LED光束圖案燈的製作方法

2023-05-26 00:44:56 1

本實用新型涉及一種光束燈，尤其涉及一種LED光束圖案燈。

背景技術：

目前舞臺娛樂場所用的光束燈按光源主要分為超短弧氣體放電光源(俗稱杯泡、氣體放電泡、反射器光源)和高密度、高流明輸出的LED光源。現有技術的短弧氣泡光源整燈熱量大和被照物表面溫度高，安全性、可靠性、光效低，燈具維護保養人工成本高，已經越來越難滿足各種中小型娛樂場所的使用要求。為解決短弧光源的缺陷，業內人士開發的以LED為光源的光束燈，LED光束燈具有節能環保、安全可靠、穩定性、使用壽命和可控性高、光源色溫和顏色豐富可選。但是一般LED光源因為光譜特性的差異和光出射度(光源上每單位面積向2∏球面度內發出的光通量lm/m2)遠低於短弧杯泡光源，從而導致LED光束燈在亮度、光束強度、對比度光束粗實銳利程度均不如杯泡光源，為此業內人士相繼開發出單晶片大面積高流明值LED光源和多晶片高密度集成LED陣列光源。但是單晶片大面積LED光源光效一直難以進一步得到提升且價格成本高，許多企業已逐步放棄使用。取而代之的是多晶片高密度集成LED陣列光源應用的光束燈，此類光源發光面積小、高光效、高流明輸出使得LED光束燈在亮度和光束感等方面已逐步趕上短弧杯泡光源，但是此類型光源是由至少4個或多個晶片間隔陣列分布LED晶片中間會有寬度為0.1-0.5mm的縱橫交錯的暗帶，晶片發光經過光學鏡頭後投射出準直平行光束，此時LED晶片成像並投影。光束目視觀測效果就是鏡頭出光口段或中間段會有類似十字架空洞，在光斑中心就會表現為暗區明顯，導致圖案模糊的問題，此類缺陷嚴重影響LED光束燈的使用效果和舞臺表現力。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的是提供一種LED光束圖案燈，能夠提升LED光束圖案燈的中心區域的光照強度，提高圖像成像效果。

為實現上述目的，本實用新型採用的一個技術方案為：提供一種LED光束圖案燈，包括殼體，所述殼體內安裝有LED光源組件、聚光透鏡組件、圖案花樣組件以及成像透鏡組件，所述聚光透鏡組件、圖案花樣組件以及成像透鏡組件沿LED光源組件的出射光路方向順次設置；

所述聚光透鏡組件包括鄰近LED光源組件順次設置的第一聚光透鏡、第二聚光透鏡及第三聚光透鏡，所述第一聚光透鏡的入光面為平面，出光面為凸面；所述第二聚光透鏡的入光面為平面，出光面為凸面；所述第三聚光透鏡的入光面為凸面，出光面為平面；

所述成像透鏡組件包括沿LED光源組件的出射光路方向順次設置的第一成像透鏡、第二成像透鏡以及第三成像透鏡，所述第一成像透鏡的入光面與出光面均為凹面；所述第二聚光透鏡及第三聚光透鏡的入光面與出光面均為凸面。

優選地，所述第一聚光透鏡的出光面的曲率半徑為5.0～8.0mm，所述第一聚光透鏡與LED光源組件的間距為1.0～3.0mm，所述第一聚光透鏡的入射光的有效口徑為LED光源組件最大發光尺寸的2.5～4倍。

優選地，所述第二聚光透鏡的出光面的曲率半徑為10.5～15.0mm，所述第二聚光透鏡與第一聚光透鏡設有間距。

優選地，所述第三聚光透鏡的入光面的曲率半徑為10.5～15.0mm，所述第三聚光透鏡與第二聚光透鏡呈對稱設置。

優選地，所述第一成像透鏡的入光面的曲率半徑為125.28～137.28mm，出光面的曲率半徑為145.06～155.06mm。

優選地，所述第二成像透鏡的入光面的曲率半徑為145.06～155.06mm，出光面的曲率半徑為130.03～140.03mm，且所述第二成像透鏡與第一成像透鏡組裝成膠合鏡組。

