CN114811481B - 一种改善光束亮度均匀性的舞台灯 - Google Patents

一种改善光束亮度均匀性的舞台灯 Download PDF

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Abstract

本申请涉及舞台灯的技术领域，公开了一种改善光束亮度均匀性的舞台灯，其包括灯组、透镜组以及混光装置，灯组包括电路板和设置在电路上的若干LED芯片，透镜组包括固定在电路板上的多个采光管，每个LED芯片均位于一根采光管内，采光管内安装有第一凸透镜，LED芯片位于第一凸透镜的焦点处，混光装置包括聚光罩，聚光罩靠近透镜组的一端在电路板上的投影将透镜组笼罩，聚光罩内设置有第二凸透镜。本申请中多个LED芯片发出的光在混光装置内充分混合，使得射出的光线分布均匀，从而有利于提高光束的亮度均匀性，从而提高舞台灯光效果。

Description

一种改善光束亮度均匀性的舞台灯
技术领域
本申请涉及舞台灯的技术领域，尤其是涉及一种改善光束亮度均匀性的舞台灯。
背景技术
由于单色 LED 的发光颜色饱和度比较高，在色彩表现上有非常高的自由度。因此，现有的舞台灯开始大量采用LED光源。LED芯片发热量高，因此单个LED芯片不能承受高功率，需采用LED阵列的方式来实现高光通量以获得理想的舞台灯光照明光源。但是，多个LED芯片发出的光并没有很好的进行混合，导致射出的光束亮度不均匀，从而影响灯光效果。
发明内容
为了使得舞台灯输出光束亮度更加均匀，本申请提供一种改善光束亮度均匀性的舞台灯。
本申请提供的一种改善光束亮度均匀性的舞台灯采用如下的技术方案：
一种改善光束亮度均匀性的舞台灯，包括灯组、透镜组以及混光装置，所述灯组包括电路板和设置在电路上的若干LED芯片，所述透镜组包括固定在电路板上的多个采光管，每个LED芯片均位于一根采光管内，所述采光管内安装有第一凸透镜，所述LED芯片位于第一凸透镜的焦点处，所述混光装置包括聚光罩，所述聚光罩靠近透镜组的一端在电路板上的投影将透镜组笼罩，所述聚光罩内设置有第二凸透镜。
通过采用上述技术方案，LED芯片发出的光经第一凸透镜汇聚后近似形成平行光，由于透镜组被聚光罩笼罩，从而使得多束平行管均会透过第二透镜组，从而减少光损。多束平行光透过第二凸透镜后在聚光罩内汇聚并混合成一道光束，使得射出的光束亮度均匀，从而提高了舞台灯光效果。
优选的，所述聚光罩包括渐缩段和混光段，所述混光段与渐缩段的小端连通，所述渐缩段的大端朝向透镜组，所述第二凸透镜安装在渐缩段的大端，所述渐缩段的小端位于第二凸透镜的焦点处。
通过采用上述技术方案，多束平行光透过第二凸透镜后在渐缩段和混光段的连接处汇聚，然后在混光段内反射使得光线充分混合并最终汇聚成一束光束并混光段的出光端射出。
优选的，所述混光段远离渐缩段的一端固定连接有反光罩，所述反光罩内设置有第三凸透镜，所述混光段的出光端位于第三凸透镜的焦点处。
通过采用上述技术方案，多束平行光在混光段内混合形成一道光束并射出，直射第三凸透镜的光线以类似平行光的方式射出，其余光线罩设在反光罩内不断反射并最终以类似平行光的方式射出，从而使得多个LED芯片发出光最终汇聚呈一道光线分布均匀的光束射出，进而使得光束的亮度更加均匀，有利于提高舞台灯光效果。
优选的，还包括对灯组起散热作用的散热装置，所述散热装置包括安装壳，所述电路板安装在安装壳内，所述电路板上开有多个与采光管连通的通孔，所述安装壳连通有出风管，所述出风管内设置有散热风扇。
通过采用上述技术方案，由于LED芯片的发热量，若LED芯片长期处于高温环境下，则容易损坏。因此，通过设置散热装置，当舞台灯工作时，散热风扇运转抽风，使得积聚在采光管内的热量及时抽出，从而降低空气温度，有利于延长LED芯片的使用寿命。
