專利名稱：Led舞臺燈透鏡組及led舞臺燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及LED舞臺燈技術領域，特別涉及一種LED舞臺燈透鏡組及應用該透鏡組的LED舞臺燈。
背景技術：
LED光源為綠色無污染的節能光源，且使用壽命長，所以LED光源已經在照明領域逐漸成為開發應用的首選裝置。LED光源可發出多種單色光，且利用RGB三基色光原理，通過調節發出紅色光、綠色光和藍色光的LED電流的方法可獲得任意色彩的混合光，所以LED光源可作為舞臺燈的光源應用。由于各色LED芯片的發射光譜、亮度和溫度特性都有差別，各色LED芯片發出的光經光學系統投射到舞臺或屏幕上時，會造成照明光場上顏色均勻性較差。如何提高LED舞臺燈形成的圖像顏色均勻性是本領域技術人員主要研究方向之一。 申請號為200910109505. 0的中國專利申請提供了一種LED舞臺燈光照明設備，如圖I所示，該LED舞臺燈光照明設備包括LED芯片陣列(110)、合光裝置(120、230)和聚焦透鏡(400)，所述LED光源與聚焦透鏡之間設置有復眼透鏡對(300)，該復眼透鏡對包括兩個相對的復眼透鏡，每一復眼透鏡均由緊密聯結在一起的且鏡面曲率相同的復數個透鏡單元構成，沿光路方向，后一復眼透鏡位于前一復眼透鏡的焦點處。該LED舞臺燈光照明設備通過復眼透鏡對對混合的光進行切割積分，可提高混合光的均勻性，令投射在舞臺或屏幕上的圖像亮度和顏色均勻性均有優異的表現，但結構復雜，且只能針對單色芯片的LED光源，如圖I所示的三組光源中的每一組光源只能是單色光。為了 LED光源封裝的緊湊，現在出現了在同一封裝內封裝有發出不同顏色的不同的多個芯片的大功率LED集成光源。隨著LED光源廠家對這類光源的大力推廣，如何針對這類LED光源制作在照明光場形成色彩一致的且光斑大小可以調節的舞臺燈成了現在下游舞臺燈廠家亟待解決的難題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中還沒有適用于應用彩色多芯片集成封裝的LED光源制作的LED舞臺燈的透鏡的不足，提供一種在照明光場上色彩均勻且光斑大小可調的LED舞臺燈用透鏡組，及應用該透鏡組的LED舞臺燈。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案
一種LED舞臺燈透鏡組，包括用于聚焦LED光源發出光線的聚光透鏡，及第一復眼透鏡和第二復眼透鏡，所述聚光透鏡至少設有一個非連續的反射面，聚光透鏡位于第一復眼透鏡和LED光源之間，所述第一復眼透鏡和第二復眼透鏡均由緊密聯結在一起的多個復眼透鏡單元構成，所述第一復眼透鏡與第二復眼透鏡的每個復眼透鏡單元的光軸重合，形成一一對應關系、且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡對應復眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合。優選的，所述第一復眼透鏡與第二復眼透鏡之間的距離可調。調節過程中保證一一對應的復眼透鏡單元的光軸相互重合不變，這樣在照明光場上形成色彩均勻，大小變化的光斑。優選的，所述聚光透鏡、第一復眼透鏡和第二復眼透鏡的中心軸線共線。優選的，所述第一復眼透鏡的外周圓上設置有定位凸起，所述第二復眼透鏡上也設有定位凸起。設置定位凸起，方便于在安裝或使用本發明LED舞臺燈透鏡組時，確保第一復眼透鏡與第二復眼透鏡的每個單元光軸重合，形成一一對應關系、且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡一一對應復眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合，且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡不會繞中心軸旋轉。優選的，所述復眼透鏡單元在縱向截面呈正六邊形，各復眼透鏡單元無縫聯結。優選的，所述聚光透鏡的形狀為碗形狀，所述非連續反射面由多個非連續的反光鱗片構成；聚光透鏡的小端開設有用于安裝LED光源的小端開口，所述聚光透鏡的小端開口底面為向外凸起的第一弧形折射面，該第一弧形折射面具有非連續表面或連續表面；聚 光透鏡的大端中部設有一大端開口，該大端開口底面為向外凸起的第二弧形折射面，該第二弧形折射面具有非連續表面或連續表面；所述第一復眼透鏡設置于聚光透鏡的大端且與聚光透鏡大端端面完全重合。LED光源發出的光線經過聚光透鏡的非連續反射面，通過反光鱗片整形分配混色，然后反射疊加到需要照明的區域，這樣在照明光場形成色彩均勻的光斑。優選的，所述反光鱗片為平面或曲面形狀。調整反光鱗片的數量、面形參數與空間姿態可以進一步優化照明光場的色彩均勻性以及光束角。優選的，所述第二復眼透鏡與聚光透鏡的大端開口對應位置設置有毛面或光學鏡面。第二復眼透鏡與聚光透鏡的大端開口對應位置設置毛面或光學鏡面，LED光源發出的部分未經聚光透鏡反光鱗片混色疊加的光線經過聚光透鏡折射到第二復眼透鏡的毛面或光學鏡面上，均勻的射到整個照明光場，從而進一步提高照明光場的色彩均勻性。優選的，所述LED舞臺燈透鏡組由PMMA材料或PC材料或其他光學材料制成。