專利名稱：一種led光束燈光學系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及LED照明領域，尤其是一種光束燈。
背景技術：
光束燈一般應用在舞臺或場景作為效果燈光使用，顧名思義，光束燈的出射光線形成一束，要形成光束的效果，需要出射的所有光線之間盡量能夠平行(即光束角小)，在光束燈中，而要改變光線的行走路徑只能依靠光學系統?，F有技術中，存在各種各樣的光學系統，但是這些光學系統要么是能夠提供足夠的光照，但是結構復雜、重量較重；要么出射光線的光束效果好，但是照度不夠等等的不足，所以目前亟須尋找一款既能有足夠的照度，又有足夠小的光束角的光學系統。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種LED光束燈光學系統，具有光束角小，照度高的優(yōu)點。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種LED光束燈光學系統,按光路方向依次包括光源、第一聚光鏡組、第二聚光鏡組、第三聚光鏡組、第四聚光鏡及調焦鏡； 所述光源包括平面基板，所述平面基板上設有兩顆以上LED燈珠，所述第一聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第一聚光鏡組合而成，所述第二聚光鏡組主要由數量與LED 燈珠數量相等的第二聚光鏡組合而成，所述第三聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第三聚光鏡組合而成；每個LED燈珠對應一個第一聚光鏡，每個第一聚光鏡對應一個第二聚光鏡，每個第二聚光鏡對應一個第三聚光鏡。對于光學系統的光源，能做到用直徑較小的鏡頭組合將單顆燈珠的發(fā)散光線80%的光通量聚集為發(fā)散度較小的近平行光線，然后再由第四聚光鏡將多束近平行光聚焦到第四聚光鏡的焦點附近，進而實現多顆燈珠的光束合成；燈珠在同一平面，安裝方便，工藝簡單，散熱容易處理，成本低廉；光學效率提高80% ;短距離實現合光，且合光均勻。經過合光的光束最后通過調焦鏡發(fā)射，進而實現光束角小，照度高的光束效果。作為改進，所述第二聚光鏡的直徑大于等于第一聚光鏡的直徑，所述第三聚光鏡的直徑大于等于第二聚光鏡的直徑，所述第四聚光鏡面積覆蓋所有第三聚光鏡。作為改進，所述第一聚光鏡為非球面鏡，圓錐系數為-0. 85'0. 6，曲率半徑為
4.5 IOmm,直徑為10 20mm。作為改進，所述第二聚光鏡為普通球面鏡，其左側凸面曲率半徑為20飛0_，右側凸面曲率半徑為8 20mm，直徑為l(T20mm。作為改進，所述第三聚光鏡為簡單平凸鏡，其凸面曲率半徑為4(T80mm，直徑為 20 30mmo作為改進,所述第四聚光鏡的焦距為8(Tl20mm,直徑為50 70臟。作為改進，所述調焦鏡為菲涅爾透鏡，其直徑為20(T250mm。[0011]作為改進，所述第四聚光鏡與調焦鏡之間按光路方向依次設有色盤、光圈、圖案盤和效果盤。作為改進，所述第一聚光鏡與第二聚光鏡之間的距離為Olmm ;所述第二聚光鏡與第三聚光鏡之間的距離為8 15mm ;所述第三聚光鏡與第四聚光鏡之間的距離為2 8mm ； 第四聚光鏡與圖案盤之間的距離為5(Tl00mm ;色盤與圖案盤之間的距離為;光圈與圖案盤之間的距離為5 10mm ;圖案盤與效果盤之間的距離為45 55mm ;調焦鏡與圖案盤之間的距離為30(T400mm。本實用新型與現有技術相比所帶來的有益效果是I、平面LED燈組加工更方便，加工以及安裝所要求的精度不高；2、可通過第四聚光鏡進行調焦，調焦更方便快捷；3、平面LED光源散熱容易處理，成本低廉；4、光學效率提高80% ；5、短距離實現合光，且合光均勻；6、整體出射光束角小，照度高。