优选的，所述出风管内设置有分隔机构，所述分隔机构可开合设置。
通过采用上述技术方案，当舞台灯工作时，分隔机构打开，使得散热风扇能够及时将热空气排出。当舞台灯停止工作时，分隔机构闭合，从而使得灰尘不易附着在电路板或进入采光管内，不仅使得电路板不易因积灰而短路，而且有利于提高光线质量。
优选的，所述分隔机构包括固定在出风管的固定板，所述固定板开设有多个排气孔，所述固定板转动连接有转杆，所述转杆与出风管同轴设置，所述转杆固定连接有多块挡板，所述挡板与固定板转动抵接，当转杆静止时，所述挡板将排气孔遮挡，所述散热风扇连接有带动转杆转动的传动组件。
通过采用上述技术方案，当散热风扇工作时，散热风扇通过传动组件带动转杆转动，挡板跟随转杆转动，从而间断通闭排气孔，使得热空气能够排出。当散热风扇停止工作时，转杆在传动组件的作用下转动至原来位置，挡板将对应的排气孔遮挡，从而将出风管的通路截断，提高了安装壳的密封性。
优选的，所述传动组件包括安装在散热风扇的扇叶上的第一磁铁和安装在挡板上的第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁极性相反。
通过采用上述技术方案，由于第一磁铁与第二磁铁极性相反，使得第一磁铁与第二磁铁相互吸引，在磁力的作用下，挡板与散热风扇的扇叶保持同步转动，从而实现对排气孔的通闭。
优选的，所述安装壳上开设有进气孔，所述进气孔内设置有过滤棉。
通过采用上述技术方案，当散热风扇工作时，安装壳内形成负压环境，外界的冷空气进入安装壳，从而有利于LED芯片降温。同时过滤棉的存在，将空气中的水和灰尘滤除，从而不会影响电路板和LED芯片的正常工作。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请中第一凸透镜将单个LED芯片发出的光初步汇聚为平行光，第二凸透镜将多束平行管再次汇聚，汇聚后的光线在聚光罩内充分混合再经第三凸透镜射出，从而使得射出的光束亮度均匀，提高了灯光效果；
2.通过设置散热风扇对LED芯片进行散热，有利于延长LED芯片的使用时间；
3.通过在出风管内设置分隔机构并通过散热风扇的运转状态控制分隔机构的开合，不仅有利于散热，而且当舞台灯停止工作后，外部灰尘和水汽不能镜出风管进入安装壳内，从而确保舞台灯正常工作。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图；
图2是本申请散热装置的结构示意图；
图3是本申请中图2中A的放大示意图。
附图标记说明：
1、灯组；11、电路板；12、LED芯片；2、透镜组；21、采光管；22、第一凸透镜；3、混光装置；31、聚光罩；311、渐缩段；312、混光段；32、第二凸透镜；33、反光罩；34、第三凸透镜；4、散热装置；41、安装壳；42、进气孔；43、过滤棉；44、出风管；45、散热风扇；46、分隔机构；461、固定板；462、排气孔；463、转杆；464、挡板；5、通孔；6、传动组件；61、第一磁铁；62、第二磁铁。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种改善光束亮度均匀性的舞台灯。参照图1，包括灯组1、正对灯组1的透镜组2、正对透镜组2的混光装置3、以及对灯组1起散热作用的散热装置4。
