[0001] 本发明涉及舞台灯技术领域， 更具体地， 涉及一种带场镜的舞台 LED光源的光 学系统。

背景技术

[0002] 在舞台灯照明行业， 传统使用的是大功率的放电气泡灯 （俗称 HID灯） 作为舞 台灯的光源， 该类光源的优势是功率大， 发光体小 （即灯泡电弧） ， 但缺陷是 能耗高， 寿命不长， 且安全系数不高 （灯泡内充有高压气体） ， 对工作条件要 求苛刻等不利因素。 随着科学技术的发展， 半导体照明技术也越来越成熟， LED 的发光密度也不断提高， 所以 LED在各种领域中的应用也越来越广泛。 如应用于 舞台灯领域的大功率 LED光源得以广泛推广使用， 推动整个产业快速发展及能源 结构升级， 使现代照明技术更加安全， 更加节能， 更加环保。

[0003] 5见有应用于舞台灯领域的大功率 LED光源系统的原理如图 1所示， 若干辐射出 白光的 LED发光器件， 按一定规则排布成 LED阵列 （1） ， 每个 LED单元与准直 透镜组一一对应设置； 多个准直透镜组构成准直透镜阵列 （2） ， 用于准直 LED 阵列 （1） 发出的光线成近平行光出射； LED经准直透镜阵列 （2） 出射的光线进 入聚光镜 （3） ， 聚光镜 （3） 把光线聚焦于特定的焦平面 （6） 上形成特定的照 明区域， 光源系统出射的光线夹角 （全角） 在 52°-60°之间。 而在应用端， 客户 为实现灯具颜色的多变性， 通常会在光源系统的焦平面 （6） 和聚光镜 （3） 中 间增加 CMY滤光片 （4） 来改变灯具的颜色， 以此实现灯具颜色的多样化效果。

[0004] 当在聚光镜 （3） 和焦平面 （6） 中间设置 CMY滤光片 （4） 时， 由于 CMY滤光 片 （4） 不但会透射一部分光线至焦平面 （6） ， 而且也会反射一部分光线， 被 反射回来的光线至光源系统的聚光镜 （3） 上， 通过聚光镜 （3） 把反射回来的 光线给再次聚焦于安装 LED阵列 （1） 的 PCB板光轴中心区域上， 导致该区域温 度升高， 对整个光源光轴中心区域附近的光学元器件及 LED阵列 （1） 造成较严 重的损伤， 如光学元器件破裂等不良现象， 尤其是导致光轴中心区域附近的 LED 结温过高， 降低 LED寿命。

发明概述

技术问题

[0005] 本发明旨在克服上述现有技术的缺陷， 提供一种带场镜的舞台 LED光源的光学 系统， 能解决被 CMY滤光片反射回去的光线导致的产品缺陷， 使得光源光轴中 心区域附近的光学元器件及 LED的热学性能更稳定， 进而保障寿命。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 为达到上述目的， 本发明采取的技术方案是： 提供一种带场镜的舞台 LED光源 的光学系统， 包括依次设置 LED光源模组、 聚光镜和 CMY滤光片， 聚光镜用于 聚焦从 LED光源模组发出的光线至焦平面， CMY滤光片用于过滤从聚光镜出射 的光线； 光线聚焦的焦平面和 CMY滤光片之间设有场镜， 场镜用于减小从聚光 镜出射光线进入 CMY滤光片的入射角度并增大出射光线入射 CMY滤光片的区域 面积； 所述焦平面为聚光镜与场镜的组合焦点所在面 。

[0007] 上述方案中， 通过场镜分担原有聚光镜的折光角度， 使聚光镜折光的角度变小 ， 这样光线在经过聚光镜后进入 CMY滤光片光线的入射角度会变小， 并且光线 在 CMY滤光片上照射的区域面积增大， 这样使在 CMY滤光片上的光线密度变低 ， 同时被反射回去的光线也因入射角度变小而不 至于光线被集中反射至光轴中 心区域面积， 反射的光线被均匀分布到更大的照射面积上， 进而降低光源光轴 中心区域附近反射回来的光线能量密集度， 从而降低温度， 使光轴中心区域附 近的光学元器件及 LED的热学性能更加稳定， 寿命更加有保障。

[0008] 优选地， 所述 LED光源模组包括依次设置的 LED阵列和准直透镜阵列； LED阵 列包括多个 LED单元， 准直透镜阵列包括多个准直透镜组， 每个 LED单元与准直 透镜组一一对应设置， 准直透镜阵列用于准直 LED阵列发出的光线， 聚光镜用于 聚焦从准直透镜阵列发出的光线至焦平面。

[0009] 进一步优选地， 准直透镜阵列为两片透镜阵列相互无缝拼接组 成的准直透镜阵 列。

[0010] 优选地， 在光轴方向上场镜和聚光镜之间的距离为 30-40mm [0011] 进一步优选地， 在光轴方向上 CMY滤光片和聚光镜之间的距离为 5-35mm。

