具有聚光作用的混光柱及其led聚光燈的製作方法

2023-05-23 09:35:01 1

專利名稱：具有聚光作用的混光柱及其led聚光燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混光柱，尤其涉及一種具有聚光作用的混光柱，同時也涉及使用該混光柱的LED聚光燈，屬於影視照明技術領域。
背景技術：
現有技術中，LED聚光燈一般均直接採用大功率LED模組作為光源，通過在光源正面安裝非球面透鏡，在燈體前端出光口位置裝設菲涅爾透鏡製成LED聚光燈。LED聚光燈作為影視專業聚光燈的一種，為了滿足影視舞檯燈光不同顏色變化的要求，可以採用含有多色LED光源的LED模組作為光源，通過光源控制電路控制各色光源的亮滅，來實現LED聚光燈不同顏色的轉換。
但是，由於加工工藝等原因，LED模組存在色溫一致性差、發光角度過大等問題。當LED模組直接用於LED聚光燈時，會影響聚光燈的光斑質量，尤其在聚光狀態會出現光斑色溫、照度不勻，甚至出現色塊現象，光斑質量明顯下降。而對於含有多色LED光源的LED模組，聚光狀態下光斑色溫、照度不均的現象更甚，直接影響聚光燈的光斑效果。因此，如何可以使具有多色LED光源的LED聚光燈獲得色溫、照度均勻的光效，是一個急需解決的問題。在專利號為ZL 200920214121.0的中國實用新型專利中，公開了一種全形LED透鏡，其包括基座、LED發光顆粒以及透鏡。該透鏡包括一準直段，用以將LED燈發出的光線匯聚到與透鏡中心線平行方向；一導光段，用以傳輸經準直段匯聚後的光線；以及一發散段，用以將光線經過若干次反射和/或折射後以不同角度向透鏡外發射；其中，所述發散段底部為中空結構，外側環繞發散段本體設置複數個傾斜角度不同的鋸齒螺線，內側中空，呈喇叭狀，其邊緣為階梯狀，階梯狀界面的垂直法線與中心線的角度大於等於透鏡材料的臨界角。該全角度LED透鏡可以實現接近360度範圍內的光線照射。
發明內容本實用新型所要解決的首要技術問題在於提供一種具有聚光作用的混光柱。本實用新型所要解決的另一技術問題在於提供使用該混光柱的LED聚光燈。為實現上述的目的，本實用新型採用下述的技術方案一種具有聚光作用的混光柱，包括柱狀的導光體，所述導光體具有出光面和入光面，其特徵在於所述出光面是由多個微透鏡組成的微透鏡陣列。進一步地，所述微透鏡是球面透鏡。進一步地，所述微透鏡是非球面透鏡。較優地，所述微透鏡陣列和所述導光體一體壓鑄成型。較優地，所述微透鏡陣列與所述導光體分別成型，所述微透鏡陣列固定在所述導光體的出光面一端。較優地，所述導光體是空心筒狀柱體。[0015]進一步地，在所述筒狀導光體的內壁鍍有反射膜，形成光學反射面。較優地，所述微透鏡陣列是由多個微透鏡在同一個平面內排列而成的陣列。一種LED聚光燈,包括LED模組和具有聚光作用的混光柱,所述混光柱包括柱狀的導光體，所述導光體具有出光面和入光面，所述LED模組安裝在所述混光柱的入光面一側，其特徵在於所述混光柱的出光面是由多個微透鏡組成的微透鏡陣列。其中較優地，所述LED模組含有多色LED光源。本實用新型提供了一種混光柱，具有柱狀的導光體，可以使LED模組發射的光線在混光柱內部經過多次反射後射出，可以使射出的光斑更加均勻，使射出的光線柔和，亮度、色溫一致性好，克服了 LED光源出光色溫不均的不足。當多色LED光源同時發光時，發射的各種光線經過混光柱多次反射後相互疊加射出，可以達到均勻混光的目的。此外，在混光柱的出光面設置有微透鏡陣列，該微透鏡陣列由多個直徑很小的微透鏡緊密排列而成， 相當於一個由數個凸透鏡組成的聚光鏡，可以對射出的光線起到準直聚光的作用。因此，該混光柱在使多色LED光源發出的光線均勻混合的同時，使輸出的光能控制在較小的角度範圍之內，提高了 LED聚光燈整體的光效。