一种舞台灯光照明系统，尤其包括：一与所述ＬＥＤ阵列相对应的包括复数个透镜的透镜阵列，以将ＬＥＤ的输出光准直成近平行光；一聚焦透镜，将所述近平行光汇聚成的光束聚焦到该照明系统的光出射口；一ＬＥＤ阵列，包括封装在散热基板上的复数个ＬＥＤ，其中Ｎ行ＬＥＤ的排布遵循下列规律：该Ｎ行ＬＥＤ被平均分成左半部和右半部，其中左半部摆放的各ＬＥＤ芯片按一个方向分别旋转了一个该ＬＥＤ芯片预定的角度；右半部各ＬＥＤ芯片的摆放角度相同于左半部中与该ＬＥＤ芯片关于阵列中心点对称的ＬＥＤ芯片的摆放角度。采用本发明专利技术，可将ＬＥＤ阵列的方形输出光斑转换成圆形，从而提高了系统的光利用率。
【技术实现步骤摘要】
舞台灯光照明系统及LED阵列
本专利技术涉及照明装置或其系统的功能特征或零部件，具体来说，尤 其涉及主要用于舞台灯光照明的照明系统及其电路元件设置。
技术介绍
LED (发光二极管)光源为绿色无污染的干净节能光源，其可达到的 光通量设计指标在逐年提升。目前LED光源主要应用于一些小功率、低端的换色灯产品上。大功率舞台灯光光源主要采用金卤放电泡。金卤放电泡为白色光源，使用寿命较 低，一般为几百小时到数千小时不等。因金卤放电泡的发光谱为白色连续光谱，舞台灯光所 需的不同色彩只能靠彩色滤光片来滤光实现，使得灯光投射出的图案具有较低的色彩饱和 度，色彩既不鲜艳，也不丰富。若舞台灯光采用LED光源，则可以省掉所述彩色滤光片，并通过调节不同基色LED 的电流来改变光源的颜色，从而利用单色LED较高的色彩饱和度，可使舞台灯光色彩的表 现自由度大为提高。但目前LED发热量大，发光效率还不够高，且单个LED芯片不能承受高 功率，因此大功率舞台灯光的高光通量往往要靠LED阵列来实现。申请号为200720061982. 0的中国专利公开了一种舞台灯的光源组件，采用一个 LED阵列和大型散热装置，可以提供一百瓦的发光功率，并可通过控制该LED阵列中的不同 色LED的工作来实现色彩调整。上述现有技术的不足之处在于基于散热和光通量等性能指标方面的考虑，所述 中国专利公开的光源组件尚不能满足大功率舞台灯光的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处，而提出 一种舞台灯光照明系统及其组件，尽可能提高光源的输出功率，同时改善灯光的亮色均勻 性。为解决上述技术问题，本专利技术的基本构思为目前LED芯片被广泛应用于所述LED 阵列中，基于单个LED芯片的发光面一般呈方形，而舞台灯光的图案片为圆形，这样现有技 术中会损失掉来自LED芯片的部分发光，因此若将LED芯片发光源输出的方形光斑转换成 圆形光斑，无疑将提高现有带LED阵列的舞台灯光照明系统的输出功率；基于来自一个LED 芯片的准直平行光通过聚焦透镜后得到的光斑形状与所述准直平行光束的光斑形状相同 的认识，若通过改变LED矩阵中各LED芯片相对于基板的旋转角度，则通过聚焦透镜后的光 斑形状将为这些不同角度“旋转”的方形光斑的叠加，从而表现为圆形，同时所述叠加还将 一定程度上消除LED芯片固有缺陷叠加所带来的光斑亮度分布不均现象。作为实现本专利技术构思的技术方案是，提供一种舞台灯光照明系统，包括光出射口 和封装在散热基板上的LED阵列，尤其是，还包括与所述LED阵列相对应的包括复数个透镜 的透镜阵列，每一所述透镜对准一 LED以将该LED的输出光准直成近平行光；还包括一聚焦 透镜，由所述透镜阵列输出的近平行光汇聚成的光束通过该聚焦透镜聚焦到所述光出射口 上；所述LED阵列包括复数个LED芯片，这些LED芯片按行和列规则排布，其中N行LED芯 片是按下列规律在所述散热基板上进行排布和封装的所述N行LED芯片被平均分成左半 部和右半部，其中左半部摆放的各LED芯片按一个方向分别旋转了一个该LED芯片预定的 角度；右半部各LED芯片的摆放角度相同于左半部中与该LED芯片关于阵列中心点对称的4LED芯片的摆放角度；其中N为大于或等于6的自然数。上述方案中，舞台灯光照明系统包括两个所述LED阵列及两个所述透镜阵列，还 包括一个合色滤光片；该合色滤光片分别通过透射和反射的方式将来自该两个透镜阵列的 两束近平行光束汇聚成一束，投射往所述聚焦透镜。所述合色滤光片或者为二向色片，或者 为镀有分光滤光膜的玻璃片。上述方案中，舞台灯光照明系统包括三个所述LED阵列及三个所述透镜阵列，还 包括一个分光合色装置；该分光合色装置通过透射或反射的方式将来自三个透镜阵列的三 束近平行光束汇聚成一束，投射往所述聚焦透镜。每一所述LED阵列上的各LED芯片均为 一同色LED。上述方案中，所述分光合色装置为一个X型合色滤光装置，该X型合色滤光装置的 三个光入口端分别对准一个对应的所述透镜阵列。