專利名稱：一種led舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及投光燈，尤其是LED舞臺(tái)燈，利用高精度的光學(xué)系統(tǒng)，投影出效果 更好的燈光。
背景技術(shù)：
某些娛樂場所或舞臺(tái)中，為了增添場所的氣氛，這些場所中往往會(huì)設(shè)置有投光燈。 但隨著生活水平的提高以及科技的進(jìn)步，一種適應(yīng)性更強(qiáng)功能更強(qiáng)大的LED舞臺(tái)燈逐漸使 用到娛樂場所或舞臺(tái)中并占有主導(dǎo)地位。LED舞臺(tái)燈功能更強(qiáng)大，能夠發(fā)射出豐富多變的燈 光和燈光圖案，使得這些娛樂場所或舞臺(tái)增添不少氣氛。生活總是在不斷提高，科技總是不 斷在進(jìn)步，現(xiàn)有技術(shù)中的LED舞臺(tái)燈雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，但是依然存在弊 端1)LED舞臺(tái)燈在利用光學(xué)系統(tǒng)成像時(shí)，其投射出來的燈光圖案比較模糊，即燈光圖案沒 有明顯的輪廓，這樣的燈光效果對于增添氣氛來說是大打折扣的；2) —般的舞臺(tái)燈投射出 來的燈光圖案為固定大小，無法進(jìn)行縮放；若能對燈光圖案進(jìn)行縮放且圖案依然清晰的話 無疑會(huì)給現(xiàn)場帶來更多的氣氛。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，光斑圖案不僅 能夠進(jìn)行縮放，且光斑圖案輪廓清晰。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，所 述光學(xué)系統(tǒng)依次包括LED燈珠、第一聚光透鏡、第二聚光透鏡、光圈、色盤片、圖案片、第一 成像透鏡、調(diào)焦透鏡、第二成像透鏡；所述第一成像透鏡與調(diào)焦透鏡之間設(shè)有變焦鏡和三 棱鏡，所述第一聚光透鏡為非球面透鏡，LED燈珠與第一聚光透鏡之間的距離范圍在17 23mm。LED燈珠與聚光透鏡之間的距離與非球面鏡的聚光透鏡相互配合，既使整個(gè)燈體的直 徑和長度減小，又能使發(fā)射出來的光斑更清晰，效果更好；在第一成像透鏡與調(diào)焦透鏡之間 設(shè)有變焦鏡使得舞臺(tái)燈多了一個(gè)對光斑進(jìn)行縮放的功能。作為改進(jìn)，所述第一聚光透鏡的頂點(diǎn)曲率半徑為16 20mm，圓錐系數(shù) 為-0. 45 -0. 68。非球面曲率計(jì)算公式為 X = CH2/[l+{l"(l+k)C2H2I l/2]+a4H4+a6H6…， 其中，H2 = γ2+ζ2, X、Y、Z為三維空間坐標(biāo)，C為頂點(diǎn)曲率，k為圓錐系數(shù)，無高次項(xiàng)，即a4 = a6 = 0。本實(shí)用新型中，頂點(diǎn)曲率半徑在16 20mm范圍內(nèi)，圓錐系數(shù)在-0.45 -0.68范 圍內(nèi)，可使得非球面鏡的第一聚光透鏡的光效利用率更高，并且，整個(gè)燈體的光路更短，有 助于縮短燈體的長度。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一聚光透鏡的有效光通直徑范圍為47 52mm。作為改進(jìn)，所述第二聚光透鏡為一雙凸鏡，左側(cè)面的曲率半徑范圍168 184mm， 右側(cè)面的曲率半徑范圍54 56. 5mm。作為進(jìn)一步改進(jìn)，第二聚光透鏡的有效光通直徑范圍為54 60mm。作為改進(jìn)，所述第一聚光透鏡與第二聚光透鏡之間的距離范圍在1 5mm。第一聚光透鏡與第二聚光透鏡的組合在較短的距離以內(nèi)達(dá)到了較高的聚光效率超過60%。作為改進(jìn)，所述LED燈珠平均光束角(50% )為100° 140°。用LED燈代替?zhèn)?統(tǒng)的氣管燈泡，在燈體的節(jié)能和壽命上有了大幅度的提高；傳統(tǒng)燈珠為了減小光的損失，往 往在燈珠后面增設(shè)一個(gè)反射罩，使燈珠發(fā)射出來的光經(jīng)過反射罩的反射后到達(dá)預(yù)定位置， 該種方法雖然也能彌補(bǔ)光效不足的情況，但光效依然較低且整個(gè)燈體會(huì)比原來更長。