[0012] 优选地， 场镜的焦距小于聚光镜的焦距。

[0013] 优选地， 从聚光镜出射进入 CMY滤光片的光线的入射角小于 10°。

[0014] 优选地， 由场镜出射后产生光束的光线夹角为 50°-60°。

[0015] 优选地， 场镜为平凸镜或双凸镜。

发明的有益效果

有益效果

[0016] 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 通过场镜分担原有聚光镜的折光角度 ， 使聚光镜折光的角度变小， 这样光线在经过聚光镜后进入 CMY滤光片光线的 入射角度会变小， 并且光线在 CMY滤光片上照射的区域面积增大， 这样使在 CM Y滤光片上的光线密度变低， 同时被反射回去的光线也因入射角度变小而不 至于 光线被集中反射至光轴中心区域面积， 反射的光线被均匀分布到更大的照射面 积上， 进而降低光源光轴中心区域附近反射回来的光 线能量密集度， 从而降低 温度， 使光轴中心区域附近的光学元器件及 LED的热学性能更加稳定， 寿命更加 有保障。

对附图的简要说明

附图说明

[0017] 图 1为现有技术中的 LED光源系统的光学示意图， 其中虚线表示反射回光轴中 心区域的光线。

[0018] 图 2为本实施例一种带场镜的舞台 LED光源的光学系统的示意图， 其中虚线表 示反射回光轴中心区域的光线。

[0019] 附图标识： 1LH）阵列； 2准直透镜阵列； 3聚光镜； 4CMY滤光片； 5场镜； 6焦 点面。

发明实施例

本发明的实施方式

[0020] 本发明附图仅用于示例性说明， 不能理解为对本发明的限制。 为了更好说明以 下实施例， 附图某些部件会有省略、 放大或缩小， 并不代表实际产品的尺寸； 对于本领域技术人员来说， 附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以 理解 的

实施例

[0021] 如图 2所示， 本实施例提供了一种带场镜的舞台 LED光源的光学系统， 包括依 次设置的 LED光源模组、 聚光镜 3和 CMY滤光片 4， 聚光镜 3用于聚焦从 LED光源 模组发出的光线至焦平面 6 , CMY滤光片 4用于过滤从聚光镜 3出射的光线； 光线 聚焦的焦平面 6和 CMY滤光片 4之间设有场镜 5 , 场镜 5用于减小从聚光镜 3出射光 线进入 CMY滤光片 4的入射角度并增大出射光线入射 CMY滤光片 4的区域面积； 所述焦平面 6为聚光镜 3与场镜 5的组合焦点所在面。

[0022] 通过场镜 5分担原有聚光镜 3的折光角度， 使聚光镜 3折光的角度变小， 这样光 线在经过聚光镜 3后进入 CMY滤光片 4光线的入射角度会变小， 并且光线在 CMY 滤光片 4上照射的区域面积增大， 这样使在 CMY滤光片 4上的光线密度变低， 同 时被反射回去的光线也因入射角度变小而不至 于光线被集中反射至光轴中心区 域面积， 反射的光线被均匀分布到更大的照射面积上， 进而降低光源光轴中心 区域附近反射回来的光线能量密集度， 从而降低温度， 使光轴中心区域附近的 光学元器件及 LED的热学性能更加稳定， 寿命更加有保障。

[0023] 本实施例中， 所述 LED光源模组包括依次设置的 LED阵列 1和准直透镜阵列 2;

LED阵列 1包括多个 LED单元， 准直透镜阵列 2包括多个准直透镜组， 每个 LED单 元与准直透镜组一一对应设置， 准直透镜阵列 2用于准直 LED阵列 1发出的光线， 聚光镜 3用于聚焦从准直透镜阵列 2发出的光线至焦平面 6。

[0024] 其中， 准直透镜阵列 2为两片透镜阵列相互无缝拼接组成的准直透� �阵列。

[0025] 另外， 在光轴方向上场镜 5和聚光镜 3之间的距离为 30-40mm。

[0026] 其中， 在光轴方向上 CMY滤光片 4和聚光镜 3之间的距离为 5-35mm。

[0027] 另外， 场镜 5的焦距小于聚光镜 3的焦距。

[0028] 其中， 从聚光镜 3出射进入 CMY滤光片 4的光线的入射角小于 10°。

[0029] 另外， 由场镜 5出射后产生光束的光线夹角为 50°-60°。

[0030] 其中， 场镜 5为平凸镜或双凸镜。

[0031] 显然， 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发 明技术方案所作的举例， 而并非是对本发明的具体实施方式的限定。 凡在本发明权利要求书的精神和原 则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明权利要求的保 护范围之内。