TWI527986B - 一種led變焦投影照明方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種變焦投影照明方法和一種變焦投影照明裝置,尤指用LED作為光源的變焦投影照明方法和裝置。
習知LED變焦照明裝置,本發明人在台灣發明專利I309729中揭示LED的快速變焦裝置,主要包括一本體、一LED及一凸透鏡;利用該LED相對該凸透鏡的距離變化為該凸透鏡的零到兩倍焦距範圍內,只需調整二者之間微距的快速變化而大角度改變光束角度;但很多使用者可能期望在不同特定角度即特定焦點位置使用,類似在槍上或自行車上使用的時候,震動比較大,需要固定裝置鎖定焦點,本發明人乃潛心改善變焦照明裝置,同時兼具定焦鎖定功能。習知的投影裝置,包括外殼、電池、按鈕和光源,所述電池、按鈕和光源構成回路且依次設置在外殼內的後部,按鈕設在外殼的側壁上;此外還包括安裝筒、投影鏡片和具有圖文的薄膜,所述安裝筒活動連接在外殼的前端,投影鏡片固定在安裝筒的前部;所述具有圖文的薄膜設置在光源和投影鏡片之間。綜合變焦裝置和投影裝置,所述的變焦照明裝置功能單一,趣味性差;所述的投影裝置也是功能單一,最多只能作為輔助照明使用,且投影的功能單一,缺少豐富變化;本發明人有感於上述之設計仍可改善,潛心研究並配合學理之運用,綜合凸透鏡特性和成像功能在本發明中,終於提出一種設計合理且有效改善上述設計的缺失之本發明。
本發明內容提供一種以LED為光源,使投影光斑可在最大範圍的持續移動的變焦投影照明方法和變焦投影照明裝置。
本發明之主要目的,在於提供一種以LED為光源,使投影光斑可在最大範圍持續移動的變焦照明功能和持續移動的變焦投影功能產品的結合,根據凸透鏡的特性:
1、與主軸平行的光線,折射後通過另一側的焦點。
2、通過透鏡中心的光線,不折射而直進。
3、通過焦點的光線,折射後與主軸平行。
4、光線經凸透鏡後會向內偏折而聚集。
5、凸透鏡成像(f為焦距):
若物在無窮遠處,成像一點在透鏡另一邊焦點上;若物在2f之外,成像縮小在透鏡另一邊f-2f處;若物在2f之處,成像相等在透鏡另一邊2f處;若物在f-2f之間,成像放大在透鏡另一邊2f之外;若物在f上,成像無窮遠處在透鏡另一邊;若物在f-鏡面之間,成像放大在透鏡同一邊。
本發明綜合凸透鏡的特性和成像原理,為達成上述之目的,本發明提供一種以LED為光源,使投影光斑可在最大範圍的持續移動的變焦投影照明方法,凸透鏡相對LED光源和圖文薄膜或薄片的變焦投影照明方法。所述的變焦投影照明方法包括:一本體,該本體之內部裝設有一電源裝置;一LED發光元件,該LED發光元件電性連接該電源裝置,該LED發光元件固定在該本體的前端;以及一凸透鏡,該凸透鏡設在該LED發光組件之前方,該凸透鏡可相對該LED發光
組件移動,以及一圖文薄膜或薄片,在透鏡和LED發光元件之間,該凸透鏡固定在滑動套件上,滑動套件與本體在同一圓心上,相互的滑動可以調節圖文薄膜或薄片相對該凸透鏡的距離變化;該凸透鏡可以相對LED光源移動,該凸透鏡也可以相對圖文薄膜或薄片移動,且該凸透鏡可以由LED光源圖案成像移動到對圖文薄膜或薄片的成像;該投影光斑也可以由LED光源圖案切換到圖文薄膜或薄片,並該投影光斑可以由沙漏形光束之倒立的LED光源圖案成像切換到對圖文薄膜或薄片的成像;該圖文薄膜或薄片相對該凸透鏡的距離變化為該凸透鏡的零到兩倍焦距內清晰成像處。
本發明為了能夠讓使用者能夠得到固定角度的光束,在滑套上增加了固定裝置,可以是螺絲固定裝置或多爪固定方式,得到可調節又可以固定在需要的特定位置,形成特定光束角度,滿足特定的照射要求。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制。
1‧‧‧本體(或固定筒)
2‧‧‧滑套
3‧‧‧LED發光元件
4‧‧‧圖文薄膜或薄片
41‧‧‧固定環
5‧‧‧凸透鏡
6‧‧‧阻尼圈
7‧‧‧固定座
8‧‧‧顯示區域
9‧‧‧電源
10‧‧‧軟管