優選地，所述第三成像透鏡的入光面與出光面的曲率半徑均為255.05～265.05mm，所述第三成像透鏡與膠合鏡組間隔設置。

優選地，所述圖案花樣組件包括層疊設置的圖案板以及顏色板。

優選地，所述圖案板設有通光孔，所述通光孔的內徑為5～8mm，且圖案板與第三聚光透鏡的間距為2.0～6.0mm。

優選地，所述LED光源組件包括鋁基板，安裝於所述鋁基板上的LED光源以及與所述鋁基板熱接觸的散熱模組，所述LED光源為單色多晶片緊湊陣列分布的光源。

本實用新型的技術方案包括LED光束圖案燈，包括殼體，所述殼體內安裝有LED光源組件、聚光透鏡組件、圖案花樣組件以及成像透鏡組件，所述聚光透鏡組件、圖案花樣組件以及成像透鏡組件沿LED光源組件的出射光路方向順次設置，該聚光透鏡組件能夠將LED光源組件發射的光束進行聚合形成聚合光束，該聚合光束聚焦於圖案花樣組件上，此時聚焦光束中心光線能量集中，光斑均勻，可以有效彌補了光源晶片間隔所導致的暗區；該聚合光線依次通過沿LED光源組件的出射光路方向順次設置的第一成像透鏡、第二成像透鏡以及第三成像透鏡後，可以射出中心無暗區及無空洞的圖像，色差消除較好，並且具有光束粗實銳利視覺效果，成像清晰的光束圖案效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型LED光束圖案燈一實施例的出光光路示意圖；

圖2為圖1中LED光源組件與聚光透鏡組件配合的結構示意圖；

圖3為圖1的縱向剖面結構示意圖；

圖4為圖1的成像效果及波形圖。

本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

需要說明，本實用新型中涉及「第一」、「第二」等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本實用新型要求的保護範圍之內。

請參照圖1至圖4，在本實用新型實施例中，該LED光束圖案燈，包括殼體，所述殼體內安裝有LED光源組件10、聚光透鏡組件20、圖案花樣組件30以及成像透鏡組件40，所述聚光透鏡組件20、圖案花樣組件30以及成像透鏡組件40沿LED光源組件10的出射光路方向順次設置；

所述聚光透鏡組件20包括鄰近LED光源組件10順次設置的第一聚光透鏡21、第二聚光透鏡22及第三聚光透鏡23，所述第一聚光透鏡21的入光面為平面，出光面為凸面；所述第二聚光透鏡22的入光面為平面，出光面為凸面；所述第三聚光透鏡23的入光面為凸面，出光面為平面；

所述成像透鏡組件40包括沿LED光源組件10的出射光路方向順次設置的第一成像透鏡41、第二成像透鏡42以及第三成像透鏡43，所述第一成像透鏡41的入光面與出光面均為凹面；所述第二聚光透鏡22及第三聚光透鏡23的入光面與出光面均為凸面。

本實施例中，通過聚光透鏡組件20能夠將LED光源組件10的發光角度為100～120°以內的光線收集後形成一束角度為45～65°的聚合光束，該聚合光束聚焦於圖案花樣組件30上，然後經過成像透鏡組件40射出，可以射出中心無暗區及無空洞的圖像，並且具有光束粗實銳利視覺效果，成像清晰的光束圖案效果。從圖4可以看出，本方案可以明顯改善產能成像圖像的中心的光照強度，提高圖像成像質量。本實施例中，第一成像透鏡41、第二成像透鏡42以及第三成像透鏡43組組成的成像透鏡組件中存在一個複合等效焦距。

本實用新型的技術方案包括LED光束圖案燈，包括殼體以及安裝有LED光源組件10、聚光透鏡組件20、圖案花樣組件30以及成像透鏡組件40，該聚光透鏡組件20、圖案花樣組件30以及成像透鏡組件沿LED光源組件10的出射光路方向順次設置，該聚光透鏡組件20能夠將LED光源組件10發射的光束進行聚合形成聚合光束，該聚合光束聚焦於圖案花樣組件30上，此時聚焦光束中心光線能量集中，光斑均勻，可以有效彌補了光源晶片間隔所導致的暗區；該聚合光線依次通過沿LED光源組件10的出射光路方向順次設置的第一成像透鏡41、第二成像透鏡42以及第三成像透鏡43後，可以射出中心無暗區及無空洞的圖像，色差消除較好，並且具有光束粗實銳利視覺效果，成像清晰的光束圖案效果。

