CN219889493U - 一种显色指数可调节的多功能光源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种显色指数可调节的多功能光源系统，包括依顺序而设的组合光源、准直组件和聚焦组件，还包括调节组件和控制器，组合光源中，通过令组成LED阵列的发光体组合中同时包含第一类发光体及显色指数不同的第二类发光体，并通过控制器分别控制第一类发光体或第二类发光体发光及调节不同显色指数的发光体的发光功率，实现了在同一光源系统中至少兼容不同亮度及显指可调光源两种模式；并且，通过设置了对应的准直组件、聚焦组件及调节组件，通过调节组件令准直组件便捷切换分别对应LED阵列中的第一类发光体或第二类发光体的光学中心，实现了光源系统中两种不同光源模式间的便捷及准确切换，增进了光源系统的功能。

Description

一种显色指数可调节的多功能光源系统

技术领域

本实用新型涉及舞台灯光源技术领域，更具体地，涉及一种显色指数可调节的多功能光源系统。

背景技术

目前的大功率舞台灯光光源逐渐被大功率LED光源取代，常见的舞台灯光的光源模组为白光LED阵列光源模组，其中的LED阵列由单颗LED芯片阵列排布形成的。显色指数(简称作“显指”)作为与标准光源相比较时，光源显现物体颜色的重要特性，对舞台灯在对舞台效果的变化及呈现上具有重要作用，但在现有的白光LED阵列光源模组中，同一光源模组中通常只存在固定的一种显指模式，或者在提升光源显色指数时通常都会伴随着光源亮度的降低，因此无法实现单模高亮的光源模式及显色指数可调的光源模式的兼容。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种显色指数可调节的多功能光源系统，所述多功能光源系统至少具有两种光源模式且其中一种模式下显指可调，实现了光源系统中不同光源模式间的便捷及准确切换。

本技术方案提供一种显色指数可调节的多功能光源系统，包括：依顺序而设的组合光源、准直组件和聚焦组件；

所述组合光源包括若干发光体组合阵列排布形成的LED阵列；

所述发光体组合至少包括第一类发光体和第二类发光体；

所述第二类发光体至少包括两种显色指数的发光单元；

所述多功能光源系统还包括调节组件和控制器，所述调节组件驱动所述准直组件与第一类发光体或第二类发光体匹配；

所述控制器与调节组件、第一类发光体和第二类发光体均电连接。

在本技术方案中，多功能光源系统包括依顺序而设的组合光源、准直组件和聚焦组件，其中，组合光源为由若干发光体组合阵列排布形成的LED阵列，且发光体组合中至少包括第一类发光体及显色指数不同的第二类发光体，且，第一类发光体及第二类发光体分别由控制器控制调整，用于在LED阵列中构建至少两种不同的出光模式。其中，当LED阵列中第一类发光体选用高亮度的发光体时，其发光时可作为一种固定显指的高亮度光源；LED阵列中第二类发光体中至少包含两种显色指数的发光单元，仅第二类发光体发光时，可通过控制器控制第二类发光体中不同显色指数的发光单元的发光功率，进而调整光源的亮度及显色指数，可作为一种亮度及显色指数线性可调的光源，实现了在同一光源系统中至少兼容高亮光源及显指线性可调光源两种模式，用于发出不同亮度不同显指的光线，增进了光源系统的功能，在应用于舞台灯时，可更便捷地变换不同亮度和不同显指的舞台光线，实现更多元的舞台效果。进一步地，光源系统中还设置了调节组件及控制器，用于实现光源模式间的便捷及准确切换。

进一步地，所述准直组件包括由若干透镜单元阵列排布组合而成的准直透镜阵列和用于安装透镜单元的透镜支架，准直组件用于将LED阵列所发出的光束准直成平行或者近平行光束。

进一步地，所述调节组件包括与准直组件连接的驱动机构及用于对准直组件的移动进行导向的导滑机构，驱动机构驱动准直组件沿导滑机构定向位移。优选地，导滑机构采用滑轨、滑槽或导向轴杆，便于调节组件驱动准直组件稳定地定向移动。

进一步地，聚焦组件包括聚焦透镜和用于固定聚焦透镜的透镜压环，聚焦组件用于对准直后的光束进行汇聚形成投影的光斑。准直透镜阵列和聚焦透镜依次设置在LED阵的出光方向上，并通过调节组件令准直透镜阵列能与LED阵列中第一类发光体或第二类发光体的光学中心一一对应，进而切换不同的光源模式，同时，通过控制器切换LED阵列中发光的发光体，实现了不同的舞台光效果。