選用 平均光束角(50% )為100° 140°的大功率LED燈珠也是配合了聚光透鏡的曲率半徑、 兩聚光透鏡之間的距離、兩聚光透鏡的有效光通直徑、燈珠距離這幾個(gè)參數(shù)，使得平均光束 角(50% )為100° 140°的LED燈珠發(fā)射出來的光束在上述參數(shù)設(shè)定下成像效果更理想。作為改進(jìn)，所述調(diào)焦透鏡的調(diào)焦距離為90 100mm。作為改進(jìn)，所述LED燈珠與第二成像透鏡之間的距離為290 320mm。在各個(gè)參數(shù) 合理的設(shè)定下，整個(gè)燈體長度變得更小。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是LED燈珠平均光束角、第一聚光透鏡的曲率半徑、圓錐系數(shù)、兩聚光透鏡之間的距 離、兩聚光透鏡的有效光通直徑、燈珠距離這幾個(gè)參數(shù)的設(shè)定，直接影響到舞臺(tái)燈的成像效 果以及整個(gè)燈體的直徑和長度。本實(shí)用新型的參數(shù)設(shè)置合理，既能使整個(gè)燈體的直徑和長 度減小，又能使發(fā)射出來的光的利用效率較高，效果更好；光斑圖案在清晰的情況下能進(jìn)行 縮放。

圖1為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1如圖1所示，一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)從左到右依次包括LED燈 珠1、第一聚光透鏡2、第二聚光透鏡3、光圈4、色片盤5、圖案片盤6、第一成像透鏡7、變焦 透鏡8、三棱鏡9、調(diào)焦透鏡10、第二成像透鏡11。所述第一聚光透鏡2的頂點(diǎn)曲率半徑均 為16mm，圓錐系數(shù)為-0. 45 ；第一聚光透鏡2的有效光通直徑為47 ；第一聚光透鏡2的直徑 為48mm。所述第二聚光透鏡3為一雙凸鏡，左側(cè)面的曲率半徑為168mm，右側(cè)面的曲率半徑 為54mm ；第二聚光透鏡3的有效光通直徑為54mm ；第二聚光透鏡3的直徑均為56mm。所述 第一聚光透鏡2與第二聚光透鏡3之間的距離為Imm ；所述燈珠1平均光束角(50% )為 100°，且LED燈珠1與第一聚光透鏡2之間的距離為17mm;由上述參數(shù)構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)， 整個(gè)成像光路即LED燈珠1與第二成像透鏡11之間的距離為290mm。實(shí)施例2如圖1所示，一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)從左到右依次包括LED燈珠 1、第一聚光透鏡2、第二聚光透鏡3、光圈4、色片盤5、圖案片盤6、第一成像透鏡7、變焦透 鏡8、三棱鏡9、調(diào)焦透鏡10、第二成像透鏡11。與實(shí)施例1所不同的是所述第一聚光透鏡2 的頂點(diǎn)曲率半徑均為18mm，圓錐系數(shù)為-0. 58 ；第一聚光透鏡2的有效光通直徑為49 ；第一 聚光透鏡2的直徑為52mm。所述第二聚光透鏡3為一雙凸鏡，左側(cè)面的曲率半徑為177mm，右側(cè)面的曲率半徑為55mm ；第二聚光透鏡3的有效光通直徑為56mm ；第二聚光透鏡3的直 徑均為58mm。所述第一聚光透鏡2與第二聚光透鏡3之間的距離為3mm ；所述燈珠1平均 光束角(50% )為120°，且LED燈珠1與第一聚光透鏡2之間的距離為19mm ；由上述參數(shù) 構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)，整個(gè)成像光路即LED燈珠1與第二成像透鏡11之間的距離為312mm。實(shí)施例3如圖1所示，一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)從左到右依次包括LED燈珠 1、第一聚光透鏡2、第二聚光透鏡3、光圈4、色片盤5、圖案片盤6、第一成像透鏡7、變焦透 鏡8、三棱鏡9、調(diào)焦透鏡10、第二成像透鏡11。