專利名稱：具有聚光作用的混光柱及其led聚光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(shí)也涉及使用該混光柱的LED聚光燈，屬于影視照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，LED聚光燈一般均直接采用大功率LED模組作為光源，通過(guò)在光源正面安裝非球面透鏡，在燈體前端出光口位置裝設(shè)菲涅爾透鏡制成LED聚光燈。LED聚光燈作為影視專業(yè)聚光燈的一種，為了滿足影視舞臺(tái)燈光不同顏色變化的要求，可以采用含有多色LED光源的LED模組作為光源，通過(guò)光源控制電路控制各色光源的亮滅，來(lái)實(shí)現(xiàn)LED聚光燈不同顏色的轉(zhuǎn)換。
但是，由于加工工藝等原因，LED模組存在色溫一致性差、發(fā)光角度過(guò)大等問(wèn)題。當(dāng)LED模組直接用于LED聚光燈時(shí)，會(huì)影響聚光燈的光斑質(zhì)量，尤其在聚光狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)光斑色溫、照度不勻，甚至出現(xiàn)色塊現(xiàn)象，光斑質(zhì)量明顯下降。而對(duì)于含有多色LED光源的LED模組，聚光狀態(tài)下光斑色溫、照度不均的現(xiàn)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(gè)急需解決的問(wèn)題。在專利號(hào)為ZL 200920214121.0的中國(guó)實(shí)用新型專利中，公開(kāi)了一種全角LED透鏡，其包括基座、LED發(fā)光顆粒以及透鏡。該透鏡包括一準(zhǔn)直段，用以將LED燈發(fā)出的光線匯聚到與透鏡中心線平行方向；一導(dǎo)光段，用以傳輸經(jīng)準(zhǔn)直段匯聚后的光線；以及一發(fā)散段，用以將光線經(jīng)過(guò)若干次反射和/或折射后以不同角度向透鏡外發(fā)射；其中，所述發(fā)散段底部為中空結(jié)構(gòu)，外側(cè)環(huán)繞發(fā)散段本體設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)傾斜角度不同的鋸齒螺線，內(nèi)側(cè)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于等于透鏡材料的臨界角。該全角度LED透鏡可以實(shí)現(xiàn)接近360度范圍內(nèi)的光線照射。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有聚光作用的混光柱。本實(shí)用新型所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供使用該混光柱的LED聚光燈。為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用下述的技術(shù)方案一種具有聚光作用的混光柱，包括柱狀的導(dǎo)光體，所述導(dǎo)光體具有出光面和入光面，其特征在于所述出光面是由多個(gè)微透鏡組成的微透鏡陣列。進(jìn)一步地，所述微透鏡是球面透鏡。進(jìn)一步地，所述微透鏡是非球面透鏡。較優(yōu)地，所述微透鏡陣列和所述導(dǎo)光體一體壓鑄成型。較優(yōu)地，所述微透鏡陣列與所述導(dǎo)光體分別成型，所述微透鏡陣列固定在所述導(dǎo)光體的出光面一端。較優(yōu)地，所述導(dǎo)光體是空心筒狀柱體。[0015]進(jìn)一步地，在所述筒狀導(dǎo)光體的內(nèi)壁鍍有反射膜，形成光學(xué)反射面。較優(yōu)地，所述微透鏡陣列是由多個(gè)微透鏡在同一個(gè)平面內(nèi)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(dǎo)光體，所述導(dǎo)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(cè)，其特征在于所述混光柱的出光面是由多個(gè)微透鏡組成的微透鏡陣列。其中較優(yōu)地，所述LED模組含有多色LED光源。本實(shí)用新型提供了一種混光柱，具有柱狀的導(dǎo)光體，可以使LED模組發(fā)射的光線在混光柱內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次反射后射出，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(dāng)多色LED光源同時(shí)發(fā)光時(shí)，發(fā)射的各種光線經(jīng)過(guò)混光柱多次反射后相互疊加射出，可以達(dá)到均勻混光的目的。此外，在混光柱的出光面設(shè)置有微透鏡陣列，該微透鏡陣列由多個(gè)直徑很小的微透鏡緊密排列而成， 相當(dāng)于一個(gè)由數(shù)個(gè)凸透鏡組成的聚光鏡，可以對(duì)射出的光線起到準(zhǔn)直聚光的作用。因此，該混光柱在使多色LED光源發(fā)出的光線均勻混合的同時(shí)，使輸出的光能控制在較小的角度范圍之內(nèi)，提高了 LED聚光燈整體的光效。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖I為本實(shí)用新型所提供的具有聚光作用的混光柱的結(jié)構(gòu)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(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于LED聚光燈的具有聚光作用的混光柱(簡(jiǎn)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(dǎo)光體1，導(dǎo)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(dǎo)光體I的兩個(gè)端面分別為入光面4和出光面2。其中，出光面2是由多個(gè)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模組安裝于導(dǎo)光體I的入光面4 一側(cè)，LED模組的入射光從入光面4入射，通過(guò)導(dǎo)光體I內(nèi)部,并穿過(guò)出光面2射出到外部。圖I是混光柱的結(jié)構(gòu)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(jié)合圖I到圖4可知，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，該混光柱的導(dǎo)光體I是圓柱體，較優(yōu)地，該圓柱體的長(zhǎng)度大于入光面4和出光面2的半徑。該混光柱的出光面2是由數(shù)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(dāng)于一個(gè)由多個(gè)凸透鏡組成的聚光鏡。當(dāng)LED模組發(fā)射的光線，由入光面4進(jìn)入導(dǎo)光體I內(nèi)部后，入射光線經(jīng)過(guò)多次反射后射出，在出光面2被準(zhǔn)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(xué)材料制成，可以是由光學(xué)樹(shù)脂或者光學(xué)玻璃材質(zhì)制成。該混光柱中的導(dǎo)光體I和微透鏡陣列可以一體成型，如用光學(xué)玻璃材質(zhì)以壓鑄的方式制成導(dǎo)光體I和微透鏡陣列一體成型的混光柱。