11‧‧‧外殼
12‧‧‧旋轉支架
13‧‧‧象鼻燈
14‧‧‧固定螺絲
15‧‧‧槽
16‧‧‧螺紋
17‧‧‧固定套
〔圖1〕是本發明的實施例一立體分解圖;〔圖2〕是本發明的實施例一局部分解示意圖;〔圖3〕是本發明的實施例二的立體分解圖。
〔圖4〕是本發明的實施例三的立體分解圖。
〔圖5〕是本發明的實施例四的立體分解圖。
〔圖6〕是本發明的實施例四的立體分解圖&示意圖。
〔圖7〕是本發明的實施例五的立體分解圖。
〔圖8〕是本發明的實施例六的示意圖。
〔圖9〕是本發明的實施例七的示意圖。
〔圖10〕是本發明的實施例八的立體分解圖。
本發明實施例一,請參閱圖1和圖2,主要包括一本體1、滑套2、一LED發光組件3、一圖文薄膜或薄片4和一凸透鏡5,該本體1之內部設有一電源裝置,該滑套2裝在本體1上,可前後自由滑動,該本體1上設有一阻尼圈6,使該滑套2透過與阻尼圈6的磨擦力來定位。為使滑套2不從本體1上脫落,將固定座7螺接在本體1上,該固定座7之前端大於滑套2之後端內徑,使該固定座7抵靠該滑套2。
當滑動凸透鏡5與圖文薄膜或薄片平貼時,S1接近零時作為近處大範圍照明(錐形散光光束),當滑動凸透鏡5與LED發光組件3的距離S1是大於一倍時,S1在兩倍焦距範圍內,LED晶體成像在遠處或更遠(例如20m),光線能量集中在遠處,這時作為遠處照明(形成光線交錯倒立且散光角度小的沙漏形散光光束),另外根據照明遠近及照亮範圍的大小,可以無極的調節LED發光元件3和凸透鏡5之間的距離,得到持續快速變化的照明光線要求,從而實現了本裝置的照明作用。
另外本發明提供更大範圍的移動距離,因為圖文薄膜或薄片設置在LED發光組件3的前方,當發光能量較強時,我們需要考慮圖文薄膜或薄片可能燒焦,LED發光元件3圖文薄膜或薄片可能有凸透鏡5一倍焦距,這樣需要通過調節凸透鏡5與圖文薄膜或薄片焦距S2將圖文薄膜或薄片的圖文投影在前方,且圖文薄片或薄膜設置更接近凸透鏡,這樣凸透鏡的移動距離就需要非常大,圖文可以是3D視覺投影,把圖文薄膜或薄片做成豐富的圖片,通過持續的移動透
鏡,把圖文薄膜或薄片上的圖片透過連續(無段)的移動,出現生動的圖片變化,增加趣味性並有廣告效應。
本發明實施例二,請參閱圖3,主要同實施例一,增加一個圖文薄膜或薄片的固定結構,固定環41為一個環狀固定圈,配有螺紋或卡鉤,使圖文薄膜或薄片可以夾在4與4之間,隨時按需要更換圖文內容,這樣可以直接把照片等圖文片用在本裝置上,可以是名人圖、卡通圖、節慶日標誌等圖片。
本發明的實施例三,請參閱圖4、5,圖文薄膜或薄片可以用不同內容,例如:I LOVE YOU、HEART、STOP、NO SMOKING,TOILET、MAN、WOMAN等等進行切換,類似這些文字內容的圖文薄膜或薄片4固定在一個可以旋轉的支架12上,通過旋轉圖文薄膜或薄片4的支架12,改變投影內容,連續的移動滑套2上的凸透鏡5與本體1之間距離,可以讓圖片大小變化,可以是投影內容的變化,內容的變化例如可以由MAN變為WOMAN,再變TOILET,按照設計者或用戶的需要制定不同圖文內容及投影次序。
本發明的實施例四,請參閱圖6,在本裝置的尾部或中部等不同的位置設置不同的固定結構,使得本裝置可以安裝在不同場合使用,可以是通過軟管10懸掛固定,或裝在萬向支架固定,可以作為軌道燈等使用。
本發明的實施例五,請參閱圖7,本裝置設置在象鼻燈內使用,主要包括一象鼻燈13、滑套2、固定筒1,LED發光組件3、一圖文薄膜或薄片4、一凸透鏡5,該象鼻燈13之內部設有一電源裝置,該滑套2在固定筒1上,可前後自由滑動,滑套2上設置一阻尼圈6,使該滑套2透過與阻尼圈6的磨擦力來定位,該滑套2後端大於固定筒1之前端內徑,使該滑套2抵靠固定筒1,不會滑落。
本發明實施例六,請參閱圖8,為了完成更加複雜的系統的組合,可以做成多頭裝置,每單個裝置可以指向不同位置,可以做不同組合,可以不同投影
(不同圖片)和不同照明要求(光斑大小和遠近照明不同),完成多角度多方向的移焦定焦投影系統。
