、光源色温和颜色丰富可选。但是一般LED光源因为光谱特性的差异和光出射度(光源上每单位面积向2∏球面度内发出的光通量lm/m2)远低于短弧杯泡光源，从而导致LED光束灯在亮度、光束强度、对比度光束粗实锐利程度均不如杯泡光源，为此业内人士相继开发出单芯片大面积高流明值LED光源和多芯片高密度集成LED阵列光源。但是单芯片大面积LED光源光效一直难以进一步得到提升且价格成本高，许多企业已逐步放弃使用。取而代之的是多芯片高密度集成LED阵列光源应用的光束灯，此类光源发光面积小、高光效、高流明输出使得LED光束灯在亮度和光束感等方面已逐步赶上短弧杯泡光源，但是此类型光源是由至少4个或多个芯片间隔阵列分布LED芯片中间会有宽度为0.1-0.5mm的纵横交错的暗带，芯片发光经过光学镜头后投射出准直平行光束，此时LED芯片成像并投影。光束目视观测效果就是镜头出光口段或中间段会有类似十字架空洞，在光斑中心就会表现为暗区明显，导致图案模糊的问题，此类缺陷严重影响LED光束灯的使用效果和舞台表现力。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种LED光束图案灯，能够提升LED光束图案灯的中心区域的光照强度，提高图像成像效果。
为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种LED光束图案灯，包括壳体，所述壳体内安装有LED光源组件、聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件，所述聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置；
所述聚光透镜组件包括邻近LED光源组件顺次设置的第一聚光透镜、第二聚光透镜及第三聚光透镜，所述第一聚光透镜的入光面为平面，出光面为凸面；所述第二聚光透镜的入光面为平面，出光面为凸面；所述第三聚光透镜的入光面为凸面，出光面为平面；
所述成像透镜组件包括沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置的第一成像透镜、第二成像透镜以及第三成像透镜，所述第一成像透镜的入光面与出光面均为凹面；所述第二聚光透镜及第三聚光透镜的入光面与出光面均为凸面。
优选地，所述第一聚光透镜的出光面的曲率半径为5.0～8.0mm，所述第一聚光透镜与LED光源组件的间距为1.0～3.0mm，所述第一聚光透镜的入射光的有效口径为LED光源组件最大发光尺寸的2.5～4倍。
优选地，所述第二聚光透镜的出光面的曲率半径为10.5～15.0mm，所述第二聚光透镜与第一聚光透镜设有间距。
优选地，所述第三聚光透镜的入光面的曲率半径为10.5～15.0mm，所述第三聚光透镜与第二聚光透镜呈对称设置。
优选地，所述第一成像透镜的入光面的曲率半径为125.28～137.28mm，出光面的曲率半径为145.06～155.06mm。
优选地，所述第二成像透镜的入光面的曲率半径为145.06～155.06mm，出光面的曲率半径为130.03～140.03mm，且所述第二成像透镜与第一成像透镜组装成胶合镜组。
优选地，所述第三成像透镜的入光面与出光面的曲率半径均为255.05～265.05mm，所述第三成像透镜与胶合镜组间隔设置。
优选地，所述图案花样组件包括层叠设置的图案板以及颜色板。
优选地，所述图案板设有通光孔，所述通光孔的内径为5～8mm，且图案板与第三聚光透镜的间距为2.0～6.0mm。
优选地，所述LED光源组件包括铝基板，安装于所述铝基板上的LED光源以及与所述铝基板热接触的散热模组，所述LED光源为单色多芯片紧凑阵列分布的光源。
本发明的技术方案包括LED光束图案灯，包括壳体，所述壳体内安装有LED光源组件、聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件，所述聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置，该聚光透镜组件能够将LED光源组件发射的光束进行聚合形成聚合光束，该聚合光束聚焦于图案花样组件上，此时聚焦光束中心光线能量集中，光斑均匀，可以有效弥补了光源芯片间隔所导致的暗区；该聚合光线依次通过沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置的第一成像透镜、第二成像透镜以及第三成像透镜后，可以射出中心无暗区及无空洞的图像，色差消除较好，并且具有光束粗实锐利视觉效果，成像清晰的光束图案效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明LED光束图案灯一实施例的出光光路示意图；
