專利名稱：發(fā)光二極管光柵投射燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用在渲染效果的圖形投射燈，尤其涉及一種應(yīng)用在舞臺、 酒吧以及公共場所的一種發(fā)光二極管(LED)光柵投射燈，經(jīng)過變光結(jié)構(gòu)配合所發(fā)出的光束 的投射燈。
背景技術(shù)：
在目前市面上采用發(fā)光二極管的投射燈，如US5490049公布了一種發(fā)光二極管單 點經(jīng)菲涅爾透鏡聚焦投光，中國專利200720049587. 0公布了一種以LED投射燈均采用的是 菲涅爾光學(xué)透鏡直接的投射出點像數(shù)組，以及中國專利200720049587. 0公布的一種點像 數(shù)組效果投射燈，可以產(chǎn)生發(fā)光二極管多點排列直接經(jīng)同一透鏡聚焦投射點式圖形，但只 能夠以點聚焦投射出以點組成的各種圖形，而不能夠進行直接成圖形方式進行投射；另外 市面上所投射圖形的燈均為很大功率的鹵素?zé)衾脠D形孔、色片來投射出圖形；但上列現(xiàn) 有技術(shù)只能以發(fā)光二極管所投射出點陣圖案，發(fā)射出所固定光源，而且圖形燈能耗大。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)以發(fā)光二極 管進行投射時只能發(fā)射出所固定光源，提供一種低能耗、結(jié)構(gòu)操作方便、工作穩(wěn)定的發(fā)光二 極管光柵投射燈，能更多利用其光源進行投射弧線形及直面投射，更能夠接近激光燈所發(fā) 出的弧形及面形的效果，采用發(fā)光二極管排列成形后，所發(fā)光經(jīng)菲涅爾透鏡、二維光柵、光 柵三種部件進行配合組成的一種能投射出弧形線以及直形切面光幕的效果。為達上述目的，本實用新型的發(fā)光二極管光柵投射燈結(jié)構(gòu)，采用以下的技術(shù)方 案一種發(fā)光二極管光柵投射燈，包含有開關(guān)電源，電流進入開關(guān)電源整流后輸入含 有DMX-512系統(tǒng)的過程控制主板，過程控制主板可以由DMX信號端輸入控制，也可由操作控 制數(shù)碼板(DIP或液晶顯示屏及按鍵)進行控制處理，過程控制主板控制發(fā)光二極管基板上 的發(fā)光二極管，含有DMX-512系統(tǒng)的過程控制主板控制發(fā)光二極管基板上的復(fù)數(shù)發(fā)光二極 管，發(fā)光二極管(LED)前設(shè)有變光結(jié)構(gòu)，變光結(jié)構(gòu)包含菲涅爾透鏡、二維光柵、光柵。進一步地，所述發(fā)光二極管前設(shè)有菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡前設(shè)有普通光柵，普通 光柵前設(shè)有二維光柵；普通光柵與二維光柵位置可以互換，也可以發(fā)光二極管前設(shè)有菲涅 爾透鏡，菲涅爾透鏡前設(shè)有二維光柵，二維光柵前設(shè)有普通光柵；進一步地，所述發(fā)光二極管前設(shè)有二維光柵，二維光柵前設(shè)有菲涅爾透鏡，菲涅爾 透鏡前設(shè)有光柵；菲涅爾透鏡與光柵位置可以互換，也可以發(fā)光二極管前設(shè)有二維光柵，二 維光柵前設(shè)有光柵，光柵前設(shè)有菲涅爾透鏡；進一步地，所述發(fā)光二極管前設(shè)有光柵，光柵前設(shè)有菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡前設(shè) 有二維光柵；菲涅爾透鏡與二維光柵位置可以互換，也可以發(fā)光二極管前設(shè)有光柵，光柵前 設(shè)有二維光柵，二維光柵前設(shè)有菲涅爾透鏡；[0009]上述的菲涅爾透鏡前設(shè)有二維光柵同光柵，且二維光柵同光柵條紋重合在一起。上述的二極管基板上設(shè)有復(fù)數(shù)直排串聯(lián)的發(fā)光二極管，直排串聯(lián)發(fā)光二極管前設(shè) 有條紋與其反方向排列的二維光柵同光柵。