專利名稱：一種多光源led成像燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明燈具技術領域，具體而言，涉及一種多光源LED成像燈。
背景技術：
目前，在舞臺演藝布景的照明設備中，通常使用舞臺白熾成像燈。成像燈以清晰的 ‘硬邊’邊界和可切光功能在舞臺上用于定點光、造型光和基礎鋪光的效果。在大型舞臺上， 通常需要功率很高的白熾燈已達到所需的亮度，所以在亮度和功能上一般的LED燈光很難達到所需效果。白熾光源功率高、壽命短，目前急需一種節(jié)能減排的耗能低、亮度高、功能多的成像燈。而LED光源在目前還難以以單粒大功率光源形成滿足應用的亮度，所以，在燈具制造中需要以多光源來累加形成滿足應用的亮度。多光源燈具在投射光斑的控制，消除重影，可變焦性，可切光性上均需要精密復雜的組合光學設計才能夠實現(xiàn)，所以，多光源LED 成像燈具在目前世界上還沒有先例。

實用新型內(nèi)容針對多光源燈具制造技術復雜、實現(xiàn)困難的情況而提出本實用新型，為此，本實用新型的主要目的在于提供一種可以滿足耗能低、亮度高、適用面廣的、具有切光功能的LED 成像燈，以全面解決上述能耗、亮度、重影、壽命、功能問題。本實用新型提供了一種多光源LED成像燈，包括至少兩個LED光源，LED光源通過封裝形成具小于140°的發(fā)光角的結構，至少兩個聚光透鏡，分別設置在緊鄰每個 LED光源前部，聚光角為5°至10° ；第一級菲涅爾透鏡，設置在聚光透鏡前部，焦距為 132mm-137mm，第一級菲涅爾透鏡與聚光透鏡的距離為第一級菲涅爾透鏡的焦距；光閘/光圈裝置，設置在第一級菲涅爾透鏡前部，具有4葉光閘片(光閘)和光圈；第二級菲涅爾透鏡，設置在光閘切光裝置前部，焦距為250mm-300mm，第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡之間的距離為第二級菲涅爾透鏡的一倍焦距與二倍焦距之間；光閘/光圈裝置、第一級菲涅爾透鏡、至少兩個聚光透鏡和至少兩個LED光源構成非移動的光學部分；非移動的光學部分背部為包括銅板的散熱結構，所述LED光源通過鋁基電路板連接在銅板上，銅板上附著有散熱器，非移動光學部分還以喇叭筒裝外殼圍繞，該外殼直接固定在散熱結構的銅板上，銅板、散熱器和外殼構成燈具非移動主體；第二級菲涅爾透鏡外側和燈具非移動主體以兩個平行的通軸連接，第二級菲涅爾透鏡構成燈具的前后軸向移動部分，通軸連接處的固定裝置內(nèi)具有多個滾珠，(可減少導桿滑動時的阻力)可移動機構利用滾珠沿通軸可形成移動，以改變第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡的距離，通過第一級和第二級鏡頭之間距離的變化燈具實現(xiàn)大范圍的光學變焦。LED光源為2個至20個，發(fā)光角為小于140°。每粒LED光源前置聚光角5-10°的聚光透鏡。第一級菲涅爾透鏡的焦距為135mm，第二級菲涅爾透鏡的焦距為沈0讓。[0009]第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡的距離在120mm至570mm之間可變。光閘/光圈裝置為四葉可在同一平面萬向移動的光閘和光圈組件結構；光閘和光圈處于打開狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光全部通過光閘/光圈裝置；光閘處于閉合狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光全部被遮擋；光閘處于中間狀態(tài)而光圈打開時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光部分被遮擋；光閘打開而光圈全部收時，光圈余留可通光的開口為直徑20-30mm圓形。燈具非移動主體的背部為附著在銅板的25個鋁制散熱器為LED光源的散熱結構， 外殼為鋁制成型喇叭筒狀；鋁制散熱器和鋁制外殼均以螺絲緊固的方式與銅板相連接，并在連接面涂以導熱硅膠以加強導熱接觸，LED光源直接連接在導熱銅板上以將熱量通過銅板、鋁制散熱器和鋁制外殼導出。通過本實用新型的上述技術方案，提供一種多光源LED成像燈，可以解決現(xiàn)有白熾成像燈具功耗大、壽命短、熱量高的缺點。利用LED光源和多級透鏡的處理，本實用新型的投光燈具可以以較小功率的LED光源實現(xiàn)較高的亮度，并根據(jù)需要改變投射光的強度、 角度、形狀，增強亮度的同時減少耗能，發(fā)出的光亮度高、可變焦、均勻度高、無外溢光、可成像、可切光，并且投射的光板具有清晰邊界，以低功耗實現(xiàn)傳統(tǒng)白熾成像燈的各種應用功能。該結構在保證不小于10000平方厘米的散熱面積的同時實現(xiàn)重量的最小化。

