[发明专利]一种用于LED舞台灯具的光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于舞台灯具的光学系统，尤其是指一种用于LED舞台灯具的光学系统。

背景技术

目前舞台图案灯具所应用的光源已逐步用LED光源替代金卤放电泡光源，为提高LED光源光效及投射光斑的均匀度，业内公司及工程技术人员相继采用多颗LED和聚光透镜排列组合，外加复眼透镜匀光及合光透镜再次聚光等一系列组件组成大功率光源模组的技术，虽然采用这一技术的LED光源模组投射后的光斑均匀度≥90％，但光输出效率仅为70-80％之间，不够理想(LED模组光效＝经过光源模组后输出的光通量/LED裸光额定光通量)，而且透镜结构复杂导致制作加工成本过高。另外通过减少透镜数量进行聚光合光的LED模组虽成本低，但其光斑均匀度≤50％，光斑均匀度较差，光效在75-85％之间，也不够理想。为此目前舞台灯具亟需一种高光效、较高均匀度的大功率LED模组技术及与之相匹配的成像光学系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：LED舞台灯具图案成像的光斑均匀度和光效难以同时兼顾的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种用于LED舞台灯具的光学系统，其特征在于：它包括从出光方向依次设置的LED光源组件、聚光透镜组件、成像透镜组件；

所述LED光源组件包括基板和LED灯珠，所述LED灯珠在基板上呈正六边形分布；

所述聚光透镜组件包括接近LED光源组件依次设置的第一聚光透镜组、第二聚光透镜组及合光透镜；所述第一聚光透镜组包括第一透镜，第一透镜的入光面为凹球面，出光面为凸球面；所述第二聚光透镜组包括第二透镜，第二透镜的入光面与出光面均为二次曲面；所述合光透镜的入光面与出光面均为凸球面；

所述成像透镜组件包括沿LED光源组件出光光路方向依次设置的第一成像透镜、第二成像透镜、第三成像透镜、第四成像透镜以及第五成像透镜；所述第一成像透镜为正弯月透镜；所述第二成像透镜为负弯月透镜；所述第三成像透镜为双凸球面透镜；所述第四成像透镜为双凹负透镜；所述第五成像透镜为双凸正透镜。

优选地，所述LED灯珠的数量不少于18颗，所述基板中心位置不予放置灯珠。

优选地，所述第一透镜入光面的曲率半径为4.5～10.0mm，出光面的曲率半径为2～6mm，所述第一透镜与所述LED灯珠的距离为0.05～0.30mm。

优选地，所述第二透镜入光面的曲率半径为10～18mm，曲面系数为0.1～0.5，出光面的曲率半径为4.5～9.0mm，曲面系数为0～-1，第二透镜与所述第一透镜的间隔距离为0.5～1.0mm。

优选地，所述合光透镜入光面的曲率半径为38～55mm，出光面的曲率半径为140～300mm，焦距为45～75mm，与所述第二聚光透镜组的间隔距离为 5.5～12.0mm。

优选地，所述合光透镜的焦平面处设置有通光孔，所述通光孔的直径为 22～30mm，通光孔与所述合光透镜的相隔距离为30～75mm。

优选地，所述成像透镜组件的第一成像透镜的入光面的曲率半径为 59～65mm，出光面的曲率半径为29.5～33.0mm，与所述通光孔的距离为 20～35mm；所述成像透镜组件的第二成像透镜入光面的曲率半径为120～123mm，出光面的曲率半径为47.0～49.5mm；所述成像透镜组件的第三成像透镜的入光面的曲率半径为80～83mm，出光面的曲率半径为145～150mm；所述成像透镜组件的第一成像透镜、第二成像透镜、第三成像透镜组成调焦镜组。

优选地，所述成像透镜组件的第四成像透镜的入光面的曲率半径为 240～245mm，出光面的曲率半径为195～205mm，所述成像透镜组件的第五成像透镜的入光面的曲率半径为500～575mm，出光面的曲率半径为55～63mm，所述成像透镜组件的第四成像透镜与第五成像透镜组成物镜固定组。

本发明包括一种用于LED舞台灯具的光学系统，所述LED灯珠在基板平面上呈正六边形阵列分布，使光源发出的光线更均匀，减少光线损失，提升集光效率；聚光透镜组件能够将LED光源组件发射出的光束聚光成准直均匀光束，改善单束光束的均匀度，同时提升光斑均匀度；该聚合后的均匀光束穿过合光透镜后，多束准直光束聚焦到合光透镜的焦点处，光线经过成像镜组后进行投影，得到高光效，光斑质量高的清晰图案。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明的一种用于LED舞台灯具的光学系统的机构示意图；