本實用新型的投射效果為點變成立體直線再變成弧形線及直形整面變化的更進 一步發(fā)展，使其更能有效利用發(fā)光二極管發(fā)光的有效光源，將二維光柵同光柵的條紋調(diào)整 在重合時可投射出一個整面直形光幕的效果，二維光柵同光柵不重合時就可投射出兩個弧 形圖像；本實用新型利用菲涅爾透鏡、光柵、二維光柵所組成互相配合的一個變光結(jié)構(gòu)，以 達到其投射出一個弧形及整面的光束效果；如加以大功率發(fā)光二極管更能形成光幕，用處 更能廣泛，且在有煙霧的情況下效果更明顯。本實用新型與目前市面上的投射燈相比，其異 于目前在市面上的投射光以及立體圖形燈，而本實用新型當(dāng)光柵線條以及二維光柵線條重 合時可將光束投射出弧線及直線面，且線數(shù)較多時，并二維光柵角度適中時，可達到同燈身 前板呈平面狀效果的一種弧形切面的燈效，所投射可到180度。本實用新型是一種結(jié)構(gòu)簡單、實用可靠、節(jié)能環(huán)保的發(fā)光二極管光柵投射燈，可廣 泛用于舞臺投光、舞臺背景，以及各酒店通道及大集會場所進行光效配合，如果使用大功率 發(fā)光二極管更可達到其在舞臺有幕布的效果，其在煙霧效果下更明顯。

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例所投射出的光束效果示意圖；圖3是本實用新型實施例菲涅爾透鏡、二維光柵、光柵配合的示意圖；圖4是本實用新型實施例菲涅爾透鏡、二維光柵、光柵所處方向及位置與成像關(guān) 系示意圖；圖5是本實用新型實施例發(fā)光二極管的排列示意圖。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的特征、技術(shù)手段以及所達到的具體目的、功能，解析 本實用新型的優(yōu)點與精神，藉由
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型的詳述得到進 一步的了解。本實用新型相關(guān)結(jié)構(gòu)主要包括以下零部件(或裝置)開關(guān)電源1、操作控制數(shù)碼 板2 (DIP或液晶顯示屏及按鍵)、過程控制主板3、信號輸入端口 4、信號輸出端口 5、機箱6、 發(fā)光二極管基板7、發(fā)光二極管固定架8、發(fā)光二極管9、菲涅爾透鏡10、二維光柵11、光柵 12、變光結(jié)構(gòu)13。圖2是發(fā)光二極管經(jīng)本實用新型的變光結(jié)構(gòu)13所投射出的光束效果示意圖；本實 用新型機箱6內(nèi)設(shè)有開關(guān)電源1，電流進入開關(guān)電源1整流后輸入含有DMX-512系統(tǒng)的過程 控制主板3，過程控制主板3可以由DMX信號端輸入控制，也可由操作控制數(shù)碼板2 (DIP或 液晶顯示屏及按鍵)進行控制處理，DMX-512系統(tǒng)的過程控制主板3電連接信號輸入端口 4、信號輸出端口 5，發(fā)光二極管基板7背面設(shè)有發(fā)光二極管固定架8，含有DMX-512系統(tǒng)的 過程控制主板3控制發(fā)光二極管基板7上的復(fù)數(shù)發(fā)光二極管9 (LED)，發(fā)光二極管9前設(shè)有 變光結(jié)構(gòu)13，變光結(jié)構(gòu)13位于機箱6前端，變光結(jié)構(gòu)13包含菲涅爾透鏡10、二維光柵11、
4光柵12，變光結(jié)構(gòu)13的涅爾透鏡10、二維光柵11、光柵12之間前后位置關(guān)系可以互換。變光結(jié)構(gòu)13實施例一發(fā)光二極管9前設(shè)有菲涅爾透鏡10，菲涅爾透鏡10前設(shè)有 普通光柵12，普通光柵12前設(shè)有二維光柵11 ；也可以發(fā)光二極管9前設(shè)有菲涅爾透鏡10， 菲涅爾透鏡10前設(shè)有二維光柵11，二維光柵11前設(shè)有普通光柵12，且由含有DMX-512系 統(tǒng)的過程控制主板3控制其發(fā)光二極管9。