圖1是本實用新型實施例的多光源LED成像燈的側面剖視圖；圖2是本實用新型實施例的多光源LED成像燈的立體圖；圖3是本實用新型實施例的多光源LED成像燈的第一位置的立體圖；圖4是本實用新型實施例的多光源LED成像燈的第二位置的立體圖；圖5是本實用新型實施例的多光源LED成像燈的正視圖，其中可見光閘。
具體實施方式
在本實用新型實施例中，提供了一種多光源LED成像燈的實現(xiàn)方案，在該實現(xiàn)方案中，多光源LED成像燈包括一定角度發(fā)光的多個LED光源、光源前部的三種不同的透鏡以及光間切光裝置，使得LED光源發(fā)出的光能夠最大限度的聚光，并且通過可移動機構改變透鏡間的距離，實現(xiàn)變焦。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。圖1是本實用新型實施例的多光源LED成像燈的剖視圖，圖2、3和4分別是成像燈在不同焦距的立體圖，現(xiàn)參照其對該多光源LED成像燈進行詳細說明。如圖所示，多光源LED成像燈包括LED光源14，LED光源至少為2個，可以是2_20 個中的任何個數(shù)，在本實施例中以13個為例，這13個光源基本均勻地排列在一塊鋁基電路板上。呈點狀發(fā)光的LED光源的截面直徑小于10mm，功率可以是任意的。并且LED光源的發(fā)光角度不大于140°。聚光透鏡13設置在LED光源14前部，每個LED光源14前部都放置一個聚光透鏡13，聚光透鏡13的聚光角為5°至10°，從而實現(xiàn)對光源發(fā)出的光進行會聚以增大光強的作用。聚光透鏡的支架15圍繞聚光透鏡13設置，固定于外殼，用于將聚光透鏡13固定。第一級菲涅爾透鏡11設置在聚光透鏡13前部，焦距為132mm-137mm，較佳為 135mm，用于將從聚光透鏡13出來的光進行疊加，形成完整的發(fā)光線路。第一級菲涅爾透鏡 11與聚光透鏡13的距離最好是其一倍焦距，也就是135mm?？梢栽诰酃夤鈴娕c燈具長度之間折中平衡。光閘/光圈裝置設置在第一級菲涅爾透鏡11前部，其包括光閘5、光閘片4和光圈3，光閘5可以沿與第一級菲涅爾透鏡11平行的平面移動地打開和閉合，打開時，可以露出整個中空部分，閉合時，可以關閉中空部分，從而根據(jù)需要切光，成像成所需光的形狀。 光圈可通過閉合控制出光的角度。第二級菲涅爾透鏡1，設置在光閘切光裝置前部，焦距為 250-300mm，較佳為沈0讓。第二級菲涅爾透鏡1與第一級菲涅爾透鏡11的距離為第二級菲涅爾透鏡1的一倍焦距與二倍焦距之間，也就是第二級菲涅爾透鏡1與第一級菲涅爾透鏡 11的距離在120mm至570mm之間。第二級菲涅爾透鏡1的作用是提升燈具的投光強度并可變焦。第二級菲涅爾透鏡1由圍繞其外周的圓環(huán)和貼著第一級菲涅爾透鏡11前部并固定連接至圓環(huán)的上蓋2固定，上蓋2固定到通軸12，由連接上蓋2與通軸12的螺母8實現(xiàn)固定功能。通軸的固定件內(nèi)置滾珠9，以保證第二級菲涅爾透鏡11的移動裝置移動的順滑。 LED光源14后側直接附著于散熱裝置，散熱裝置由固定光源的銅板、25個鋁制散熱器和鋁制殼體構成，以上散熱器件以螺絲緊固并由導熱硅膠加強接觸，散熱結構用以對發(fā)光的LED 光源14進行散熱，實現(xiàn)無風扇自然散熱。銅板、鋁制散熱器和鋁制外殼共同構成燈具的直接裸露散熱部分，共形成不小于15000平方厘米的散熱面積。以與自然空氣對流形成無風扇等強制排熱的無噪音散熱結構并成為燈具非移動的主體。現(xiàn)參照圖3和圖4說明本實用新型的多光源LED成像燈的移動方式。光閘/光圈裝置、第一級菲涅爾透鏡11、聚光透鏡13和LED光源14構成非移動的光學部分，并具有散熱功能的燈體金屬結構外殼。第二級菲涅爾透鏡1外側和光閘切光裝置外側均連接至兩個基本平行的通軸12，外殼通過手擰螺絲10可松開地定位到通軸12的一端，從而通過松動或擰緊手擰螺絲來使可移動機構移動，通軸12的另一端深入多光源LED成像燈的燈具。通軸 12的固定件內(nèi)具有滾珠9，可移動機構利用滾珠9沿通軸12可移動，以改變第二級菲涅爾透鏡1與第一級菲涅爾透鏡11的距離為可移動光學裝置。