圖I為本實用新型結構示意圖。圖2為實施例I LED燈珠分布示意圖。圖3為實施例2 LED燈珠分布示意圖。圖4為實施例3 LED燈珠分布示意圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明。實施例I—種LED光束燈光學系統,按光路方向依次包括光源、第一聚光鏡組I、第二聚光鏡組2、第三聚光鏡組3、第四聚光鏡4、色盤7、光圈8、圖案盤9、效果盤10和調焦鏡12。如圖1、2所示，所述光源為平面光源包括平面基板6，所述平面基板6上均勻分布有多顆LED燈珠5，本實施例中一共設有兩顆LED燈珠5，處于同一平面的四兩顆LED燈珠 5形成平面光源。每顆LED燈珠5前方均對應設有一個第一聚光鏡11，所述第一聚光鏡11 為非球面鏡，圓錐系數為-0. 85,曲率半徑為4. 5mm,直徑為IOmm,邊厚為Imm,兩個第一聚光鏡11處于同一平面上并組成第一聚光鏡組1，對LED發(fā)出來的光線進行第一次聚光。每個第一聚光鏡11前方均對應設有一個第二聚光鏡21,所述第二聚光鏡21為普通球面鏡,其左曲率半徑為20mm,右曲率半徑為8mm,直徑為IOmm,邊厚為Imm,兩個第二聚光鏡21處于同一平面上并組成第二聚光鏡組2，對LED發(fā)出來的光線進行第二次聚光。每個第二聚光鏡 21前方均對應設有一個第三聚光鏡31，所述第三聚光鏡31為簡單平凸鏡，其凸面曲率半徑為40mm,直徑為20mm,邊厚為Imm,兩個第三聚光鏡31處于同一平面上并組成第三聚光鏡組
3,對LED發(fā)出來的光線進行第三次聚光。第三聚光鏡組3前方設有一個第四聚光鏡4,所述第四聚光鏡4為非涅爾透鏡，所述第四聚光鏡的焦距為80mm，直徑為50mm，邊厚為1mm。所述調焦鏡12為菲涅爾透鏡，其直徑為200mm。由第一聚光鏡11、第二聚光鏡21、第三聚光鏡31組合起來的聚光系統，所述第一聚光鏡11與第二聚光鏡21之間的距離為0mm，所述第二聚光鏡21與第三聚光鏡31之間的距離為8mm,所述第三聚光鏡31與第四聚光鏡4之間的距離為2mm，所述第四聚光鏡4與圖案盤9之間的距離為50mm，色盤7與圖案盤9之間的距離為IOmm,光圈8與圖案盤9之間的距離為5mm,圖案盤9與效果盤10之間的距離為45mm, 調焦鏡12與圖案盤9之間的距離為300mm。聚光系統能做到用直徑較小的鏡頭組合將單顆燈珠的發(fā)散光線80%的光通量聚集為發(fā)散度較小的近平行光線，然后再由第四聚光鏡4將多束近平行光聚焦到第四聚光鏡4的焦點附近，進而實現多顆燈珠的光束合成。三次均勻遞減地聚光，從LED燈珠5發(fā)出120度的光束角通過第一聚光鏡組I第一次聚到70-80度， 通過第二聚光鏡組2第二次聚到30-40度，通過第三聚光鏡組3第三次聚到20度以內，最后在第四聚光鏡4焦點附近，60%以上的光線集中在20mm-60mm直徑范圍以內，且60%以上的光線發(fā)散角在40度以內。光線經過聚焦系統后，依次再經過色盤7、光圈8、圖案盤9、效果盤10進行效果添加，最后通過調焦鏡12進行發(fā)射，發(fā)射出來的光線光束角小，且照度高。實施例2一種LED光束燈光學系統，按光路方向依次包括光源、第一聚光鏡組I、第二聚光鏡組2、第三聚光鏡組3、第四聚光鏡4、色盤7、光圈8、圖案盤9、效果盤10和調焦鏡12。如圖1、3所示，所述光源為平面光源包括平面基板6，所述平面基板6上均勻分布有多顆LED燈珠5，本實施例中一共設有三顆LED燈珠5，處于同一平面的三顆LED燈珠5 形成平面光源。每顆LED燈珠5前方均對應設有一個第一聚光鏡11,所述第一聚光鏡11為非球面鏡，圓錐系數為-0. 70，曲率半徑為7. Omm,直徑為13mm，邊厚為1mm，三個第一聚光鏡 11處于同一平面上并組成第一聚光鏡組1，對LED發(fā)出來的光線進行第一次聚光。每個第一聚光鏡11前方均對應設有一個第二聚光鏡21,所述第二聚光鏡21為普通球面鏡,其左曲率半徑為40mm,右曲率半徑為15mm,直徑為15mm,邊厚為Imm,三個第二聚光鏡21處于同一平面上并組成第二聚光鏡組2，對LED發(fā)出來的光線進行第二次聚光。每個第二聚光鏡21 前方均對應設有一個第三聚光鏡31，所述第三聚光鏡31為簡單平凸鏡，其凸面曲率半徑為 60mm,直徑為25mm,邊厚為1mm，三個第三聚光鏡31處于同一平面上并組成第三聚光鏡組3, 對LED發(fā)出來的光線進行第三次聚光。第三聚光鏡組3前方設有一個第四聚光鏡4,所述第四聚光鏡4為非涅爾透鏡,所述第四聚光鏡的焦距為100mm,直徑為60mm,邊厚為1mm。