變光結(jié)構(gòu)13實施例二 發(fā)光二極管9前設(shè)有二維光柵11，二維光柵11前設(shè)有菲 涅爾透鏡10，菲涅爾透鏡10前設(shè)有光柵12 ；也可以發(fā)光二極管9前設(shè)有二維光柵11，二維 光柵11前設(shè)有光柵12，光柵12前設(shè)有菲涅爾透鏡10。變光結(jié)構(gòu)13實施例三發(fā)光二極管9前設(shè)有普通光柵12，普通光柵12前設(shè)有菲 涅爾透鏡10，菲涅爾透鏡10前設(shè)有二維光柵11 ；也可以發(fā)光二極管9前設(shè)有普通光柵12， 普通光柵12前設(shè)有二維光柵11，二維光柵11前設(shè)有菲涅爾透鏡10。在菲涅爾透鏡10前設(shè)有二維光柵11同光柵12時，且二維光柵11同光柵12條紋 重合在一起；而且二極管基板7上設(shè)有復(fù)數(shù)直排串聯(lián)的發(fā)光二極管9，直排串聯(lián)發(fā)光二極管 9 (LED)前設(shè)有條紋與其反方向排列的二維光柵11同普通光柵12(參見附圖5)，可投射出 一個整面直形光幕的效果。具體操作上，最佳可在機身6上設(shè)有開關(guān)電源1，電流經(jīng)開關(guān)電源1整流后進入機 身6內(nèi)所設(shè)有DMX-512系統(tǒng)的過程控制主板3，機身6上還設(shè)有信號輸入端口 4、信號輸出 端口 5、操作控制數(shù)碼板2 (DIP或液晶顯示屏及按鍵)、發(fā)光二極管固定架8、發(fā)光二極管基 板7、發(fā)光二極管9，系統(tǒng)過程控制主板3連接信號輸入端口 4以及信號輸出端口 5，系統(tǒng)過 程控制主板3同可操作的操作控制數(shù)碼板2連接，系統(tǒng)過程控制主板3連接并控制發(fā)光二 極管基板7上的發(fā)光二極管9 ；機身6前端含有菲涅爾透鏡10、二維光柵11、光柵12的一 個變光結(jié)構(gòu)13 ；發(fā)光二極管9所發(fā)光經(jīng)菲涅爾透鏡10、二維光柵11、光柵12的變光結(jié)構(gòu)13 后投射出來不同光束效果。由DMX-512系統(tǒng)的過程控制主板3給出信號由發(fā)光二極管9發(fā)光，發(fā)光二極管9 發(fā)光后經(jīng)菲涅爾透鏡10后再由二維光柵11將光束分成二個圖像，然后再由光柵12將兩個 轉(zhuǎn)成弧線光束投射出來；當(dāng)二維光柵11同光柵12條紋重合時則所投射出兩個圖像為在同一條直線，如光 柵線數(shù)大于一定的范圍內(nèi)其所投光兩個直線可連接在一起，也就可以達到直線光幕的效 果；根據(jù)實際投射焦距對光柵12、菲涅爾透鏡10、二維光柵11進行前后對換；光柵的線數(shù)越少其所投的線條越粗且越短，而線數(shù)越多其所投的線條越細且越 長，本實例為使用75線的光柵就可以使其重合，例如光柵在20線其兩個直線較75線粗 且不能重合接在一起，但可以在一條直線上(也就是中間需接合有一定的距離)；將發(fā)光二 極管9排列成一條直線排列時，并所同時發(fā)出光經(jīng)菲涅爾透鏡10后，其二維光柵線11條與 其放于相反方向于90度時，而光柵12與二維光柵11線條重合時，其光柵線數(shù)也為在75線 時，可以投出一條整面直線效果，且光亮度比單一發(fā)光二極管9所投光強，也就是將多個發(fā) 光二極管9所發(fā)光集中在同條在線，這樣就解決在目前發(fā)光二極管9單一芯片亮度不足的 缺點，使發(fā)光二極管9用途更全面；由DMX-512系統(tǒng)的過程控制主板3控制，直排發(fā)光二極 管9同時串聯(lián)如圖5中a項直排，經(jīng)菲涅透鏡10、二維光柵11、光柵12，其二維光柵11同光 柵12條紋與a項排列成正反方向(如圖5h所示)。[0029]參見圖2的發(fā)光二極管9(LED)所發(fā)出光經(jīng)本實用新型裝置后所投射出的光束效 果示意圖，發(fā)光二極管9投射成像原理是單個發(fā)光二極管9點光源S發(fā)出的單束光線，經(jīng) 菲涅爾透鏡10可生成像點S' , S'經(jīng)二維光柵11產(chǎn)生兩個像點SI'、S1〃 ；單個發(fā)光二 極管9發(fā)出的無數(shù)光線經(jīng)菲涅爾透鏡10、二維光柵11后形成兩組像點SI'、S2'……Sn' 和Sl〃、S2〃……Sn〃 ；兩組像點經(jīng)光柵12會聚形成兩條對稱、大小相等的弧線形光束SI、 S2 ；通過旋轉(zhuǎn)光柵12位置，SI、S2兩條弧線形光束旋轉(zhuǎn)90度后將重合產(chǎn)生一長條線形像 S3光束。