與實(shí)施例1所不同的是所述第一聚光透鏡2 的頂點(diǎn)曲率半徑均為20mm，圓錐系數(shù)為-0. 68 ；第一聚光透鏡2的有效光通直徑為52 ；第一 聚光透鏡2的直徑為54mm。所述第二聚光透鏡3為一雙凸鏡，左側(cè)面的曲率半徑為184mm， 右側(cè)面的曲率半徑為56. 5mm ；第二聚光透鏡3的有效光通直徑為60mm ；第二聚光透鏡3的 直徑均為62mm。所述第一聚光透鏡2與第二聚光透鏡3之間的距離為5mm ；所述燈珠1平 均光束角(50% )為140°，且LED燈珠1與第一聚光透鏡2之間的距離為23mm ；由上述參 數(shù)構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)，整個(gè)成像光路即LED燈珠1與第二成像透鏡11之間的距離為320mm。綜上所述，LED燈珠1平均光束角、第一聚光透鏡2的曲率半徑、圓錐系數(shù)、兩聚光 透鏡之間的距離、兩聚光透鏡的有效光通直徑、燈珠1到第一聚光透鏡2距離這幾個(gè)參數(shù)的 設(shè)定對光學(xué)系統(tǒng)的成像和光路的長度有至關(guān)重要的影響，根據(jù)不同參數(shù)組合，調(diào)焦透鏡10 的調(diào)焦距離L為90 100mm，以下為試驗(yàn)對比表格
權(quán)利要求一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)一依次包括LED燈珠、第一聚光透鏡、第二聚光透鏡、光圈、色盤片、圖案片、第一成像透鏡、調(diào)焦透鏡、第二成像透鏡；其特征在于所述第一成像透鏡與調(diào)焦透鏡之間設(shè)有變焦鏡和三棱鏡，所述第一聚光透鏡為非球面透鏡，LED燈珠與第一聚光透鏡之間的距離范圍在17～23mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一聚光透鏡 頂點(diǎn)曲率半徑為16 20mm，圓錐系數(shù)為-0. 45 -0. 68。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一聚光透鏡 的有效光通直徑范圍為47 52mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第二聚光透鏡 為一雙凸鏡，左側(cè)面的曲率半徑范圍168 184mm，右側(cè)面的曲率半徑范圍54 56. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于第二聚光透鏡的有 效光通直徑范圍為54 60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一聚光透鏡 與第二聚光透鏡之間的距離范圍在1 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述燈珠平均光束 角為100° 140°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)焦透鏡的調(diào) 焦距離為90 100mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述LED燈珠與第 二成像透鏡之間的距離為290 320mm。
專利摘要一種LED舞臺(tái)燈光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)一依次包括LED燈珠、第一聚光透鏡、第二聚光透鏡、光圈、色盤片、圖案片、第一成像透鏡、調(diào)焦透鏡、第二成像透鏡；所述第一成像透鏡與調(diào)焦透鏡之間設(shè)有變焦鏡和三棱鏡，所述第一聚光透鏡為非球面透鏡，LED燈珠與第一聚光透鏡之間的距離范圍在17～23mm。本實(shí)用新型的參數(shù)設(shè)置合理，既能使整個(gè)燈體的直徑和長度減小，又能使發(fā)射出來的光的利用效率較高，效果更好；光斑圖案在清晰的情況下能進(jìn)行縮放。
文檔編號(hào)F21V17/00GK201636699SQ20102014516
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者陳家強(qiáng) 申請人:廣州市雅江光電設(shè)備有限公司