一種微透鏡及具有該微透鏡的方形led筒燈的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及照明領域，特別設及一種微透鏡及具有該微透鏡的方形L邸筒燈。
【背景技術】
[0002] 筒燈是一種廣泛應用于超市、酒店、服裝、鞋帽店、休閑中屯、、商場、酒店、家居等消 費場所的照明裝飾燈具，其最大特點就是能保持建筑裝飾的整體造形和風格，不會因為安 裝燈具而破壞燈具的周圍環境。而現有的LED筒燈都做成圓形，嵌裝于天花板內部，光線直 接向下投射，屬于直接配光，所投射的光斑為圓形。但如果燈具應用的周邊環境為線條形， 圓形筒燈和所投射的圓形光斑必然會影響裝修風格和環境的和諧，從而限制了筒燈的應 用。
[0003] 目前市場上L抓筒燈通常由底座、反光杯、透光罩、L抓光源組件和電源組成。光源 組件采用貼片方式制作，光由多顆Lm)發光二極管發出，采用直射式投放，光線沒有經過導 光元器件進行光學處理，導致光線均勻性比較低，甚至會出現暗紋和黑桐，影響筒燈的舒適 性。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種易于與安裝環境協調且結構優 化、出光均勻的方形LED筒燈。
[000引為了達到上述目的，本發明采用W下技術方案予W實現。
[0006] -種方形L抓筒燈，包括燈體、L抓光源組件、擴散面罩、導光元件W及用于封閉燈 體背光面的后蓋;所述擴散面罩及導光元件設于燈體內且依次前后設置，所述Lm)光源組件 固定在燈體側壁并垂直設置于擴散面罩與導光元件之間，L抓光源組件所發出的光線由擴 散面罩射出或進入導光元件并經反射后再由擴散面罩射出。
[0007] 進一步地，所述燈體的橫截面為多邊形。
[0008] 進一步地，所述導光元件背面布滿通過激光打點生成的導光微透鏡，所述導光微 透鏡為非球面Spline樣條曲面，其直徑為2600-2680皿。
[0009] 進一步地，所述導光微透鏡呈六邊形緊密排列，相鄰兩導光微透鏡間距為3550-3700um〇
[0010] 進一步地，所述導光元件是由PS板材制成的方形板，其背面貼有一層反光紙。
[0011] 進一步地，所述擴散面罩表面設置用于對光線進行均勻擴散誘變折射的擴散微透 鏡陣列，所述擴散微透鏡陣列由多個具有微特征結構的擴散微透鏡構成。
[0012] 進一步地，所述擴散微透鏡外形呈峨料狀，具有楠圓形的頭部和細長的尾己，其頭 部縱向長度為0.35暈米，整體長度為0.6暈米。
[0013] 進一步地，所述后蓋通過螺釘固定在燈體上，其中部設有用于放置電源的盤狀凹 槽。
[0014] 進一步地，所述后蓋邊緣設有供連接于Lm)光源組件與電源之間的電線穿過的U型 限位槽。
[0015] 本發明的另一目的，在于提供一種微透鏡：
[0016] -種如權利要求3所述的導光微透鏡，其形狀主要通過W下步驟計算確定：
[0017] a)假設單個微透鏡基底P為邊長為aXb的矩形，出射光在目標面Q上獲得WXL的矩 形光板，則分別用N條經線和M條締線把微透鏡進行矩形等分，同理對目標面上光斑也進行 矩形等分；
[0018] b)假設微透鏡的入射光線為經校準的平行光束，設Iu,化分別為光線的入射 矢量、折射矢量和透鏡基面Pu的法向量，寫成分量形式為
CD
[0020] C)假設入射光線為準直平行光束，貝U
[0021 ] /"-(0,0.打完、 (2)：
[0022]由于微透鏡的尺寸和相鄰透鏡間距尺度比透鏡基面與目標面的距離相差一個數 量級W上，因此忽略透鏡基底不同面源格點的相對位置，折射矢量由折射到目標面上的點 化J決定，假定空氣折射率為1，可得經過某點Pu后折射光線為