如圖2所示，其光S經(jīng)菲涅爾透鏡10聚光后、經(jīng)二維光柵11變成所投射為二個圖 像、再由光柵12將其透光后所變成圓弧形圖形即S1同S2的兩個圓弧形，當(dāng)二維光柵11同 光柵12條紋在重合一條直線上時其所投光變成S3 ；當(dāng)多個發(fā)光二極管9在同一排同時亮 時，其二維光柵11同光柵12條紋重合并與發(fā)光二極管9直線排列在90度相反時其投射出 多個同樣的S3，并所投出光束重合在一條直線上，其亮度也會增強；如圖5所示，a、b、c、d、 e、f、g各為一組并能同時發(fā)光且可單點發(fā)光；圖3為本實用新型實際運用其菲涅爾透鏡10、二維光柵11、光柵12三個光學(xué)相互 配合的示意圖，菲涅爾透鏡10、二維光柵11、光柵12相互重迭在一起，菲涅爾透鏡10其焦 距同發(fā)光二極管9不變，其二維光柵11同光柵12可根據(jù)實際情況調(diào)動；當(dāng)光柵12同二維 光柵11進行互調(diào)時，也可為光經(jīng)菲涅爾透鏡10后再由光柵12將其變成條形光線或弧形光 線，再由二維光柵11使其變成二個圖形，如再使其光柵線數(shù)在直線時重合連接將需要更多 線數(shù)的光柵才可使其投射出直線重合連接；圖4為菲涅透鏡10、二維光柵11、普通光柵12所放位置與所投射出的效果成像關(guān) 系圖；例如二維光柵11如同光柵12重合為附圖4中A項所示，當(dāng)光柵為20線時所成像 不能重合連接，如當(dāng)光柵使用75線時所成像為可重合連接，在Y軸方向上形成兩條方向相 同，并處于同一直線的光束；選用普通光柵線數(shù)不同，兩條光束的長度和粗細不同；光柵線 數(shù)越多光束越細，長度越長，兩條光束可重合；光柵線數(shù)越少，光束越粗，長度越短，光束不 重合。附圖4中B項中當(dāng)光柵12同二維光柵11成90度正反時，其光柵12為20線時成像 比75線時所投出成像短，且67度的二維光柵11與20線的光柵12是不能重合的，但如果 二維光柵11角度越小時是可以重合的，在x軸方向上形成對稱、不在同一直線的兩條弧形 光束；選用普通光柵線數(shù)不同，兩條光束的長度和粗細、弧度大小不同；光柵線數(shù)越多光束 越細，長度越長，弧線的角度越大；光柵線數(shù)越少，光束越粗，長度越短，弧線的角度越小。附 圖4中C項中，在Y軸方向上形成對稱、不在同一直線的兩條弧形光束；選用普通光柵線數(shù) 不同，兩條光束的長度和粗細、弧度大小不同；光柵線數(shù)越多光束越細，長度越長，弧線的角 度越大；光柵線數(shù)越少，光束越粗，長度越短，弧線的角度越小。附圖4中D項中，在x軸方 向上形成兩條方向相同，并處于不同直線的平行光束；普通光柵選材不同，兩平行光束的長 度不同。本文中光柵是指有一面被擠壓成圓柱形線條一面為完整平面的塑膠材料，且圓柱 形線條間距相等謂之「光柵」，二維光柵11通常是由兩個圓柱在同一面正反起彼此相交一 定的角度，這樣就組成了二維光柵，而本文二維光柵11角度為67度(此二維光柵11也通 常用于液晶顯示屏內(nèi))；本文實際利用的是75線的光柵12與用67度的二維光柵11，它們可以重合，而相 應(yīng)是如光柵線數(shù)越低，角度則需越小才可重合，但不一定能使之光柵投射角度達到180度；