图2为图1中LED光源组件与聚光透镜组件配合的结构示意图；
图3为图1的纵向剖面结构示意图；
图4为图1的成像效果及波形图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参照图1至图4，在本发明实施例中，该LED光束图案灯，包括壳体，所述壳体内安装有LED光源组件10、聚光透镜组件20、图案花样组件30以及成像透镜组件40，所述聚光透镜组件20、图案花样组件30以及成像透镜组件40沿LED光源组件10的出射光路方向顺次设置；
所述聚光透镜组件20包括邻近LED光源组件10顺次设置的第一聚光透镜21、第二聚光透镜22及第三聚光透镜23，所述第一聚光透镜21的入光面为平面，出光面为凸面；所述第二聚光透镜22的入光面为平面，出光面为凸面；所述第三聚光透镜23的入光面为凸面，出光面为平面；
所述成像透镜组件40包括沿LED光源组件10的出射光路方向顺次设置的第一成像透镜41、第二成像透镜42以及第三成像透镜43，所述第一成像透镜41的入光面与出光面均为凹面；所述第二聚光透镜22及第三聚光透镜23的入光面与出光面均为凸面。
本实施例中，通过聚光透镜组件20能够将LED光源组件10的发光角度为100～120°以内的光线收集后形成一束角度为45～65°的聚合光束，该聚合光束聚焦于图案花样组件30上，然后经过成像透镜组件40射出，可以射出中心无暗区及无空洞的图像，并且具有光束粗实锐利视觉效果，成像清晰的光束图案效果。从图4可以看出，本方案可以明显改善产能成像图像的中心的光照强度，提高图像成像质量。本实施例中，第一成像透镜41、第二成像透镜42以及第三成像透镜43组组成的成像透镜组件中存在一个复合等效焦距。
本发明的技术方案包括LED光束图案灯，包括壳体以及安装有LED光源组件10、聚光透镜组件20、图案花样组件30以及成像透镜组件40，该聚光透镜组件20、图案花样组件30以及成像透镜组件沿LED光源组件10的出射光路方向顺次设置，该聚光透镜组件20能够将LED光源组件10发射的光束进行聚合形成聚合光束，该聚合光束聚焦于图案花样组件30上，此时聚焦光束中心光线能量集中，光斑均匀，可以有效弥补了光源芯片间隔所导致的暗区；该聚合光线依次通过沿LED光源组件10的出射光路方向顺次设置的第一成像透镜41、第二成像透镜42以及第三成像透镜43后，可以射出中心无暗区及无空洞的图像，色差消除较好，并且具有光束粗实锐利视觉效果，成像清晰的光束图案效果。
请参照图3，在一具体的实施例中，所述第一聚光透镜21的出光面的曲率半径为5.0～8.0mm，所述第一聚光透镜21与LED光源组件10的间距为1.0～3.0mm，所述第一聚光透镜21的入射光的有效口径为LED光源组件10最大发光尺寸的2.5～4倍。考虑到，间距小于1.0mm时无法形成聚焦光束，间距大于3.0mm将导致漏光导致光效严重降低的问题，第一聚光透镜21与LED光源组件10的间距优选为1.6mm，较佳的方案为1.6～2.0mm，如此，LED光源组件10发出的大角度较低光强光线将被弃用，剩余80％中心光强较高的光线通过第一聚光透镜21射入。第一聚光透镜21的出光面的曲率半径优选为6mm。
进一步的，所述第二聚光透镜22的出光面的曲率半径为10.5～15.0mm，所述第二聚光透镜22与第一聚光透镜21设有间距。本实施例中，第二聚光透镜22的出光面的曲率半径优选为10.8mm。该间距可以根据实际的要求灵活设置。
进一步的，所述第三聚光透镜23的入光面的曲率半径为10.5～15.0mm，所述第三聚光透镜23与第二聚光透镜22呈对称设置。本实施例中，第三聚光透镜23的出光面的曲率半径优选为10.8mm。应该指出的是，第三聚光透镜23与第二聚光透镜22的光学尺寸等同、方向相反，且可均玻璃材质的材质。
请参照图3，在一具体的实施例中，所述第一成像透镜41的入光面的曲率半径为125.28～137.28mm，出光面的曲率半径为145.06～155.06mm。本实施例中，第一成像透镜41的入光面的曲率半径优选为131.28mm，出光面的曲率半径优选为150.06mm。
进一步的，所述第二成像透镜42的入光面的曲率半径为145.06～155.06mm，出光面的曲率半径为130.03～140.03mm，且所述第二成像透镜42与第一成像透镜41组装成胶合镜组。本实施例中，第二成像透镜42的入光面的曲率半径优选为150.06mm，出光面的曲率半径优选为135.03mm。
进一步的，所述第三成像透镜43的入光面与出光面的曲率半径均为255.05～265.05mm，所述第三成像透镜43与胶合镜组间隔设置。本实施例中，第三成像透镜43的入光面及出光面的曲率半径优选为260.05mm。