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖I為本實用新型所提供的具有聚光作用的混光柱的結構示意圖；圖2為圖I所示混光柱中的微透鏡陣列示意圖；圖3為圖I中具有聚光作用的混光柱的I部放大圖；圖4為圖2中微透鏡陣列的Γ部放大圖；圖5為具有聚光作用的混光柱的光路示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種應用於LED聚光燈的具有聚光作用的混光柱(簡稱混光柱)，可以與含有多色LED光源的LED模組配合使用。如圖I所示，該混光柱包括柱狀的導光體1，導光體I的橫截面的形狀可以是圖2所示的圓形或者多邊形。導光體I的兩個端面分別為入光面4和出光面2。其中，出光面2是由多個微透鏡3組成的微透鏡陣列。在LED聚光燈中，將含有多色LED光源的LED模組安裝於導光體I的入光面4 一側，LED模組的入射光從入光面4入射，通過導光體I內部,並穿過出光面2射出到外部。圖I是混光柱的結構示意圖，圖2是圖I中微透鏡陣列的示意圖，圖3是圖I中I部放大圖，圖4是圖2中Γ部的放大圖。結合圖I到圖4可知，在本實用新型的一個實施例中，該混光柱的導光體I是圓柱體，較優地，該圓柱體的長度大於入光面4和出光面2的半徑。該混光柱的出光面2是由數量眾多的微透鏡3緊密排列而成的圓形的微透鏡陣列。微透鏡3是小直徑的球面透鏡或者非球面透鏡。從而，該出光面2相當於一個由多個凸透鏡組成的聚光鏡。當LED模組發射的光線，由入光面4進入導光體I內部後，入射光線經過多次反射後射出，在出光面2被準直和聚光，能使射出的光線更加集中地照射到被照物體，從而提高光束利用率。該混光柱由透明的光學材料製成，可以是由光學樹脂或者光學玻璃材質製成。該混光柱中的導光體I和微透鏡陣列可以一體成型，如用光學玻璃材質以壓鑄的方式製成導光體I和微透鏡陣列一體成型的混光柱。該混光柱中的導光體I和微透鏡陣列還可以分別成型後固定在一起，如將微透鏡陣列膠合安裝在導光體I的出光面2上。其中，導光體I可以是實心的柱狀體，也可以是空心的筒狀柱體。較優地，在空心筒狀導光體內壁上鍍一層反射膜形成光學反射面，從而使得照射到筒狀導光體內壁上的光線全部得到反射。此外，該單獨成型的微透鏡陣列是由多個微透鏡組成的陣列，該陣列由多個微透鏡在同一個平面內緊密排列而成，該陣列整體呈現為一個厚度極小的薄片狀的平面，或者呈現為一種很薄的弧度很小的近似於平面的曲面，在此，將這種微透鏡陣列命名為薄片狀的微透鏡陣列。將該薄片狀的微透鏡陣列直接膠合至空心筒狀柱體或者實心柱狀體的一端(出光面2)，製得具有聚光作用的混光柱。當將LED模組安裝在該空心筒狀混光柱的另一端時，LED模組發射的光線，在筒狀導光體內部，經過鍍有反射膜的內壁多次反射後，從混光柱出光面端部的微透鏡陣列射出，照射到被照物體上。該混光柱可以使LED模組的光斑更加均勻，使得光線柔和。而且，該混光柱可以充分利用LED光源的外圍光線，使得整個聚光燈的照度和色溫得到提高。在此，以LED模組中的LED光源5的光路為例，對混光柱的作用做詳細說明。如圖5所示，LED光源5位於LED模組的中部，射出的光束是以外側光線a、a'為母線的圓錐形光束。以光線a和光線a'為代表的最外圍光線，在導光體I內部發生多次反射後，從出光面2射出，最終照射到被射物6上，而其他內部的光線，在經過若干次反射後，也從出光面2射出，從而使得從LED光源5照射到被射物6上的光斑更加均勻。同理，LED模組中的其他LED光源發射的光線，經過導光體I內部多次反射後射出，使得光線得以混合。含有多色LED光源的LED模組中光源發射的光線，相互疊加在一起，照射到被射物6上，使得從LED模組照射到被射物6上的光斑整體更加清晰均勻。該混光柱對含有多色LED光源的LED模組，具有混光的作用。