光閘5與外殼之間連接有彈簧 6，移動過程中滾珠9擠壓彈簧以減震，使得移動更加順暢，避免光閘5的損壞。當?shù)诙壏颇鶢柾哥R1與第一級菲涅爾透鏡11的距離需要為一倍焦距^Omm時，成像最清晰。當需要變焦時，松開手擰螺絲10移動可移動機構，通過滾珠9的帶動可移動機構沿通軸12向后移動到第一級菲涅爾透鏡1與第二級菲涅爾透鏡11的距離成所需距離，該距離不超過二倍焦距，最佳為不超過570mm。圖5是本實用新型一實施例成像燈的正視圖，其中可以看到光閘/光圈裝置延伸出成像燈主體。如圖所示，第一和第二級菲涅爾透鏡之間安裝有光間/光圈裝置，裝置距第一級菲涅爾透鏡11的距離范圍為125-160mm，按自光源起先光閘后光圈的次序排列。光閘 /光圈裝置由光閘5、光閘片4和光圈3組成，在本實施例中，光閘片3為4個，光閘5為4 頁，其中相對的兩個關閉時可以遮擋從第一級菲涅爾透鏡11發(fā)出的光，這樣利用可以根據(jù)需要實現(xiàn)不同的切光。在將光閘5向外拉出使得光閘片4都打開的狀態(tài)，穿過第一級菲涅爾透鏡11的光全部通過光閘切光裝置；推動光閘5使得光閘片4都處于閉合狀態(tài)或任意一對相對的光閘片4處于閉合狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡11的光全部被遮擋；移動光閘 5使得光閘片4處于中間狀態(tài)時，光閘片4也就是有的光閘片打開而有的光閘片閉合或部分閉合，則穿過第一級菲涅爾透鏡11的光部分被遮擋。光圈3全部打開時，穿過第一級菲涅爾透鏡11的光全部通過；光圈全部閉合時，穿過第一級菲涅爾透鏡11的光從直徑為20-30mm 的圓形孔徑通過；在光圈全部打開與閉合之間，光圈孔徑隨調(diào)節(jié)而變化以形成所需要的光斑面積。具體地，光閘裝置為把手延伸于燈體外的四葉可在同一平面萬向移動的半橢球裝彈簧鋼片，光閘和光圈處于打開狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光全部通過光閘/光圈裝置；光閘處于閉合狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光全部被遮擋；光閘處于中間狀態(tài)而光圈打開時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光部分被遮擋，投射光斑形成由光間直邊所形成的幾何體形狀；光圈為由多片彈簧鋼片構成的可手動圍繞同圓心縮放裝置，光閘打開而光圈構成由全打開至最小口徑為20-30mm圓形的通光口徑線性縮放變化。綜上，通過本實用新型的上述實施例，提供的一種多光源LED成像燈，解決了現(xiàn)有舞臺用白熾成像燈具功耗大、壽命短、熱量高的問題；解決LED燈具亮度低、投光不均勻、難以變焦、無法切光，光斑邊界不受控的多個技術難題。可以達到的實用效果至少包括以下幾個1、節(jié)能減排。利用例如1-15W甚至更高的LED光源經(jīng)過多次變焦實現(xiàn)提高照度。 例如用13個IOW的LED光源實現(xiàn)50000cd的聚光光強(基本相當于現(xiàn)有的2000W白熾燈的光強)。2、LED光源發(fā)出的光經(jīng)過四次處理(封裝、聚光透鏡、第一級菲涅爾透鏡、第二級菲涅爾透鏡)聚光，提升燈具投射光的強度，并且使得發(fā)出的光均勻。該多光源LED成像燈在亮度和功能上能夠一對一地替代2000W聚光燈，滿足舞臺一般鋪光應用和定點光應用。3、通過光閘/光圈裝置，可以對出射光切光，使投射光斑形成所需要的大小和幾何形狀。其成像和切光功能與舞臺的白熾成像燈相仿，故該燈具也能夠替代750W-2000W舞臺白熾成像燈。其光圈功能為一般傳統(tǒng)成像燈所無，光圈收放進一步改變投射光斑的大小， 能形成2-3°角的極細光束，形成傳統(tǒng)成像燈所缺乏的新型舞臺燈光效果。4、利用通軸和滾珠對可移動機構進行移動，使得第一級菲涅爾透鏡與第二級菲涅爾透鏡之間的距離在一倍焦距和二倍焦距之間變換，使得燈具成為可變焦的，例如 13° -53°的光場角(即10%等峰值光強曲線夾角)光學變焦，并且可成像的燈具。