所述調焦鏡12為菲涅爾透鏡，其直徑為220mm。由第一聚光鏡11、第二聚光鏡21、第三聚光鏡 31組合起來的聚光系統，所述第一聚光鏡11與第二聚光鏡21之間的距離為I. 5mm，所述第二聚光鏡21與第三聚光鏡31之間的距離為12mm,所述第三聚光鏡31與第四聚光鏡4之間的距離為5mm，所述第四聚光鏡與圖案盤9之間的距離為70mm，色盤7與圖案盤9之間的距離為12mm，光圈8與圖案盤9之間的距離為8mm，圖案盤9與效果盤10之間的距離為50mm， 調焦鏡12與圖案盤9之間的距離為350mm。聚光系統能做到用直徑較小的鏡頭組合將單顆燈珠的發(fā)散光線80%的光通量聚集為發(fā)散度較小的近平行光線，然后再由第四聚光鏡4將多束近平行光聚焦到第四聚光鏡4的焦點附近，進而實現多顆燈珠的光束合成。三次均勻遞減地聚光，從LED燈珠5發(fā)出120度的光束角通過第一聚光鏡組I第一次聚到70-80度， 通過第二聚光鏡組2第二次聚到30-40度，通過第三聚光鏡組3第三次聚到20度以內，最后在第四聚光鏡4焦點附近，60%以上的光線集中在20mm-60mm直徑范圍以內，且60%以上的光線發(fā)散角在40度以內。光線經過聚焦系統后，依次再經過色盤7、光圈8、圖案盤9、效果盤10進行效果添加，最后通過調焦鏡12進行發(fā)射，發(fā)射出來的光線光束角小，且照度高。實施例3—種LED光束燈光學系統,按光路方向依次包括光源、第一聚光鏡組I、第二聚光鏡組2、第三聚光鏡組3、第四聚光鏡4、色盤7、光圈8、圖案盤9、效果盤10和調焦鏡12。如圖1、4所示，所述光源為平面光源包括平面基板6，所述平面基板6上均勻分布有多顆LED燈珠5，本實施例中一共設有四顆LED燈珠5，處于同一平面的四顆LED燈珠5 形成平面光源。每顆LED燈珠5前方均對應設有一個第一聚光鏡11,所述第一聚光鏡11 為非球面鏡，圓錐系數為-0. 6,曲率半徑為IOmm,直徑為19mm,邊厚為Imm,四個第一聚光鏡 11處于同一平面上并組成第一聚光鏡組1，對LED發(fā)出來的光線進行第一次聚光。每個第一聚光鏡11前方均對應設有一個第二聚光鏡21,所述第二聚光鏡21為普通球面鏡,其左曲率半徑為60mm,右曲率半徑為20mm,直徑為20mm,邊厚為Imm,四個第二聚光鏡21處于同一平面上并組成第二聚光鏡組2，對LED發(fā)出來的光線進行第二次聚光。每個第二聚光鏡21 前方均對應設有一個第三聚光鏡31，所述第三聚光鏡31為簡單平凸鏡，其凸面曲率半徑為 80mm,直徑為30mm,邊厚為Imm,四個第三聚光鏡31處于同一平面上并組成第三聚光鏡組3, 對LED發(fā)出來的光線進行第三次聚光。第三聚光鏡組3前方設有一個第四聚光鏡4,所述第四聚光鏡4為非涅爾透鏡,所述第四聚光鏡的焦距為120mm,直徑為70mm,邊厚為1mm。所述調焦鏡12為菲涅爾透鏡，其直徑為250mm。由第一聚光鏡11、第二聚光鏡21、第三聚光鏡31 組合起來的聚光系統，所述第一聚光鏡11與第二聚光鏡21之間的距離為3mm，所述第二聚光鏡21與第三聚光鏡31之間的距離為15mm，所述第三聚光鏡31與第四聚光鏡4之間的距離為8mm，所述第四聚光鏡與圖案盤9之間的距離為100mm，色盤7與圖案盤9之間的距離為15mm,光圈8與圖案盤9之間的距離為IOmm,圖案盤9與效果盤10之間的距離為55mm, 調焦鏡12與圖案盤9之間的距離為400mm。聚光系統能做到用直徑較小的鏡頭組合將單顆燈珠的發(fā)散光線80%的光通量聚集為發(fā)散度較小的近平行光線，然后再由第四聚光鏡4將多束近平行光聚焦到第四聚光鏡4的焦點附近，進而實現多顆燈珠的光束合成。三次均勻遞減地聚光，從LED燈珠5發(fā)出120度的光束角通過第一聚光鏡組I第一次聚到70-80度， 通過第二聚光鏡組2第二次聚到30-40度，通過第三聚光鏡組3第三次聚到20度以內，最后在第四聚光鏡4焦點附近，60%以上的光線集中在20mm-60mm直徑范圍以內，且60%以上的光線發(fā)散角在40度以內。光線經過聚焦系統后，依次再經過色盤7、光圈8、圖案盤9、效果盤10進行效果添加，最后通過調焦鏡12進行發(fā)射，發(fā)射出來的光線光束角小，且照度高。