进一步地，所述发光体组合在所述LED阵列中呈多行排布，同一行相邻的两个发光体组合之间的距离相等；相邻两行的发光体组合之间的行距离也相等且相邻两行的发光体组合错位分布。如此设计使得LED阵列中的发光体组合构建一个均匀分布的阵列，保证LED阵列发光时出光均匀，保证最终呈现的亮度及显色指数等的光效均匀。

进一步地，任意相邻的两个发光体组合与距离其最近的一个发光体组合呈等边三角形排列。如此设计一方面缩小了LED阵列光源的整体尺寸，制作成本更低，另一方面有利于减小光学扩展量，便于在做二次光学设计时缩小相关光学器件的尺寸以及降低二次光学设计的难度。

进一步地，所述发光体组合中包括一个第一类发光体和一个第二类发光体，所述第一类发光体为高亮度发光体，所述高亮度发光体为显色指数为70±3的发光体。更进一步地，所述第一类发光体与所述第二类发光体之间距离相等。

在本技术方案中，在同一LED阵列中兼容了用于呈现高亮固定显指光源的第一类发光体及用于呈现显指线性可调光源的第二类发光体，令同一发光体组合内同时包含高亮度的第一类发光体及低显色指数发光单元和高显色指数发光单元的第二类发光体，便于通过调节组件的定向位移使准直透镜阵列在第一类发光体阵列及第二类发光体阵列的上方移动，实现了高亮度、不同显指等多种模式的切换。

优选地，为了控制令两种芯片阵列所发出的光线经聚焦组件后在光照面上形成大致一致的光斑，将第一类发光体和第二类发光体之间的距离控制在0.1-2mm。

进一步地，所述第二类发光体包括高显色指数发光单元和低显色指数发光单元，所述控制器包括：控制全部第一类发光体启停的第一控制器、控制高显色指数发光单元的启停以及调节其功率的第二控制器，以及控制低显色指数发光单元的启停以及调节其功率的第三控制器。在光源系统采用高亮固定显指光源模式时，第一控制器控制第一类发光体发光，同时第二控制器和第三控制器控制高显色指数发光单元和低显色指数发光单元断开；在光源系统采用显指可调光源模式时，第一控制器控制第一类发光体断开，第二控制器和第三控制器分别控制高显色指数发光单元和低显色指数发光单元发光，并分别调节高显色指数发光单元和低显色指数发光单元的功率，进而实现了光源整体显色指数的调节，通过控制器方便快捷地实现了光源间出光模式的切换，同时通过功率调节有效实现了第二类发光体发出的光线的显色指数线性可调。

进一步地，所述第二类发光体包括：高显色指数发光单元和低显色指数发光单元，所述低显色指数发光单元为显色指数为70～75的发光单元，所述高显色指数发光单元为显色指数大于90的发光单元。

进一步地，单一发光体组合中，所述高显色指数发光单元和低显色指数发光单元择一设置，并且，同一LED阵列中，所述高显色指数发光单元和低显色指数发光单元的数量比例为1:4-4:1。

在本技术方案中，为了使第二类发光体所发出的光源的显色指数线性可调，令第二类发光体中至少包括一种高显色指数发光单元和一种低显色指数发光单元，通过分别调节第二类发光体中高显色指数发光单元及低显色指数发光单元的功率，可以实现光源整体显色指数的线性可调。进一步地，在实际应用中，可通过调节高显色指数发光单元及低显色指数发光单元的数量比及显色指数的差异呈现更多元化的光源效果。

进一步地，所述高显色指数发光单元和低显色指数发光单元在所述LED阵列中大体错开且均匀分布。以此加强了第二类发光体阵列的出光均匀性，进一步保证其所呈现的光源的亮度及显色指数等光效均匀。