以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種多光源LED成像燈，其特征在于包括至少兩個LED光源，LED光源通過封裝形成具小于140°的發(fā)光角的結構，至少兩個聚光透鏡，分別設置在緊鄰每個LED光源前部，聚光角為5°至10° ；第一級菲涅爾透鏡，設置在聚光透鏡前部，焦距為132mm-137mm，第一級菲涅爾透鏡與聚光透鏡的距離為第一級菲涅爾透鏡的焦距；光閘/光圈裝置，設置在第一級菲涅爾透鏡前部，具有多葉光閘片和光圈；第二級菲涅爾透鏡，設置在光閘切光裝置前部，焦距為250mm-300mm，第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡之間的距離為第二級菲涅爾透鏡的一倍焦距與二倍焦距之間；光閘/光圈裝置、第一級菲涅爾透鏡、至少兩個聚光透鏡和至少兩個LED光源構成非移動的光學部分；非移動的光學部分背部為包括銅板的散熱結構，所述LED光源通過鋁基電路板連接在銅板上，銅板上附著有散熱器，非移動光學部分還以喇叭筒裝外殼圍繞，該外殼直接固定在散熱結構的銅板上，銅板、散熱器和外殼構成燈具非移動主體；第二級菲涅爾透鏡外側和燈具非移動主體以兩個平行的通軸連接，第二級菲涅爾透鏡構成的前后軸向移動部分，通軸連接處的固定裝置內(nèi)具有多個滾珠，可移動機構利用滾珠沿通軸可形成移動，以改變第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡的距離，通過第一級和第二級鏡頭之間距離的變化實現(xiàn)成像燈的大范圍的光學變焦。
2.根據(jù)權利要求1的多光源LED成像燈，其特征在于LED光源為2個至20個，發(fā)光角為小于140°。
3.根據(jù)權利要求1的多光源LED成像燈，其特征在于每一個LED光源前安置聚光角為 5°至10°的聚光透鏡。
4.根據(jù)權利要求1的多光源LED成像燈，其特征在于第一級菲涅爾透鏡的焦距為 135mm，第二級菲涅爾透鏡的焦距為洸0mm。
5.根據(jù)權利要求1的多光源LED成像燈，其特征在于第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡的距離在120mm至570mm之間可變。
6.根據(jù)權利要求5的多光源LED成像燈，其特征在于第一和第二級菲涅爾透鏡之間安裝有光閘/光圈裝置，裝置距第一級菲涅爾透鏡的距離范圍為125-160mm，按自光源起先光閘后光圈的次序排列；光閘裝置為把手延伸于燈體外的四葉可在同一平面萬向移動的半橢球裝彈簧鋼片，光閘和光圈處于打開狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光全部通過光閘 /光圈裝置；光閘處于閉合狀態(tài)時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光全部被遮擋；光閘處于中間狀態(tài)而光圈打開時，穿過第一級菲涅爾透鏡的光部分被遮擋，投射光斑形成由光間直邊所形成的幾何體形狀；光圈為由多片彈簧鋼片構成的可手動圍繞同圓心縮放裝置，光閘打開而光圈構成由全打開至最小口徑為20-30mm圓形的通光口徑線性縮放變化。
7.根據(jù)權利要求6的多光源LED成像燈，其特征在于燈具非移動主體的背部為附著在銅板的25個鋁制散熱器為LED光源的散熱結構，外殼為鋁制成型喇叭筒狀；鋁制散熱器和鋁制外殼均以螺絲緊固的方式與銅板相連接，并在連接面涂以導熱硅膠以加強導熱接觸， LED光源通過鋁基電路板連接在導熱銅板上以將熱量通過銅板、鋁制散熱器和鋁制外殼導出ο
專利摘要本實用新型提供了一種多光源LED成像燈，包括至少兩個LED光源，LED光源小于140°的發(fā)光角的結構；至少兩個聚光透鏡，分別設置在每個LED光源前部；第一級菲涅爾透鏡，設置在聚光透鏡前部；光閘/光圈裝置，設置在第一級菲涅爾透鏡前部，光閘為四葉可分別推拉和轉動的光閘片，用于將投光切成幾何形狀，而光圈能夠使投射光斑收縮或擴大；第二級菲涅爾透鏡，設置在光閘切光裝置前部；光閘切光裝置、第一級菲涅爾透鏡、至少兩個聚光透鏡和至少兩個LED光源構成可移動機構，可移動機構利用滾珠沿通軸可移動，以改變第二級菲涅爾透鏡與第一級菲涅爾透鏡的距離。該多光源LED成像燈可以根據(jù)需要改變投射光的強度、角度，并且可以變焦和切光，低功耗，易于使用。
文檔編號F21V29/00GK202091904SQ20112011685
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2011年4月14日
發(fā)明者唐丹天 申請人:北京欣天和怡機電設備安裝工程有限公司