6而光柵線數(shù)越高則二維光柵11角度可以相應(yīng)增加，也可以達到本文的效果。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，對本實用新型而言僅是說明性的，而非 限制性的；本專業(yè)技木人員理解，在本實用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進 行許多改變、修改，甚至等效變更，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種發(fā)光二極管光柵投射燈，包含有開關(guān)電源(1)，電流進入開關(guān)電源(1)整流后輸入的過程控制主板(3)，過程控制主板(3)連接操作控制數(shù)碼板(2)，其特征在于所述過程控制主板(3)控制連接發(fā)光二極管基板(7)上的發(fā)光二極管(9)，發(fā)光二極管(9)前設(shè)有變光結(jié)構(gòu)(13)，所述變光結(jié)構(gòu)(13)包含菲涅爾透鏡(10)、二維光柵(11)、光柵(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述發(fā)光二極管(9) 前設(shè)有菲涅爾透鏡(10)，菲涅爾透鏡(10)前設(shè)有二維光柵(11)，二維光柵(11)前設(shè)有光 柵(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述發(fā)光二極管(9) 前設(shè)有菲涅爾透鏡(10)，菲涅爾透鏡(10)前設(shè)有光柵(12)，光柵(12)前設(shè)有二維光柵 (11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述發(fā)光二極管(9) 前設(shè)有二維光柵(11)，二維光柵(11)前設(shè)有菲涅爾透鏡(10)，菲涅爾透鏡(10)前設(shè)有光 柵(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述發(fā)光二極管(9) 前設(shè)有光柵(12)，光柵(12)前設(shè)有菲涅爾透鏡(10)，菲涅爾透鏡(10)前設(shè)有二維光柵 (11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述發(fā)光二極管(9) 前設(shè)有光柵(12)，光柵(12)前設(shè)有二維光柵(11)，二維光柵(11)前設(shè)有菲涅爾透鏡(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述發(fā)光二極管(9) 前設(shè)有二維光柵(11)，二維光柵(11)前設(shè)有光柵(12)，光柵(12)前設(shè)有菲涅爾透鏡(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述菲涅爾透鏡 (10)前設(shè)有二維光柵(11)同光柵(12)，二維光柵(11)同光柵(12)條紋重合在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光柵投射燈，其特征在于所述二極管基板(7) 上設(shè)有復(fù)數(shù)直排串聯(lián)的發(fā)光二極管(9)，直排串聯(lián)發(fā)光二極管(9)前設(shè)有條紋與其反方向 排列的二維光柵(11)同光柵(12)。
專利摘要本實用新型提供一種低能耗、結(jié)構(gòu)操作方便、工作穩(wěn)定的發(fā)光二極管光柵投射燈，能更多利用其光源進行投射弧線形及直面投射。本實用新型包含有開關(guān)電源，電流進入開關(guān)電源整流后輸入過程控制主板，過程控制主板控制發(fā)光二極管基板上的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管前設(shè)有變光結(jié)構(gòu)，變光結(jié)構(gòu)包含菲涅爾透鏡、二維光柵、光柵。本實用新型可廣泛用于舞臺投光、舞臺背景，以及各酒店通道及大集會場所進行光效配合，如果使用大功率發(fā)光二極管更可達到其在舞臺有幕布的效果，其在煙霧效果下更明顯。
文檔編號F21V23/00GK201606748SQ20102002639
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者鄭永發(fā) 申請人:東莞晶典燈飾五金有限公司