專利名稱：一種基于補償法的大功率led天幕燈的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種LED舞臺燈，特別涉及一種基于補償法的大功率LED天幕燈。
背景技術(shù)：
LED舞臺燈是舞臺燈具的一種，是把LED作為光源應用到舞臺燈光的一種新型燈具，隨著LED技術(shù)的提高和成本的下降，LED燈光技術(shù)在舞臺燈光行業(yè)中發(fā)揮的作用越來越大。目前市場上的舞臺燈大多采用傳統(tǒng)光源，在耗能、散熱等方面存在著缺陷。舞臺使用的鹵鎢燈把95%的電能轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉，不僅效率低，演員們的臉上也會有強烈的灼熱感，而采用大功率的LED作為光源，能很好地解決這些問題，而且LED燈壽命長、可控性強、不含有害物質(zhì)汞。在光學方面，LED芯片比較容易實現(xiàn)精確的配光和二次光學的優(yōu)化設計，準確控制光線的方向，把光分配到需要照明的地方，防止光污染和眩光。天幕燈屬于散射光源燈具，光線柔和，投射面積大，常用于演播室背景、帷幕等大面積照明，配合色紙或電腦換色器的使用，可使天幕呈現(xiàn)出繽紛色彩，獲得各種舞臺藝術(shù)效果。根據(jù)LED的發(fā)光特性，要在照面上得到均勻照明，需通過LED的二次光學設計，這是直接決定天幕燈的輸出效率、均勻度的重要環(huán)節(jié)。而采用透鏡配光，會使LED燈光的衰減較大，降低能量利用率，而反射式的LED燈具，可以大大增加LED光源的能量利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對LED作為天幕燈需要進行二次光學設計的問題，提出了一種基于補償法的大功率LED天幕燈，實現(xiàn)舞臺上遠距離非對稱的大面積均勻照明。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于補償法的大功率LED天幕燈，包括大功率LED光源，反射板，底板和左右兩側(cè)面反射擋板；所述大功率LED光源成陣列排列，反射板的內(nèi)表面為拉伸面，左右兩側(cè)面反射擋板垂直于反射板的內(nèi)表面，反射板和左右兩側(cè)面反射擋板的內(nèi)側(cè)均鍍有反射膜；通過大功率LED光源陣列幾何中心的水平線為X軸，通過光源陣列幾何中心并垂直于X軸和底板的直線為Y軸，通過光源陣列幾何中心并垂直于X、Y軸的直線為Z軸，Z軸對應大功率LED天幕燈到照面的距離；所述大功率LED光源固定于底板，并且大功率LED光源陣列平面與水平方向成角度，使大功率LED光源一部分出射光直接到達照面上，另一部分光經(jīng)過大功率LED光源后面的反射板反射后出射到達照面上。所述反射板的內(nèi)表面為拉伸面，由拉伸母線沿大功率LED光源陣列X軸方向拉伸而成，形成自由曲面反射面。所述拉伸母線上各點的曲率根據(jù)光學擴展量守恒定律和反射定律計算得到，自由曲面反射面在Y方向上有曲率，在X軸方向上無曲率。所述左右兩側(cè)面反射擋板和反射板材質(zhì)相同。所述大功率LED天幕燈根據(jù)照面可以上下兩個配合使用，一個出射光向斜向上，一個出射光斜向下。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明一種基于補償法的大功率LED天幕燈，采用大功率的LED光源，一部分光直接照射到照面上，光強越大的光線照射到照面的遠端，光強越小·
3的光線照射到照面的近端，一部分光經(jīng)過反射板后，同樣也是光強越大的光線照射到照面的越遠端，光強越小的光線照射到照面的越近端。本發(fā)明采用反射補償?shù)姆椒?，能量利用率高，加工方便，適用于遠距離非對稱的大面積均勻照明。


圖I為本發(fā)明一種基于補償法的大功率LED天幕燈的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一種基于補償法的大功率LED天幕燈的側(cè)視示意圖3為本發(fā)明一種基于補償法的大功率LED天幕燈的光學原理圖4為本發(fā)明上下兩個舞臺燈配合使用的示意圖。
具體實施例方式對基于補償法的大功率LED天幕燈的結(jié)構(gòu)進行具體闡述，以通過大功率LED光源陣列幾何中心的水平線為X軸，以通過大功率LED光源陣列幾何中心、垂直于X軸的直線為Y軸，以通過大功率LED光源陣列幾何中心并垂直于X、Y軸的直線為Z軸建立坐標系，則Z軸對應大功率LED光源到照面的距離。如圖I所示一種基于補償法的大功率LED天幕燈的結(jié)構(gòu)示意圖，包括大功率LED光源1，反射板2，底板3和左右兩側(cè)面反射擋板4、5。本實施例中為水平線性排列的大功率LED光源I由5個功率30W，尺寸為35mm*35mm的LED光源沿X軸等距離線性陣列排布，每個LED在水平方向的偏角為10°，且LED光源的光軸朝上；反射板2的內(nèi)表面為拉伸面，由拉伸母線沿LED光源線性排列的方向拉伸而成，形成自由曲面反射面，反射面在燈到照面的方向上有曲率。