本發明實施例七,請參閱圖9,所述的固定裝置是在實施例一的滑套上增加一螺絲孔(圖中無標示),一固定螺絲14,固定裝置滑套上增加了固定螺絲14;當滑套移動到特定位置時,鎖緊滑套上的螺絲,滑套與本體之間無法移動,鎖定在特定的光束角度,照射特定的範圍。
本發明實施例八,請參閱圖10,所述的固定裝置是將實施例一的滑套做成兩部分,滑套2一端有一螺紋16,並有3個槽15,開槽部分有楔型結構,一固定套17,固定套17上的螺紋。當滑套移動到特定位置時,鎖緊固定套17,滑套2的槽口收緊,楔型結構抓住本體1,滑套與本體之間無法移動,鎖定在特定的光束角度。照射特定的範圍。
1‧‧‧本體
2‧‧‧滑套
4‧‧‧圖文薄膜或薄片
5‧‧‧凸透鏡
9‧‧‧電源
12‧‧‧旋轉支架
Claims (10)
- 一種LED變焦投影照明方法,其特徵在於:一凸透鏡可以相對LED光源移動,且該凸透鏡也可以相對圖文薄膜或薄片移動,且投影光斑可以由LED光源圖案切換到圖文薄膜或薄片,該照明的散光光束是由錐形變化到沙漏形,該光束的散光角度是由大變化到LED光源圖案清晰成像的倒立光斑之最小後再會變大,該投影光斑是由倒立的LED光源圖案成像移動到對圖文薄膜或薄片的倒立成像,該圖文薄膜或薄片相對該凸透鏡的距離變化為該凸透鏡的零到兩倍焦距內清晰成像處。
- 一種LED變焦投影照明裝置,包含:一本體,該本體之內部可以連接到電源;一LED發光元件,該LED發光元件電性連接到電源,該LED發光元件固定在該本體的前端;一凸透鏡,該凸透鏡設在該LED發光元件之前方,該凸透鏡可相對該LED發光元件移動;一圖文薄膜或薄片,該圖文薄膜或薄片在凸透鏡和LED發光元件之間;一滑動套件,該滑動套件與本體在同一圓心上,相互的滑動可以調節LED或圖文薄膜或薄片相對該凸透鏡的距離變化;該凸透鏡可以相對LED光源移動,且該凸透鏡也可以相對圖文薄膜或薄片移動;且投影光斑可以由LED光源圖案切換到圖文薄膜或薄片,該照明的散光光束是由錐形變化到沙漏形,該光束的散光角度是由大變化到LED光源圖案清晰成像的倒立光斑之最小後再會變大,該投影光斑是由倒立的LED光源圖案成像移動到對圖文薄膜或薄片的倒立成像,該圖文薄膜或薄片相對該凸透鏡的距離變化為該凸透鏡的零到兩倍焦距內清晰成像處。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中該 圖文薄膜或薄片可以是切換的不同圖文薄膜或薄片。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中有2個或2個以上的圖文薄膜或薄片放置在旋轉支架上,可以依序切換不同位置的圖文薄膜或薄片。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中該圖文薄膜或薄片可以是3D視覺圖文薄膜或薄片。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中該裝置可以多個組合,完成多方向多角度的配置。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中該裝置的固定可以用軟管或萬向接頭支架。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,在本體和滑動套件之間設有一阻尼圏,阻尼圏可以安裝本體外侧上,也可安裝在滑動套件的外侧上。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中該本體設有快速螺紋,使該滑動套件螺接在該本體上。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種LED變焦投影照明裝置,其中該滑動套件上有一固定裝置,使滑動套件可以固定在特定焦距位置。
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