一種LED舞臺燈，其包含上述LED舞臺燈透鏡組、設置于散熱器上的LED光源、用于調節第一復眼透鏡與第二復眼透鏡距離的調節機構和燈罩，所述LED光源連接有驅動電源，LED光源設置于聚光透鏡的小端開口處。與現有技術相比，本發明的有益效果聚光透鏡反射面上的反光鱗片可以使LED發出的大角度光線在照明光場上進行混色疊加，這樣在照明光場上形成色彩均勻的光斑，且本發明LED舞臺燈透鏡組設置有第一復眼透鏡和第二復眼透鏡，且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡的每個復眼透鏡單元的光軸相互重合、且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡相鄰的表面能夠相互嵌合，同時可以通過調節第一復眼透鏡與第二復眼透鏡的距離，從而調節舞臺燈光的光束角，這樣的結構使得LED光源發出的光線經過聚光透鏡反射疊加混色，以及調節兩個復眼透鏡的距離在照明光場上形成色彩均勻大小可調的光斑，解決了目前還沒有適用于應用彩色多芯片集成封裝的LED光源制作的LED舞臺燈的透鏡的問題。而且本發明LED舞臺燈結構簡單。
圖I為現有技術中LED舞臺燈光照明設備的結構示意圖。圖2為本發明LED舞臺燈的結構示意圖(不含第二復眼透鏡)。
圖3為本發明LED舞臺燈后視圖。圖4為本發明LED舞臺燈沿A-A面的剖視圖。圖5為本發明LED舞臺燈的第二復眼透鏡的主視圖。圖6為本發明LED舞臺燈的第二復眼透鏡的立體圖。圖中標記10_復眼透鏡單元，11-第一復眼透鏡，12-定位凸起，22-第二復眼透鏡，221-毛面，30-聚光透鏡，310-反射面，311-反光鱗片，320-第一弧形折射面，330-第二弧形折射面，340-圓錐面，40-LED光源。
具體實施例方式下面結合試驗例及具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。參考圖2、圖3、圖4，本發明LED舞臺燈透鏡組包括用于聚焦LED光源40發出光線的聚光透鏡30，及第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22，所述聚光透鏡30位于第一復眼透鏡11和LED光源40之間，所述第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22均由緊密聯結在一起的多個復眼透鏡單元10構成，所述第一復眼透鏡11與第二復眼透鏡22的每個復眼透鏡單元10的光軸重合，形成一一對應關系、且第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22對應復眼透鏡單元10的表面能夠相互嵌合，即在二者相鄰的表面上，第一復眼透鏡11上每個凸起的復眼透鏡單元10都在第二復眼透鏡22上對應位置上有一個凹陷的復眼透鏡單元10。所述第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22之間的距離可調。所述聚光透鏡30、第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22的水平中心軸線共線。參考圖4，所述透鏡組可以由PMMA材料或PC材料或其他光學材料制成，聚光透鏡30的形狀為碗形狀，聚光透鏡30上至少設有一個非連續的反射面310，所述非連續反射面310由多個非連續的反光鱗片311構成，所述反光鱗片311為平面或曲面形狀，所述反光鱗片311上也可以鍍有反光膜；聚光透鏡30的小端開設有安裝LED光源40的小端開口，所述聚光透鏡30的小端開口底面為向外凸起的第一弧形折射面320，該第一弧形折射面320具有非連續表面或連續表面；聚光透鏡30的大端中部設有一大端開口，該大端開口底面為向外凸起的第二弧形折射面330，該第二弧形折射面330具有非連續表面或連續表面，根據LED的光強與角度的發光曲線以及燈光的出射亮度決定第二弧形折射面330是否采用非連續表面。所述第一復眼透鏡11設置于聚光透鏡30的大端且與透鏡大端端面完全重合。參考圖4、圖5、圖6，所述復眼透鏡單元10在縱向截面呈正六邊形，各復眼透鏡單元10無縫聯結。所述第一復眼透鏡11的外周圓上設置有定位凸起12，所述第二復眼透鏡22上也設有定位凸起12。設置定位凸起12，方便于在安裝第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22時，確保第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22是平行的、并不會饒中心軸旋轉，且第一復眼透鏡11和第二復眼透鏡22相鄰的表面能夠相互嵌合。所述第二復眼透鏡22與聚光透鏡30的大端開口對應位置設置有毛面221 (也可以是光學鏡面)。LED光源40發出的小角度光線經過聚光透鏡30折射到第二復眼透鏡22上的毛面221后，再經過毛面221均勻折射到到需要照明的區域，使燈光呈現為柔和的白光。應用本發明透鏡組的LED舞臺燈，包括LED舞臺燈透鏡組、設置于散熱器上的LED光源40、用于調節第一復眼透鏡11與第二復眼透鏡22距離的調節機構和燈罩，所述LED光源40為彩色多芯片集成封裝的LED光源，LED光源40連接有驅動電源，LED光源40設置于聚光透鏡30的小端開口處。