CN201599583U - 舞台灯光照明设备 - Google Patents

Abstract

一种舞台灯光照明设备，包括分别发出红色光、绿色光和蓝色光的三个LED阵列(110)，以及将所述三种单色光进行合成的分光合色装置(200)，尤其是，还包括设置在所述分光合色装置(200)的出射光路上的聚焦装置(300)和匀光通道装置(400)；该匀光通道装置(400)设置反光面(410)。经过所述匀光通道装置(400)将投射在舞台上的光斑由方形转变成圆形，确保了投射在舞台上光斑的传统形状，维持了正常的舞台照明效果；同时，所述匀光通道装置(400)使光混合更加充分，提高了投射在舞台上的光斑的色彩亮度和均匀度。

Description

舞台灯光照明设备

技术领域

本实用新型涉及照明装置或其系统的功能特征或零部件，特别是涉及主要用于舞台灯光照明的设备。

背景技术

现有技术大功率舞台灯光照明设备一般采用金卤放电泡作为光源；由于金卤放电泡是白色光源，所述照明设备发出的灯光色彩通过在金卤放电泡前设置的滤光片实现。其缺陷在于金卤放电泡使用寿命低，仅有几百小时到数千小时不等；如果使用滤光片，所述照明设备投射出的灯光色彩饱和度低、不鲜艳，而且获得的灯光色彩也不丰富。大功率发光二极管LED由于具有绿色无污染、使用寿命高等特点，已经在照明领域内逐渐成为开发应用的首选装置，其使用寿命可达十万小时。目前，制约LED投入应用的光通量已经有了大幅提高，将大功率LED作为舞台照明设备的光源已经成为可能。如申请号为200680051901.7的中国专利申请所公开的，现有技术在投影显示领域采用了分别发出红色光、绿色光和蓝色光的三个LED阵列，将集光器所收集的三种单色光经过光混合装置合成为白光，并可通过调节三种单色LED阵列的电流以获得不同色彩的光束，由于没有使用滤光片，最终形成光束的色彩饱和度高，而且色彩表现的自由度非常高。但将所述LED光源用于舞台灯光照明设备还存在一些缺陷和不足之处：

1.大功率LED发热量高，现有LED芯片仍然不能承受高功率，而且现有LED的发光效率还是比较低，为了获得较高的光通量并且承受高功率，现有技术一般采用阵列分布的方式将多个所述LED芯片布置在散热基板上，形成矩形的LED发光装置。采用该LED发光装置在舞台上投射的灯光光斑也是矩形，这与传统的投射在舞台上的圆形舞台灯光光斑不一致，而且，现有技术为了使在舞台上投射的灯光光斑具有图案效果，所述舞台照明设备中还在光源前设置有圆形的图案盘，上述LED发光装置投射出的方形光斑不能适配所述图案盘的形状，这样没有通过图案盘的光将会损失掉；

2.集光器所收集的三种单色光利用光混合装置所达成的混光效果较差，在舞台照明领域容易造成投射在舞台上的光斑亮度和色彩不均匀。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种投射出圆形光斑，且光斑亮度和色彩均匀的配置匀光通道装置的三色LED舞台灯光照明设备。

本实用新型解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种舞台灯光照明设备，尤其是，包括分别发出红色光、绿色光和蓝色光的三个LED阵列，正对各LED阵列的透镜阵列，以及分光合色装置，分别从各LED阵列发出的红色光、绿色光和蓝色光借助所述分光合色装置合成为一束光；还包括设置在所述分光合色装置的出射光路上的聚焦装置和匀光通道装置；该匀光通道装置设置有反光面，使射入匀光通道装置内的光线在反光面内反射；光束穿过所述聚焦装置从匀光通道装置的入射口进入反光面内，继而从该匀光通道装置的圆形出射口射出。

具体地，所述匀光通道装置的入射口直径与出射口直径不相同。而所述匀光通道装置的反光面的轴向长度应当令入射的光线在反光面内至少被反射两次。所述匀光通道装置的反光面是由一根直线段或者弧线段绕中心线旋转一周形成的旋转面状的光反射面或者光反射膜。所述匀光通道装置是中空的外管壁呈截头圆锥面状的匀光通道管或者是实心的截头圆锥体状匀光通道棒。

所述LED发光阵列包括按行列均匀排布在散热基板上的矩形LED发光芯片；所述透镜阵列包括与各LED发光芯片正对的透镜。

所述分光合色装置是X型分光合色装置，或者是分光合色棱镜；该X型分光合色装置包括两个垂直交叉设置的分光合色滤光片，以及由该两分光合色滤光片交叉形成的三个光入射口和一个光出射口。所述分光合色装置还可以是两片平行的分光合色滤光片；所述分光合色滤光片包括分别从该分光合色滤光片两个侧面入射的第一入射口和第二入射口，以及与该分光合色滤光片反射面侧向相对的出射口；沿光束方向，第一片分光合色滤光片的出射口正对第二片分光合色滤光片的第一入射口，从而，来自所述三个LED阵列的光分别射入该第一片分光合色滤光片的两入射口和第二片分光合色滤光片的第二入射口，合成的光由所述第二片分光合色滤光片的出射口射出；所述分光合色滤光片是二向色片，或者是镀有分光滤光膜的透光片。