從上述光路描述中可知，相對於以LED模組直接作為光源，和該混光柱一起使用的LED光源發射的諸如a、a' —樣的外圍光線，在經過混光柱多次反射後得到了充分利用，從而增加了光線的利用率，提高了聚光燈整體的光效。由此，本實用新型還提供了一種LED聚光燈，包含LED模組和上述混光柱。該混光柱包括柱狀的導光體I，該導光體I具有出光面2和入光面4,該混光柱的出光面2是由多個微透鏡組成的微透鏡陣列。該LED模組安裝在該混光柱入光面4 一側，和混光柱一起作為LED聚光燈的光源。該LED模組含有多色LED光源。當然，該混光柱也可以和含有單色LED光源的LED模組一起使用於LED聚光燈中。本實用新型提供了一種具有聚光作用的混光柱，可以和含有多色LED光源的LED模組一起用於LED聚光燈中。將含有多色LED光源的LED模組安裝於混光柱的入光面一側，LED模組發射的光線在混光柱內部經過多次反射後從出光面射出，可以使光源發出的兩側光線全部得到反射進入出光面，充分利用了 LED光源邊緣的光線。並且，該混光柱的出光面是由直徑很小、緊密排列的微透鏡組成的微透鏡陣列，可以對從出光面射出的光線起到準直聚光的作用，使得輸出的光能控制在較小的角度以內，從而使得光斑中心的照度得到增力口。因此，該混光柱不僅克服了 LED光源出光色溫不均的不足，使得LED模組各色LED光源發出光線的色溫、照度均勻，達到了混光的目的，而且通過出光面的微透鏡陣列，將LED光源寬角度的散射光修正為窄光束，使得光斑中心照度增加，提高了 LED聚光燈的整體光效。顯然，上述實施例僅是為清楚說明本實用新型所做的舉例 ，並非對本實用新型實施方式的限制。對於本領域普通技術人員來說，在此基礎上所做的任何變化，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求1.一種具有聚光作用的混光柱，包括柱狀的導光體，所述導光體具有出光面和入光面，其特徵在於 所述出光面是由多個微透鏡組成的微透鏡陣列。
2.如權利要求I所述的混光柱，其特徵在於 所述微透鏡是球面透鏡。
3.如權利要求I所述的混光柱，其特徵在於 所述微透鏡是非球面透鏡。
4.如權利要求I所述的混光柱，其特徵在於 所述微透鏡陣列和所述導光體一體壓鑄成型。
5.如權利要求I所述的混光柱，其特徵在於 所述微透鏡陣列與所述導光體分別成型，所述微透鏡陣列固定在所述導光體的出光面一端。
6.如權利要求5所述的混光柱，其特徵在於 所述導光體是空心筒狀柱體。
7.如權利要求6所述的混光柱，其特徵在於 在所述筒狀導光體的內壁鍍有反射膜，形成光學反射面。
8.如權利要求5所述的混光柱，其特徵在於 所述微透鏡陣列是由多個微透鏡在同一個平面內排列而成的陣列。
9.一種LED聚光燈,包括LED模組和混光柱,所述混光柱包括柱狀的導光體，所述導光體具有出光面和入光面，所述LED模組安裝在所述混光柱的入光面一側，其特徵在於 所述混光柱的出光面是由多個微透鏡組成的微透鏡陣列。
10.如權利要求9所述的LED聚光燈，其特徵在於 所述LED模組含有多色LED光源。
專利摘要本實用新型提供了一種具有聚光作用的混光柱及其LED聚光燈。該混光柱具有柱狀的導光體，該導光體具有入光面和出光面，其中，該出光面是由多個微透鏡組成的微透鏡陣列。將該含有多色LED光源的LED模組安裝於該混光柱的入光面一側，可以使LED模組射出的光線在導光柱內部經過多次反射後射出，使各色LED光線得到充分混合，而且，該出光面對從混光柱內部射出的光線有準直聚光的作用，可以使輸出的光能控制在較小的角度範圍之內，提高了聚光燈整體的光效。
文檔編號F21Y101/02GK202532387SQ201220193348
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者張國斌, 甄何平 申請人:北京星光影視設備科技股份有限公司