所述LED光源40、驅動電源、調節機構和燈罩均為現有技術，此處不做詳細描述。LED光源40發出的光線大部分經過圓錐面340折射到反射面310上，再經過反射面310上的反光鱗片311反射，反光鱗片311使LED發出的大角度光線在照明光場上進行混色疊加，再經第一復眼透鏡11與第二復眼透鏡22在照明場上疊加，通過調節第一復眼透鏡11與第二復眼透鏡22的距離，可以調節整個光線的出射角度，從而調節舞臺燈光的光束角，在照明光場上形成色彩均勻大小可調的光斑。反光鱗片311的數量、排列方式、面形以及空間姿態主要由照明面上能量分布的均勻性、光源的光線出射角度決定，但需要考慮射到反光鱗片311上的光線在材料中完成全反射。LED光源40發出的部分未經聚光透鏡30的反光鱗片311混色疊加的小角度光線經過聚光透鏡30的第一弧形折射面320的非連續表面折射到第二復眼透鏡22的毛面221上，均勻的射到整個照明光場，進一步提高照明光場的色彩均勻性。形成非連續表面的多個小折射面的數量、排列方式、面形以及 空間姿態主要由照明面上能量分布的均勻性、光源的光線出射角度決定。本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本發明并不局限于前述的具體實施方式
。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合。
權利要求
1.ー種LED舞臺燈透鏡組，包括用于聚焦LED光源發出光線的聚光透鏡，及第一復眼透鏡和第二復眼透鏡，所述聚光透鏡至少設有ー個非連續的反射面，聚光透鏡位于第一復眼透鏡和LED光源之間，所述第一復眼透鏡和第二復眼透鏡均由緊密聯結在一起的多個復眼透鏡單元構成，其特征在于，所述第一復眼透鏡與第二復眼透鏡的每個復眼透鏡單元的光軸重合，形成一一對應關系、且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡對應復眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合。
2.根據權利要求I所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述第一復眼透鏡與第二復眼透鏡之間的距離可調。
3.根據權利要求2所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述聚光透鏡、第一復眼透鏡和第二復眼透鏡的中心軸線共線。
4.根據權利要求3所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述第一復眼透鏡的外周圓上設置有定位凸起，所述第二復眼透鏡上也設有定位凸起。
5.根據權利要求4所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述復眼透鏡單元在縱向截面呈正六邊形，各復眼透鏡單元無縫聯結。
6.根據權利要求I至5之一所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述聚光透鏡的形狀為碗形狀，所述非連續反射面由多個非連續的反光鱗片構成；聚光透鏡的小端開設有用于安裝LED光源的小端開ロ，所述聚光透鏡的小端開ロ底面為向外凸起的第一弧形折射面，該第一弧形折射面具有非連續表面或連續表面；聚光透鏡的大端中部設有一大端開ロ，該大端開ロ底面為向外凸起的第二弧形折射面，該第二弧形折射面具有非連續表面或連續表面；所述第一復眼透鏡設置于聚光透鏡的大端且與聚光透鏡大端端面完全重合。
7.根據權利要求6所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述反光鱗片為平面或曲面形狀。
8.根據權カ要求7的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述第二復眼透鏡與聚光透鏡的大端開ロ對應位置設置有毛面或光學鏡面。
9.根據權利要求I所述的LED舞臺燈透鏡組，其特征在于，所述透鏡組由PMMA材料或PC材料或其他光學材料制成。
10.ー種LED舞臺燈，其特征在于，其包含權利要求I所述的LED舞臺燈透鏡組、設置于散熱器上的LED光源、用于調節第一復眼透鏡與第二復眼透鏡距離的調節機構和燈罩，所述LED光源連接有驅動電源，LED光源設置于聚光透鏡的小端開ロ處。
全文摘要
本發明公開了一種LED舞臺燈用透鏡組，該LED舞臺燈透鏡組包含用于聚焦LED光源發出光線的聚光透鏡，及第一復眼透鏡和第二復眼透鏡，所述聚光透鏡至少設有一個非連續的反射面，聚光透鏡位于第一復眼透鏡和LED光源之間，所述第一復眼透鏡和第二復眼透鏡均由緊密聯結在一起的多個復眼透鏡單元構成，所述第一復眼透鏡與第二復眼透鏡的每個復眼透鏡單元的光軸重合，形成一一對應關系、且第一復眼透鏡和第二復眼透鏡對應復眼透鏡單元的表面能夠相互嵌合。本發明LED舞臺燈透鏡組，LED光源發出的光線經過聚光透鏡反射疊加會聚、再經第一復眼透鏡與第二復眼透鏡在照明場上疊加，在照明場上形成照度過渡均勻且色差一致的光斑。
文檔編號F21Y101/02GK102853374SQ20121030402
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者霍永峰 申請人:霍永峰