通过上述的第一成像透镜41、第二成像透镜42及第三成像透镜43能够对图案花样进行成像，该成像的形状可以根据图案的形状来确定。
请参照图2，在一具体的实施例中，所述图案花样组件30包括层叠设置的图案板以及颜色板。本实施例中，该图案花样组件30可以由图案板及颜色板组成，该图案板上设置有图案，而颜色板可以进行相应的滤光，如此，可以呈现多种颜色，丰富最后的成像图像的成像效果。
在一实施例中，所述图案板设有通光孔，所述通光孔的内径为5～8mm，且图案板与第三聚光透镜23的间距为2.0～6.0mm。本实施例中，该通光孔的内径优选为6mm，图案板与第三聚光透镜23的间距优选为4.0mm，并且图案板的厚度小于0.2mm。
请参照图2，在一具体的实施例中，所述LED光源组件10包括铝基板11，安装于所述铝基板11上的LED光源12以及与所述铝基板11热接触的散热模组，所述LED光源12为单色多芯片紧凑阵列分布的光源。为了方便散热，本实施例中的铝基板11上还连接有散热模组，该散热模组可以为散热鳍片等其他结构，该LED光源12优选为单色多芯片紧凑阵列分布的光源，可以提高增加出光的面积和提高光线的利用率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED光束图案灯，包括壳体，其特征在于，所述壳体内安装有LED光源组件、聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件，所述聚光透镜组件、图案花样组件以及成像透镜组件沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置；
所述聚光透镜组件包括邻近LED光源组件顺次设置的第一聚光透镜、第二聚光透镜及第三聚光透镜，所述第一聚光透镜的入光面为平面，出光面为凸面；所述第二聚光透镜的入光面为平面，出光面为凸面；所述第三聚光透镜的入光面为凸面，出光面为平面；
所述成像透镜组件包括沿LED光源组件的出射光路方向顺次设置的第一成像透镜、第二成像透镜以及第三成像透镜，所述第一成像透镜的入光面与出光面均为凹面；所述第二聚光透镜及第三聚光透镜的入光面与出光面均为凸面。
2.如权利要求1所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述第一聚光透镜的出光面的曲率半径为5.0～8.0mm，所述第一聚光透镜与LED光源组件的间距为1.0～3.0mm，所述第一聚光透镜的入射光的有效口径为LED光源组件最大发光尺寸的2.5～4倍。
3.如权利要求1所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述第二聚光透镜的出光面的曲率半径为10.5～15.0mm，所述第二聚光透镜与第一聚光透镜设有间距。
4.如权利要求3所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述第三聚光透镜的入光面的曲率半径为10.5～15.0mm，所述第三聚光透镜与第二聚光透镜呈对称设置。
5.如权利要求1所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述第一成像透镜的入光面的曲率半径为125.28～137.28mm，出光面的曲率半径为145.06～155.06mm。
6.如权利要求1所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述第二成像透镜的入光面的曲率半径为145.06～155.06mm，出光面的曲率半径为130.03～140.03mm，且所述第二成像透镜与第一成像透镜组装成胶合镜组。
7.如权利要求6所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述第三成像透镜的入光面与出光面的曲率半径均为255.05～265.05mm，所述第三成像透镜与胶合镜组间隔设置。
8.如权利要求1所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述图案花样组件包括层叠设置的图案板以及颜色板。
9.如权利要求8所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述图案板设有通光孔，所述通光孔的内径为5～8mm，且图案板与第三聚光透镜的间距为2.0～6.0mm。
10.如权利要求1所述的LED光束图案灯，其特征在于，所述LED光源组件包括铝基板，安装于所述铝基板上的LED光源以及与所述铝基板热接触的散热模组，所述LED光源为单色多芯片紧凑阵列分布的光源。
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