[0024]其中i = 〇，l，2...，化 1; j = 0，l，2...，M+l
[002引根據snell定律，可知某一入射光線IuWPu點入射后的出射光線化撕關系有
(4)
[0027]式(2) (3)代入式(4)可得到微透鏡在Pu處的法向量
[0029] d)采用Matlab求解，得到每個網格節點Pu的曲率，并且采用Spline樣條曲線對點 云進行擬合，獲得非球面Sp 1 ine樣條曲面微透鏡設計公式；
[0030] e)最后對微透鏡曲面進行插值，采用機械加工獲得基于Spline樣條曲線的非球面 微透鏡陣列。
[0031] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0032] 本發明通過導光元件和擴散面罩的配合，實現將燈體制成方形結構，W提高燈具 的環境適應性，同時提高出光均勻度，使導光勻度更高，光勻可達90%，甚至W上。特別是， 通過激光在導管元件背面打點生成導光微透鏡并形成微透鏡陣列，再在微透鏡陣列外面貼 上反光紙，由于導光元件上疏密不同、大小不一的導光微透鏡，當光線由光源組件射出到達 各個導光微透鏡時，導光微透鏡破壞反射條件，避免光線由導光元件正面射出，而向各個角 度擴散，然后從正面導出進入擴散面罩，大大提高光的使用效率，減少光損耗。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發明的結構爆炸圖；
[0034] 圖2是本發明的燈體結構示意圖；
[003引圖3是本發明的后蓋結構圖；
[0036] 圖4是本發明的導光元件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結合附圖對本發明的結構作詳細的解釋和說明，但并非是對本發明結構的限 定。
[003引 實施例1
[0039] 請參閱圖1，其是本實施例所述方形LED筒燈的結構爆炸圖。
[0040] -種方形Lm)筒燈，包括燈體l、Lm)光源組件2、擴散面罩3、導光元件4W及用于封 閉燈體背光面的后蓋5。其中，擴散面罩3及導光元件4設于燈體1內，且自外向內依次前后設 置;L抓光源組件2固定在燈體1側壁并垂直設置于擴散面罩3與導光元件4之間。擴散面罩3 用于封閉燈體1的出光面，從而與后蓋5-起構成對燈體1出光面和背光面的封閉，并將LED 光源組件2和導光元件4封閉于燈體1內。燈體1的橫截面為多邊形，本實施例中，燈體1的橫 截面是正方形，為此，擴散面罩3和導光元件4的橫截面也為正方形。
[0041 ] 請參閱圖2，Lm)光源組件2通過導熱硅膠墊6固定在燈體1的側壁內表面上，并位于 擴散面罩3與導光元件4之間。L邸光源組件2所發出的光線小部分由擴散面罩3射出，大部分 光線從側面進入導光元件4并經反射后自擴散面罩3射出。燈體1的側壁對應位置設有散熱 孔10,散熱孔10用于散熱，避免光源組件過度發熱，提高使用壽命。
[0042] 如圖4,導光元件4是用光學級的PS板材制成的方形板，并在光學級PS板材底面用 激光雕刻印上導光微透鏡，從而利用PS板材吸收從L邸光源組件2發出來的光在光學級亞克 力板材表面的停留。導光微透鏡為非球面Spline樣條曲面，布滿導光元件背面，其直徑大小 為2600-2680um。所謂Spl ine樣條曲面，是指由采用Spline Curves樣條曲線，對根據設計方 法獲得的節點及其切向量進行擬合構成的曲面。導光元件背面制備了由導光微透鏡排列而 成的微透鏡陣列，微透鏡陣列中，導光微透鏡的直徑為2600-2680um mm，且相鄰兩導光微透 鏡的直徑大小不相等。導光微透鏡呈六邊形緊密排列，透鏡間距為3550-3700um。當光線由 側部射到各個導光微透鏡時，導光微透鏡所