權利要求1.一種LED光束燈光學系統，其特征在于按光路方向依次包括光源、第一聚光鏡組、 第二聚光鏡組、第三聚光鏡組、第四聚光鏡及調焦鏡；所述光源包括平面基板，所述平面基板上設有兩顆以上LED燈珠，所述第一聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第一聚光鏡組合而成，所述第二聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第二聚光鏡組合而成，所述第三聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第三聚光鏡組合而成；每個LED燈珠對應一個第一聚光鏡，每個第一聚光鏡對應一個第二聚光鏡，每個第二聚光鏡對應一個第三聚光鏡。
2.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第二聚光鏡的直徑大于等于第一聚光鏡的直徑，所述第三聚光鏡的直徑大于等于第二聚光鏡的直徑，所述第四聚光鏡面積覆蓋所有第三聚光鏡。
3.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第一聚光鏡為非球面鏡，圓錐系數為-0.85 -0. 6，曲率半徑為4. 5 10mm，直徑為10 20臟。
4.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第二聚光鏡為普通球面鏡，其左側凸面曲率半徑為2(T60mm，右側凸面曲率半徑為8 20mm，直徑為 10 20mm。
5.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第三聚光鏡為簡單平凸鏡，其凸面曲率半徑為4(T80mm，直徑為2(T30mm。
6.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第四聚光鏡為菲涅爾透鏡，其焦距為8(Tl20mm，直徑為50 70臟。
7.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統，其特征在于所述調焦鏡為菲涅爾透鏡，其直徑為20(T250mm。
8.根據權利要求I所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第四聚光鏡與調焦鏡之間按光路方向依次設有色盤、光圈、圖案盤和效果盤。
9.根據權利要求8所述的一種LED光束燈光學系統,其特征在于所述第一聚光鏡與第二聚光鏡之間的距離為Olmm ;所述第二聚光鏡與第三聚光鏡之間的距離為8 15mm ； 所述第三聚光鏡與第四聚光鏡之間的距離為2 8mm ;第四聚光鏡與圖案盤之間的距離為 5(Tl00mm ;色盤與圖案盤之間的距離為;光圈與圖案盤之間的距離為5"!Omm ;圖案盤與效果盤之間的距離為45 55mm ;調焦鏡與圖案盤之間的距離為30(T400mm。
專利摘要一種LED光束燈光學系統，按光路方向依次包括光源、第一聚光鏡組、第二聚光鏡組、第三聚光鏡組、第四聚光鏡及調焦鏡；所述光源包括平面基板，所述平面基板上設有兩顆以上LED燈珠，所述第一聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第一聚光鏡組合而成，所述第二聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第二聚光鏡組合而成，所述第三聚光鏡組主要由數量與LED燈珠數量相等的第三聚光鏡組合而成；每個LED燈珠對應一個第一聚光鏡，每個第一聚光鏡對應一個第二聚光鏡，每個第二聚光鏡對應一個第三聚光鏡。本實用新型可以是光束燈具有光束角小，照度高的優(yōu)點。
文檔編號F21V13/04GK202349763SQ201120454550
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者李春榮 申請人:廣州市雅江光電設備有限公司