所述聚焦装置和透镜阵列的透镜都是凸透镜。

本实用新型所述舞台灯光照明设备还包括正对所述匀光装置的出射口的图案盘。

同现有技术相比较，本实用新型“舞台灯光照明设备”的技术效果在于：

1.所述匀光通道装置的反光面是旋转面状，其出射口是圆形的，因此，从所述舞台灯光照明设备射出的光投射在舞台上仍然是圆形光斑，满足传统舞台灯光照明的要求，同时，还能够方便的配置图案盘，以投射形成圆形特定图案的光斑；

2.所述匀光通道装置尤其令RGB三基色光在反光面内充分地混合，从而提高了投射在舞台上的光斑的色彩亮度和色彩均匀度。

附图说明

图1是本实用新型“舞台灯光照明设备”第一实施例的光路示意图；

图2是所述第一实施例的匀光通道装置400的正投影主视示意图；

图3是所述第一实施例的匀光通道装置400的正投影左视示意图；

图4是本实用新型第二实施例的光路示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示各实施例作进一步详述。

本实用新型涉及一种舞台灯光照明设备，如图1和图4所示，包括分别发出红色光、绿色光和蓝色光的三个LED阵列110，正对各LED阵列110的透镜阵列120，以及分光合色装置200，分别从LED阵列110发出的红色光、绿色光和蓝色光借助所述合色分光装置200合成为一束光。所述照明设备还包括设置在所述分光合色装置200的出射光路上的聚焦装置300和匀光通道装置400；该匀光通道装置400设置有反光面410，使射入该匀光通道装置400内的光线在反光面410内反射；光束穿过所述聚焦装置300从匀光通道装置400的入射口420进入反光面410内，继而从该匀光通道装置400的圆形出射口430射出。

为了使投射在舞台上的光斑具有特定的图案，本实用新型各实施例，如图1和图2所示，所述照明设备还包括正对所述匀光通道装置400的出射口430的图案盘500。

由于所述匀光通道装置400的出射口430是圆形，无论所述LED阵列110发出光柱的截面形状是什么，经过所述匀光通道装置400后投射在舞台上的光斑自然是圆形，确保了投射在舞台上光斑的传统形状，维持了正常的舞台照明效果。所述匀光通道装置400使经过光混合透射装置200发出的RGB三色光得到了更加充分的混合，提高了投射在舞台上的光斑的色彩亮度和均匀度。经实验模拟，没有设置所述匀光通道装置400时，所述照明设备投射出的光斑呈矩形，而且光斑不均匀；当设置了所述匀光通道装置400时，所述照明设备投射出的光斑呈圆形，而且光斑均匀。

本实用新型第一实施例，如图1至图3所示，所述匀光通道装置400是用透明材料制成的实心的截头圆锥体状匀光通道棒。所述匀光通道装置400的入射口420直径与出射口430直径不相同，即入射口420直径小于出射口430直径，作为所述聚焦装置300的凸透镜将光束聚焦至匀光通道装置400的入射口420。所述匀光通道装置400的反光面410是由一根直线段绕中心线旋转一周形成的旋转面状的光反射面或者光反射膜，即所述反光面410也呈截头圆锥面状，从而使RGB三基色光束在该反光面410内可以多次反射混合。为确保RGB三基色光在匀光通道装置400内混合得更充分、亮度和色彩更均匀，如图1所示，所述匀光通道装置400的反光面410的轴向长度应当令入射的光线在反光面410内至少被反射两次。

本实用新型第二实施例，如图4所示，所述匀光通道装置400是中空的外管壁呈截头圆锥面状的匀光通道管。所述匀光通道装置400的入射口420直径与出射口430直径不相同，即入射口420直径大于出射口430直径，作为所述聚焦装置300的凸透镜可以将光束聚焦至匀光通道装置400的反射面410内，有利于使照明设备的结构更为紧凑。所述匀光通道装置400的反光面410是由一根弧线段绕中心线旋转一周形成的旋转面状的光反射面或者光反射膜。当然，上述具体的匀光通道装置与反射面的各种组合都可以替换上述两实施例，例如，在用透明材料制成的实心匀光通道棒内设置由一根弧线段绕中心线旋转一周形成的旋转面状的光反射面或者光反射膜，或者在中空的匀光通道管内设置由一根直线段绕中心线旋转一周形成的旋转面状的光反射面或者光反射膜。

所述分别发出红色、绿色和蓝色三种单色光的LED阵列110和用于将红色、绿色和蓝色三种单色光合成为RGB三基色光的合色分光装置200有多种实现方式，本实用新型优选实施例采用如下的技术方案：