优选地，所述第一类发光体的显色指数不大于所述低显色指数发光单元。以此可稳定令第一类发光体所发出的亮度大于第二类发光体，增大了同一光源系统中两种光源模式的亮度对比，进一步保证了高亮度、高显指、低显指三种光源效果的稳定呈现。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过令组成LED阵列的发光体组合中同时包含第一类发光体及显色指数不同的第二类发光体，用于发出不同光效的光线，通过控制器分别控制第一类发光体或第二类发光体发光，同时令第二类发光体发光时通过调节不同显色指数的发光单元的发光功率，进而调整光源的亮度及显色指数，实现了在同一光源系统中至少兼容不同亮度及显指线性可调光源两种模式；其次，通过在LED阵列之上设置了对应的准直组件、聚焦组件及调节组件，通过调节组件令准直组件便捷切换分别对应LED阵列中的第一类发光体或第二类发光体的光学中心，实现了光源系统中两种不同光源模式间的便捷及准确切换，增进了光源系统的功能，可更便捷地变换不同亮度和不同显指的舞台光线，实现更多元的舞台效果。

附图说明

图1为本实用新型一种显色指数可调节的多功能光源系统的结构示意图之一。

图2为本实用新型一种显色指数可调节的多功能光源系统的结构示意图之二。

图3为本实用新型一种显色指数可调节的多功能光源系统的LED阵列的结构示意图。

附图说明：发光体组合1、第一类发光体11、第二类发光体12、高显色指数发光单元121、低显色指数发光单元122、准直透镜阵列2、透镜单元21、透镜支架3、导滑机构4、聚焦透镜5。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1-图2所示，本实施例提供一种显色指数可调节的多功能光源系统，包括依顺序而设的组合光源、准直组件和聚焦组件；组合光源包括若干发光体组合1阵列排布形成的LED阵列；所述发光体组合1至少包括第一类发光体11和第二类发光体12；所述第二类发光体12至少包括两种显色指数的发光单元；所述多功能光源系统还包括调节组件和控制器，所述调节组件驱动所述准直组件分别与第一类发光体11或第二类发光体12匹配；所述控制器与调节组件、第一类发光体11和第二类发光体12均电连接。

具体的，本实施例中准直组件包括由透镜单元21阵列排布组合而成的准直透镜阵列2和用于安装透镜单元21的透镜支架3，准直透镜阵列2的透镜单元21与发光体组合1一一对应，准直组件用于将LED阵列所发出的光束准直成平行或近平行光束。所述调节组件包括与准直组件连接的驱动机构及用于对准直组件的移动进行导向的导滑机构4。导滑机构4可以采用滑轨或滑槽或导向轴杆结构，便于调节组件驱动准直组件稳定地定向移动，驱动机构可以采用电磁阀结构。聚焦组件包括聚焦透镜5和用于固定聚焦透镜5的透镜压环。

具体的，LED阵列中，发光体组合1呈阵列排布且呈多行排布，同一行相邻的两个发光体组合1之间的距离相等，且相邻两行发光体组合之间距离相等且相邻两行的发光体组合1错位分布。如此使得LED阵列中的发光体组合1能够构建一个均匀分布的阵列，保证LED阵列发光时出光均匀，保证最终呈现的亮度及显色指数等的光效均匀。更进一步地，本实施例中任意相邻的两个发光体组合与距离其最近的一个发光体组合呈等边三角形排列。如此设计一方面缩小了LED阵列光源的整体尺寸，制作成本更低，另一方面有利于减小光学扩展量，便于在做二次光学设计时缩小相关光学器件的尺寸以及降低二次光学设计的难度。

更具体的，本实施例以每个发光体组合1中均设有一颗高亮度的第一类发光体11和一颗第二类发光体12且第二类发光体12包括一个高显色指数发光单元121和一个低显色指数发光单元122为例，第一类发光体11的显色指数相同，在发光体组合1中高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122择一设置。当想要实现高亮度发光效果时，控制器使第一类发光体11点亮，且调节组件令准直组件沿导向机构定向移动到对准第一类发光体11，即令调节组件上的透镜单元21对准第一类发光体11的光学中心，第一类发光体11发出的光线经准直组件准直为平行光或者近平行光，然而通过透镜组件汇聚成光斑，即可实现高亮度效果。同理，当想要实现显色指数可调的效果时，控制器使第二类发光体12点亮，且调节组件令准直组件对准第二类发光体12，即令调节组件上的透镜单元21对准第二类发光体12的光学中心，由于第二类发光体12包括高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122，通过调节高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122的功率，可实现显色指数和亮度的调节，从而在同一个光源系统中实现了亮度和显色指数的可调，增进了光源系统的功能，在应用于舞台灯时，可更便捷地变换不同亮度和不同显指的舞台光线，实现更多元的舞台效果。