参照图1，灯组1包括电路板11和安装在电路板11上的若干LED芯片12，LED芯片12与电路板11电性连接，若干LED芯片12呈圆形阵列分布形成阵列光源。透镜组2包括固定在电路板11上的若干采光管21，采光管21的数量与LED芯片12的数量一致，采光管21与电路板11垂直。每个LED芯片12均被对应的采光管21笼罩并位于采光管21在电路板11上的投影中部。采光管21远离电路板11的一端镶嵌有第一凸透镜22，LED芯片12位于第一凸透镜22的焦点处，LED芯片12发出的光照在第一凸透镜22上，在第一凸透镜22的汇聚作用下以近似平行光的方式射出。
参照图1，混装装置包括正对透镜组2的聚光罩31，聚光罩31包括渐缩段311和混光段312，渐缩段311呈两端贯通的空心圆台状，混光段312为管状，混光段312的一端与渐缩段311的小端固定连接。渐缩段311的大端朝向透镜组2设置，渐缩段311的大端在电路板11上的投影将透镜组2覆盖。渐缩段311的大端镶嵌有第二凸透镜32，渐缩段311与混光段312的连通处位于第二凸透镜32的焦点处。经第一凸透镜22汇聚的多束平行光线照射在第二凸透镜32上，在第二凸透镜32的汇聚作用下，多束平行光线射入渐缩段311内并在渐缩段311与混光段312的连通处汇聚，然后射入混光段312内，光线在混光段312内不断反射从而充分混合。
参照图1，混光段312远离渐缩段311的一端固定连接有反光罩33，反光罩33采用抛物线曲面设计。反光罩33的内表面采用方形球面，能有效减弱眩光。反光罩33的底面采用方形镜面，以提高等效进光量。反光罩33的母线由多段弧形构成，用于追踪光线的反射轨迹，以降低光损，使得射出的光线更均匀柔和。
参照图1，反光罩33远离混光段312的一端镶嵌有第三凸透镜34，混光段312远离渐缩段311的一端位于第三凸透镜34的焦点处。多束平行光在混光段312内充分混合后汇聚成一道光束并从混光段312的出光端射出，直射第三凸透镜34上后以类似平行光的方式射出，剩余的光线在反射罩内不断反射并最终经第三凸透镜34以近似平行光的方式射出，从而使得射出的光束亮度均匀且柔和。
参照图2，散热装置4包括安装壳41，安装壳41为舞台灯壳体的一部分，安装壳41的一端开口设置。电路板11安装在安装壳41的开口端，电路板11与安装壳41体的壳底之间留有间隙形成散热腔。电路板11上开有若干与采光管21连通的通孔5，通孔5与散热腔连通，LED芯片12工作产生的热量经通孔5进入散热腔内。安装壳41的侧壁开有进气孔42，进气孔42内设置有过滤棉43，过滤棉43用于将空气中的水分和灰尘滤除。
参照图2，安装壳41正对电路板11的一侧连通有两根出风管44，出风管44内安装有散热风扇45。出风管44内设置有分隔机构46，分隔机构46可开合设置，分隔机构46用于通闭出风管44。
参照图2和图3，分隔机构46包括设置在出风管44内的固定板461，固定板461呈圆形设置，固定板461的周壁与出风管44的内周壁粘接固定，固定板461正对散热风扇45的出风端。固定板461上开设有多个排气孔462，多个排气孔462以固定板461的轴线为中心圆周分布在固定板461上，排气孔462沿固定板461的径向延伸。固定板461靠近散热风扇45的一侧通过轴承转动连接有转杆463，转杆463与固定板461垂直，转杆463与出风管44同轴设置。转杆463的周壁固定连接有多块挡板464，挡板464的数量与排气孔462的数量一致，多块挡板464圆周均匀分布在转杆463上，挡板464与固定板461转动抵接。当转杆463静止时，挡板464将对应的排气孔462遮挡。
参照图3，散热风扇45连接有带动转杆463转动的传动组件6。在本申请中传动组件6包括安装在散热风扇45的扇叶上的第一磁铁61和安装在挡板464上的第二磁铁62，第一磁铁61与第二磁铁62极性相反并相互吸引。在其他实施例中，传动组件6还可以是固定在挡板464与散热风扇45的扇叶之间的连接杆。这里就不再一一例举。