母線上各點的曲率根據(jù)光學擴展量守恒定律和反射定律計算得到，圖中反射板2在X方向的寬度為200mm，Y方向的高度為215mm，反射板2內(nèi)側(cè)鍍有反射膜；底板3可根據(jù)燈具的美觀、實用等任意設定，對大功率LED光源I發(fā)出的光不產(chǎn)生作用，不影響照面的均勻性；左右兩側(cè)面反射擋板4垂直于曲面，與反射板2、底板3相連，其內(nèi)表面鍍有反射膜，材質(zhì)與反射板2相同。如圖2所示側(cè)視示意圖，大功率LED光源I成線性陣列排布,為使大功率LED光源I的出射光軸斜向上，并且一部分光經(jīng)過反射板2反射后向上出射，線性排列的LED與豎直方向并不垂直，而是成一定偏角。如圖3所示為一種基于補償法的大功率LED天幕燈的光學原理圖，照面6為遠距離的墻或者幕布，所述大功率LED光源I發(fā)出的一部分光線直接照射到所述照面6，根據(jù)
LED光源的朗伯光強分布le=I{jCOS( 〕，光強越大的光照射到照面6的越遠端，光強越小的
光照射到照面6的越近端。而根據(jù)照度分布遵守距離平方反比定律，光強大的光到照面6的距離大于光強小的光到照面6的距離，故照面6遠端的照度遠小于照面近端的照度，這就需要我們采用反射的光補償照面遠端的照度6，從而獲得照面6上的均勻照度。如圖4所示上下兩個舞臺燈配合使用的示意圖，所述大功率LED光源I發(fā)出的另一部分光線經(jīng)過所述反射板2反射后到達所述照面6，光強越大的反射光線照射到所述照面6的越遠端(即遠離光源的一端)，光強越小的反射光線照射到所述照面6的越近端(即靠近光源的一端)。在舞臺的上方和下方各放一個燈，上下兩個燈發(fā)出的光在照面6上疊加，
4可在所述照面6上形成均勻照明，所述照面6的高度可達十幾米。
權(quán)利要求
1.一種基于補償法的大功率LED天幕燈，其特征在于，包括大功率LED光源(1)，反射板(2)，底板(3)和左右兩側(cè)面反射擋板(4、5);所述大功率LED光源(I)成陣列排列，反射板(2)的內(nèi)表面為拉伸面,左右兩側(cè)面反射擋板(4、5)垂直于反射板(2)的內(nèi)表面,反射板(2)和左右兩側(cè)面反射擋板(4、5)的內(nèi)側(cè)均鍍有反射膜；通過大功率LED光源(I)陣列幾何中心的水平線為X軸，通過光源陣列幾何中心并垂直于X軸和底板(3)的直線為Y軸，通過光源陣列幾何中心并垂直于X、Y軸的直線為Z軸，Z軸對應大功率LED天幕燈到照面的距離；所述大功率LED光源(I)固定于底板(3)，并且大功率LED光源(I)陣列平面與水平方向成角度，使大功率LED光源(I)一部分出射光直接到達照面上，另一部分光經(jīng)過大功率 LED光源(I)后面的反射板(2)反射后出射到達照面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于補償法的大功率LED天幕燈，其特征在于，所述反射板(2) 的內(nèi)表面為拉伸面，由拉伸母線沿大功率LED光源(I)陣列X軸方向拉伸而成，形成自由曲面反射面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于補償法的大功率LED天幕燈，其特征在于，所述拉伸母線上各點的曲率根據(jù)光學擴展量守恒定律和反射定律計算得到，自由曲面反射面在Y方向上有曲率，在X軸方向上無曲率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于補償法的大功率LED天幕燈，其特征在于，所述左右兩側(cè)面反射擋板(4、5 )和反射板(2 )材質(zhì)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述基于補償法的大功率LED天幕燈，其特征在于，所述大功率 LED天幕燈根據(jù)照面可以上下兩個配合使用，一個出射光向斜向上，一個出射光斜向下。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于補償法的大功率LED天幕燈，針對LED作為天幕燈需要進行二次光學設計，采用大功率的LED光源，一部分光直接照射到照面上，光強越大的光線照射到照面的遠端，光強越小的光線照射到照面的近端，一部分光經(jīng)過反射板后，同樣也是光強越大的光線照射到照面的越遠端，光強越小的光線照射到照面的越近端。結(jié)構(gòu)上依靠LED燈光源陣列和水平方向上的偏角，以及經(jīng)過進行曲面拉伸出的反射板的反射，使大功率的LED光源均勻打到照面上，本發(fā)明采用反射補償?shù)姆椒?，能量利用率高，加工方便，適用于遠距離非對稱的大面積均勻照明。
文檔編號F21Y101/02GK102927502SQ20121044490
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者孫惠, 李湘寧, 劉曉東 申請人:上海理工大學