該混光柱中的導(dǎo)光體I和微透鏡陣列還可以分別成型后固定在一起，如將微透鏡陣列膠合安裝在導(dǎo)光體I的出光面2上。其中，導(dǎo)光體I可以是實(shí)心的柱狀體，也可以是空心的筒狀柱體。較優(yōu)地，在空心筒狀導(dǎo)光體內(nèi)壁上鍍一層反射膜形成光學(xué)反射面，從而使得照射到筒狀導(dǎo)光體內(nèi)壁上的光線全部得到反射。此外，該單獨(dú)成型的微透鏡陣列是由多個(gè)微透鏡組成的陣列，該陣列由多個(gè)微透鏡在同一個(gè)平面內(nèi)緊密排列而成，該陣列整體呈現(xiàn)為一個(gè)厚度極小的薄片狀的平面，或者呈現(xiàn)為一種很薄的弧度很小的近似于平面的曲面，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(shí)心柱狀體的一端(出光面2)，制得具有聚光作用的混光柱。當(dāng)將LED模組安裝在該空心筒狀混光柱的另一端時(shí)，LED模組發(fā)射的光線，在筒狀導(dǎo)光體內(nèi)部，經(jīng)過(guò)鍍有反射膜的內(nèi)壁多次反射后，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(gè)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(duì)混光柱的作用做詳細(xì)說(shuō)明。如圖5所示，LED光源5位于LED模組的中部，射出的光束是以外側(cè)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(dǎo)光體I內(nèi)部發(fā)生多次反射后，從出光面2射出，最終照射到被射物6上，而其他內(nèi)部的光線，在經(jīng)過(guò)若干次反射后，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(fā)射的光線，經(jīng)過(guò)導(dǎo)光體I內(nèi)部多次反射后射出，使得光線得以混合。含有多色LED光源的LED模組中光源發(fā)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(duì)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(duì)于以LED模組直接作為光源，和該混光柱一起使用的LED光源發(fā)射的諸如a、a' —樣的外圍光線，在經(jīng)過(guò)混光柱多次反射后得到了充分利用，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(shí)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(dǎo)光體I，該導(dǎo)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(gè)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(cè)，和混光柱一起作為L(zhǎng)ED聚光燈的光源。該LED模組含有多色LED光源。當(dāng)然，該混光柱也可以和含有單色LED光源的LED模組一起使用于LED聚光燈中。本實(shí)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模組一起用于LED聚光燈中。將含有多色LED光源的LED模組安裝于混光柱的入光面一側(cè)，LED模組發(fā)射的光線在混光柱內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次反射后從出光面射出，可以使光源發(fā)出的兩側(cè)光線全部得到反射進(jìn)入出光面，充分利用了 LED光源邊緣的光線。并且，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(duì)從出光面射出的光線起到準(zhǔn)直聚光的作用，使得輸出的光能控制在較小的角度以內(nèi)，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(fā)出光線的色溫、照度均勻，達(dá)到了混光的目的，而且通過(guò)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(shí)施例僅是為清楚說(shuō)明本實(shí)用新型所做的舉例 ，并非對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式的限制。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在此基礎(chǔ)上所做的任何變化，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種具有聚光作用的混光柱，包括柱狀的導(dǎo)光體，所述導(dǎo)光體具有出光面和入光面，其特征在于 所述出光面是由多個(gè)微透鏡組成的微透鏡陣列。
2.如權(quán)利要求I所述的混光柱，其特征在于 所述微透鏡是球面透鏡。
3.如權(quán)利要求I所述的混光柱，其特征在于 所述微透鏡是非球面透鏡。
4.如權(quán)利要求I所述的混光柱，其特征在于 所述微透鏡陣列和所述導(dǎo)光體一體壓鑄成型。
5.如權(quán)利要求I所述的混光柱，其特征在于 所述微透鏡陣列與所述導(dǎo)光體分別成型，所述微透鏡陣列固定在所述導(dǎo)光體的出光面一端。
6.如權(quán)利要求5所述的混光柱，其特征在于 所述導(dǎo)光體是空心筒狀柱體。
7.如權(quán)利要求6所述的混光柱，其特征在于 在所述筒狀導(dǎo)光體的內(nèi)壁鍍有反射膜，形成光學(xué)反射面。
8.如權(quán)利要求5所述的混光柱，其特征在于 所述微透鏡陣列是由多個(gè)微透鏡在同一個(gè)平面內(nèi)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(dǎo)光體，所述導(dǎo)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(cè)，其特征在于 所述混光柱的出光面是由多個(gè)微透鏡組成的微透鏡陣列。
10.如權(quán)利要求9所述的LED聚光燈，其特征在于 所述LED模組含有多色LED光源。
專利摘要本實(shí)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(dǎo)光體，該導(dǎo)光體具有入光面和出光面，其中，該出光面是由多個(gè)微透鏡組成的微透鏡陣列。將該含有多色LED光源的LED模組安裝于該混光柱的入光面一側(cè)，可以使LED模組射出的光線在導(dǎo)光柱內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次反射后射出，使各色LED光線得到充分混合，而且，該出光面對(duì)從混光柱內(nèi)部射出的光線有準(zhǔn)直聚光的作用，可以使輸出的光能控制在較小的角度范圍之內(nèi)，提高了聚光燈整體的光效。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK202532387SQ201220193348
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者張國(guó)斌, 甄何平 申請(qǐng)人:北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司