进一步地，所述控制器包括：控制全部第一类发光体11启停的第一控制器、控制高显色指数发光单元121的启停以及调节其功率的第二控制器，以及控制低显色指数发光单元122的启停以及调节其功率的第三控制器。在光源系统采用高亮固定显指光源模式时，第一控制器控制第一类发光体21发光，同时第二控制器和第三控制器控制高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122断开；在光源系统采用显指可调光源模式时，第一控制器控制第一类发光体11断开，第二控制器和第三控制器分别控制高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122发光，并调节高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122的功率，进而实现了光源整体显色指数的调节，通过控制器方便快捷地实现了光源间出光模式的切换，同时通过功率调节有效实现了第二类发光体发出的光线的显色指数线性可调。

进一步地，高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122的数量比例为1:4-4:1。

进一步地，高显色指数发光单元121和显色指数发光单元122在LED阵列中大体错开且均匀分布。

进一步地，所述低显色指数发光单元122的显色指数为70～75，所述高显色指数发光单元121的显色指数大于90。所述高亮度发光体为显色指数为73的发光体。

进一步地，所述第一类发光体11和第二类发光体12之间的距离为0.1-2mm。

进一步地，所述第一类发光体11和第二类发光体12为覆有荧光粉的LED芯片。

具体地，如图3和表1所示，本实施例以组合光源总共包括37颗发光体组合1，第一类发光体11显色指数为73，高显色指数发光单元121显色指数为93，低显色指数发光单元122显色指数为73，且高显色指数发光单元121的数量为17、低显色指数发光单元122的数量为20为例，在A模式下，全部点亮第一类发光体11，光通量高达37717lm，实现了高亮效果。在B模式下，关闭第一类发光体11，通过调控高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122的功率，即通过调节高显色指数发光单元121和低显色指数发光单元122亮度输出比例，可实现显色指数从73至93可调。具体的功率及对应的显色指数、色温、光通量、色坐标等光学参数见表1。

表1

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，包括：

依顺序而设的组合光源、准直组件和聚焦组件；

所述组合光源包括若干发光体组合阵列排布形成的LED阵列；

所述发光体组合至少包括第一类发光体和第二类发光体；

所述第二类发光体至少包括两种显色指数的发光单元；

所述多功能光源系统还包括调节组件和控制器，所述调节组件驱动所述准直组件分别与第一类发光体或第二类发光体匹配；

所述控制器与调节组件、第一类发光体和第二类发光体均电连接。

2.根据权利要求1所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，所述发光体组合在所述LED阵列中呈多行排布，同一行相邻的两个所述发光体组合之间距离相等；相邻两行的发光体组合之间距离相等且相邻两行的发光体组合错位分布。

3.根据权利要求2所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，任意相邻的两个发光体组合与距离其最近的一个发光体组合呈等边三角形排列。

4.根据权利要求1所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，所述发光体组合包括一个所述第一类发光体和一个所述第二类发光体，所述第一类发光体为高亮度发光体，所述高亮度发光体为显色指数为70±3的发光体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，同一发光体组合中，所述第一类发光体和第二类发光体之间的距离为0.1-2mm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，所述第二类发光体包括高显色指数发光单元和低显色指数发光单元，所述控制器包括：控制全部第一类发光体启停的第一控制器、控制高显色指数发光单元的启停以及调节其功率的第二控制器，以及控制低显色指数发光单元的启停以及调节其功率的第三控制器。

7.根据权利要求1-4任一项所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，所述第二类发光体包括高显色指数发光单元和低显色指数发光单元，所述低显色指数发光单元为显色指数为70～75的发光单元，所述高显色指数发光单元为显色指数大于90的发光单元。

8.根据权利要求7所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，单一发光体组合中，所述高显色指数发光单元和低显色指数发光单元择一设置，并且所述组合光源中所述低显色指数发光单元和高显色指数发光单元的数量比例为1:4-4:1。

9.根据权利要求7所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，所述高显色指数发光单元和低显色指数发光单元在所述LED阵列中大体错开且均匀分布。

10.根据权利要求7所述的显色指数可调节的多功能光源系统，其特征在于，所述第一类发光体的显色指数不大于所述低显色指数发光单元。