当散热风扇45工作时，挡板464跟随扇叶同步转动，从而导通出风管44，使得热空气能够及时排出。此时，散热腔内形成负压环境，外部冷空气通过进气孔42进入散热腔内，从而有利于LED芯片12散热。通过提前在舞台灯的控制系统内设置好散热风扇45的工作状态，使得散热风扇45停止工作时，散热风扇45的扇叶复位，即可使挡板464将散热孔遮挡，从而使得空气中的灰尘和水不会通过进风管进入安装壳41内，一方面使得电路板11不易积灰而产生静电，另一方面不会影响光线质量。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种改善光束亮度均匀性的舞台灯，其特征在于：包括灯组(1)、透镜组(2)以及混光装置(3)，所述灯组(1)包括电路板(11)和设置在电路上的若干LED芯片(12)，所述透镜组(2)包括固定在电路板(11)上的多个采光管(21)，每个LED芯片(12)均位于一根采光管(21)内，所述采光管(21)内安装有第一凸透镜(22)，所述LED芯片(12)位于第一凸透镜(22)的焦点处，所述混光装置(3)包括聚光罩(31)，所述聚光罩(31)靠近透镜组(2)的一端在电路板(11)上的投影将透镜组(2)笼罩，所述聚光罩(31)内设置有第二凸透镜(32)；
还包括对灯组(1)起散热作用的散热装置(4)，所述散热装置(4)包括安装壳(41)，所述电路板(11)安装在安装壳(41)内，所述电路板(11)上开有多个与采光管(21)连通的通孔(5)，所述安装壳(41)连通有出风管(44)，所述出风管(44)内设置有散热风扇(45)；
所述出风管(44)内设置有分隔机构(46)，所述分隔机构(46)可开合设置；
所述分隔机构(46)包括固定在出风管(44)的固定板(461)，所述固定板(461)开设有多个排气孔(462)，所述固定板(461)转动连接有转杆(463)，所述转杆(463)与出风管(44)同轴设置，所述转杆(463)固定连接有多块挡板(464)，所述挡板(464)与固定板(461)转动抵接，当转杆(463)静止时，所述挡板(464)将排气孔(462)遮挡，所述散热风扇(45)连接有带动转杆(463)转动的传动组件(6)；
所述传动组件(6)包括安装在散热风扇(45)的扇叶上的第一磁铁(61)和安装在挡板(464)上的第二磁铁(62)，所述第一磁铁(61)和第二磁铁(62)极性相反；
所述聚光罩(31)包括渐缩段(311)和混光段(312)，所述混光段(312)与渐缩段(311)的小端连通，所述渐缩段(311)的大端朝向透镜组(2)，所述第二凸透镜(32)安装在渐缩段(311)的大端，所述渐缩段(311)的小端位于第二凸透镜(32)的焦点处；
所述混光段(312)远离渐缩段(311)的一端固定连接有反光罩(33)，所述反光罩(33)内设置有第三凸透镜(34)，所述混光段(312)的出光端位于第三凸透镜(34)的焦点处；
当散热风扇(45)工作时，挡板(464)跟随扇叶同步转动，以导通出风管(44)，使得热空气能够及时排出，散热腔内形成负压环境，外部冷空气通过进气孔(42)进入散热腔内，有利于LED芯片(12)散热，通过提前在舞台灯的控制系统内设置好散热风扇(45)的工作状态，使得散热风扇(45)停止工作时，散热风扇(45)的扇叶复位，使挡板(464)将散热孔遮挡。
2.根据权利要求1所述的一种改善光束亮度均匀性的舞台灯，其特征在于：所述安装壳(41)上开设有进气孔(42)，所述进气孔(42)内设置有过滤棉(43)。
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