如图1和图4所示，所述LED发光阵列110包括按行列均匀排布在散热基板上的矩形LED发光芯片。所述透镜阵列120包括与各LED发光芯片正对的透镜121，将来自该LED芯片的光准直为平行光或近平行光。在本实用新型各实施例中，所述聚焦装置300和透镜阵列120的透镜121都是凸透镜。

本实用新型第一实施例，如图1所示，所述分光合色装置200是X型分光合色装置210，包括两个分光合色滤光片230，以及由该两分光合色滤光片230交叉形成的三个光入射口212和一个光出射口213，所述三个LED阵列110分别正对各自的光入射口212，三束单色光按图1箭头指示方向合成为一束。所述分光合色装置200还可以是分光合色棱镜，其工作原理与X型分光合色装置210相同。

本实用新型第二实施例，如图4所示，所述分光合色装置200还可以采用如下方案：该分光合色装置200包括两片平行的分光合色滤光片230。该分光合色滤光片230包括分别从该分光合色滤光片两个侧面入射的第一入射口231和第二入射口232，以及与该分光合色滤光片反射面侧向相对的出射口233；如图4所示，从所述第一入射口231入射的光可以透射过该分光合色滤光片230，从所述第二入射口入射的光只能被分光合色滤光片230反射。沿光束方向，第一片分光合色滤光片230的出射口233正对第二片分光合色滤光片230的第一入射口231，从而，来自所述三个LED阵列110的光分别射入该第一片分光合色滤光片230的两入射口231、232和第二片分光合色滤光片230的第二入射口232，合成的光由所述第二片分光合色滤光片230的出射口233射出。上述分光合色滤光片230可以是二向色片，也可以是镀有分光滤光膜的透光片，例如但不限于玻璃片。

Claims (10)

1.一种舞台灯光照明设备，其特征在于：

包括分别发出红色光、绿色光和蓝色光的三个LED阵列(110)，正对各LED阵列(110)的透镜阵列(120)，以及分光合色装置(200)，分别从各LED阵列(110)发出的红色光、绿色光和蓝色光借助所述分光合色装置(200)合成为一束光；

还包括设置在所述分光合色装置的出射光路上的聚焦装置(300)和匀光通道装置(400)；该匀光通道装置(400)设置有反光面(410)，使射入该匀光通道装置(400)的光在反光面(410)内反射；光束穿过所述聚焦装置(300)从匀光通道装置(400)的入射口(420)进入反光面(410)内，继而从该匀光通道装置(400)的圆形出射口(430)射出。

2.根据权利要求1所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述匀光通道装置(400)的入射口(420)直径与出射口(430)直径不相同。

3.根据权利要求1所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述匀光通道装置(400)的反光面(410)的轴向长度令入射的光在该反光面(410)内至少被反射两次。

4.根据权利要求1至3之任一所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述匀光通道装置(400)的反光面(410)是由一根直线段或者弧线段绕中心线旋转一周形成的旋转面状的光反射面或者光反射膜。

5.根据权利要求1至3之任一所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述匀光通道装置(400)是中空的外管壁呈截头圆锥面状的匀光通道管或者是实心的截头圆锥体状匀光通道棒。

6.根据权利要求1所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述LED阵列(110)包括按行列均匀排布在散热基板上的矩形LED发光芯片(111)；所述透镜阵列(120)包括与各LED发光芯片(111)正对的透镜(121)。

7.根据权利要求1或者6所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述聚焦装置(300)和透镜阵列(120)的透镜(121)都是凸透镜。

8.根据权利要求1所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述分光合色装置(200)是X型分光合色装置(210)，或者是分光合色棱镜；该X型分光合色装置(210)包括两个垂直交叉设置的分光合色滤光片(230)，以及由该两分光合色滤光片(230)交叉形成的三个光入射口(212)和一个光出射口(213)；

所述分光合色滤光片(230)是二向色片，或者是镀有分光滤光膜的透光片。

9.根据权利要求1所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

所述分光合色装置(200)包括两片平行的分光合色滤光片(230)；所述分光合色滤光片(230)包括分别从该分光合色滤光片(230)两个侧面入射的第一入射口(231)和第二入射口(232)，以及与该分光合色滤光片(230)反射面侧向相对的出射口(233)；

沿光束方向，第一片分光合色滤光片(230)的出射口(233)正对第二片分光合色滤光片(230)的第一入射口(231)，从而，来自所述三个LED阵列(110)的光分别射入该第一片分光合色滤光片(230)的两入射口(231、232)和第二片分光合色滤光片(230)的第二入射口(232)，合成的光由所述第二片分光合色滤光片(230)的出射口(233)射出；

所述分光合色滤光片(230)是二向色片，或者是镀有分光滤光膜的透光片。

10.根据权利要求1所述的舞台灯光照明设备，其特征在于：

还包括正对所述匀光通道装置(400)的出射口(430)的图案盘(500)。

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