請參照圖3，在一具體的實施例中，所述第一聚光透鏡21的出光面的曲率半徑為5.0～8.0mm，所述第一聚光透鏡21與LED光源組件10的間距為1.0～3.0mm，所述第一聚光透鏡21的入射光的有效口徑為LED光源組件10最大發光尺寸的2.5～4倍。考慮到，間距小於1.0mm時無法形成聚焦光束，間距大於3.0mm將導致漏光導致光效嚴重降低的問題，第一聚光透鏡21與LED光源組件10的間距優選為1.6mm，較佳的方案為1.6～2.0mm，如此，LED光源組件10發出的大角度較低光強光線將被棄用，剩餘80％中心光強較高的光線通過第一聚光透鏡21射入。第一聚光透鏡21的出光面的曲率半徑優選為6mm。

進一步的，所述第二聚光透鏡22的出光面的曲率半徑為10.5～15.0mm，所述第二聚光透鏡22與第一聚光透鏡21設有間距。本實施例中，第二聚光透鏡22的出光面的曲率半徑優選為10.8mm。該間距可以根據實際的要求靈活設置。

進一步的，所述第三聚光透鏡23的入光面的曲率半徑為10.5～15.0mm，所述第三聚光透鏡23與第二聚光透鏡22呈對稱設置。本實施例中，第三聚光透鏡23的出光面的曲率半徑優選為10.8mm。應該指出的是，第三聚光透鏡23與第二聚光透鏡22的光學尺寸等同、方向相反，且可均玻璃材質的材質。

請參照圖3，在一具體的實施例中，所述第一成像透鏡41的入光面的曲率半徑為125.28～137.28mm，出光面的曲率半徑為145.06～155.06mm。本實施例中，第一成像透鏡41的入光面的曲率半徑優選為131.28mm，出光面的曲率半徑優選為150.06mm。

進一步的，所述第二成像透鏡42的入光面的曲率半徑為145.06～155.06mm，出光面的曲率半徑為130.03～140.03mm，且所述第二成像透鏡42與第一成像透鏡41組裝成膠合鏡組。本實施例中，第二成像透鏡42的入光面的曲率半徑優選為150.06mm，出光面的曲率半徑優選為135.03mm。

進一步的，所述第三成像透鏡43的入光面與出光面的曲率半徑均為255.05～265.05mm，所述第三成像透鏡43與膠合鏡組間隔設置。本實施例中，第三成像透鏡43的入光面及出光面的曲率半徑優選為260.05mm。

通過上述的第一成像透鏡41、第二成像透鏡42及第三成像透鏡43能夠對圖案花樣進行成像，該成像的形狀可以根據圖案的形狀來確定。

請參照圖2，在一具體的實施例中，所述圖案花樣組件30包括層疊設置的圖案板以及顏色板。本實施例中，該圖案花樣組件30可以由圖案板及顏色板組成，該圖案板上設置有圖案，而顏色板可以進行相應的濾光，如此，可以呈現多種顏色，豐富最後的成像圖像的成像效果。

在一實施例中，所述圖案板設有通光孔，所述通光孔的內徑為5～8mm，且圖案板與第三聚光透鏡23的間距為2.0～6.0mm。本實施例中，該通光孔的內徑優選為6mm，圖案板與第三聚光透鏡23的間距優選為4.0mm，並且圖案板的厚度小於0.2mm。

請參照圖2，在一具體的實施例中，所述LED光源組件10包括鋁基板11，安裝於所述鋁基板11上的LED光源12以及與所述鋁基板11熱接觸的散熱模組，所述LED光源12為單色多晶片緊湊陣列分布的光源。為了方便散熱，本實施例中的鋁基板11上還連接有散熱模組，該散熱模組可以為散熱鰭片等其他結構，該LED光源12優選為單色多晶片緊湊陣列分布的光源，可以提高增加出光的面積和提高光線的利用率。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是在本實用新型的發明構思下，利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本實用新型的專利保護範圍內。