或者所述分光合色装置包括两片二向色 片或镀有分光滤光膜的玻璃片，先用其中一片二向色片或镀有分光滤光膜的玻璃片来汇聚 所述三束近平行光束中的两束，再与另一束通过另一片二向色片或镀有分光滤光膜的玻璃 片来汇聚成一束。上述方案中，所述舞台灯光照明系统还包括一介于所述聚焦透镜与光出射口之间 的截头圆锥棒，该圆锥棒的侧面具有光反射作用。所述截头圆锥棒为侧面抛光的实心玻璃 棒，或者为侧面镀有反射膜的空心棒。所述舞台灯光照明系统还包括设置在所述光出射口 处用来容纳圆形图案片的图案盘。该图案片与靠近该截头圆锥棒的底面之间的距离小于15毫米。作为实现本专利技术构思的技术方案还是，提供一种LED阵列，包括封装在散热基板 上的复数个LED芯片，这些LED芯片按行和列规则排布，尤其是，其中N行LED芯片是按下 列规律在所述散热基板上进行排布和封装的所述N行LED芯片被平均分成左半部和右半 部，其中左半部摆放的各LED芯片按一个方向分别旋转了一个该LED芯片预定的角度；右半 部各LED芯片的摆放角度相同于左半部中与该LED芯片关于阵列中心点对称的LED芯片的 摆放角度；其中N为大于或等于6的自然数。各所述LED芯片为一同色LED芯片。上述方案中，所述左半部的各LED芯片摆放成除首行外的每一行中的LED芯片 都相对于首行LED芯片按所述方向旋转了一个角度，该角度为90/N的自然数倍；各行之间 LED芯片的旋转角度各不相同。上述方案中，所述左半部的各LED芯片摆放成除首个外的每一个LED芯片都相对 于首个LED芯片按所述方向旋转了一个角度，设M为该左半部的LED芯片数量，则该角度为 90/M的自然数倍；各LED芯片的旋转角度各不相同。上述方案中，所述LED阵列的LED芯片总行数为N的自然数倍，以所述N行LED芯 片的排布规律为单位进行排布和封装。采用上述各技术方案，将LED阵列的方形输出光斑转换成圆形光斑，便于匹配舞 台灯光的圆形图案盘，提高了舞台灯光照明系统对发光源的光利用率，并有助于改善系统 的亮色均勻性，使大功率光系统结构更为紧凑。附图说明 图1示意了本专利技术舞台灯光照明系统的结构框图；图2示意了对图1的结构改进； 图3示意了单个LED发光源在聚焦透镜后的聚焦光斑；图4是本专利技术LED阵列的排布示例图；图5示意了本专利技术舞台灯光照明系统所获得的聚焦光斑；图6示意了不采用图4所示的LED阵列所获得的聚焦光斑；图7示意了图1或图2中的分光合色装置的替换实施例；其中，各附图标记为1——LED芯片/芯片阵列，2——透镜阵列，3——分光合色 器/分光合色装置，4——聚焦透镜，5——截头圆锥棒，6——图案盘。具体实施方式 下面，结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本专利技术。本专利技术舞台灯光照明系统如图1所示，包括用来承载特定图案片的圆形图案盘6 和封装在散热基板上的LED阵列1。还包括与所述LED阵列1相对应的透镜阵列2，该透镜 阵列2包括复数个透镜，每一所述透镜对准一 LED芯片以将该LED芯片的输出光准直成近 平行光。为了提高系统光输出功率，本实施例中系统包括三个LED阵列1及三个透镜阵列 2，以及一个以X型合色滤光装置为代表的分光合色装置3。该X型合色本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种舞台灯光照明系统，包括光出射口和封装在散热基板上的ＬＥＤ阵列，其特征在于：还包括与所述ＬＥＤ阵列相对应的包括复数个透镜的透镜阵列，每一所述透镜对准一ＬＥＤ以将该ＬＥＤ的输出光准直成近平行光； 还包括一聚焦透镜，由所述透镜阵列输出的近平行光汇聚成的光束通过该聚焦透镜聚焦到所述光出射口上； 所述ＬＥＤ阵列包括复数个ＬＥＤ芯片，这些ＬＥＤ芯片按行和列规则排布，其中Ｎ行ＬＥＤ芯片是按下列规律在所述散热基板上进行排布和封装的：所述Ｎ行ＬＥＤ芯片被平均分成左半部和右半部，其中左半部摆放的各ＬＥＤ芯片按一个方向分别旋转了一个该ＬＥＤ芯片预定的角度；右半部各ＬＥＤ芯片的摆放角度相同于左半部中与该ＬＥＤ芯片关于阵列中心点对称的ＬＥＤ芯片的摆放角度；其中Ｎ为大于或等于６的自然数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张权，胡新兵，高志军，李屹，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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