一種led燈具四邊形光斑成型裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種LED燈具四邊形光斑成型裝置，包括LED光源、反射器、光柵調節裝置和凸透鏡；LED光源前設置有反射器，該反射器的前端設置有光柵調節裝置；光柵調節裝置的前端設置有凸透鏡，完成整個四邊形光斑光學成型過程。本發明的LED燈具四邊形光斑成型裝置，適用于所需光斑形狀為四邊形的光斑，解決了現有技術中僅在燈具安裝位置和被照物形狀不變的前提下實現照明效果的問題，而且解決了容易失真的情況，裝置簡單，實施方便。設置了光柵調節裝置，解決了現有技術中燈具和被照物有變動則無法做到柔性調節的問題，在不同應用場景下，通過燈具自帶的光柵調節裝置，來微調光斑形狀以滿足不同的照明需求，同時實現燈具的重復使用。
【專利說明】
一種LED燈具四邊形光斑成型裝置
技術領域
[0001]本發明涉及LED照明領域技術領域，尤其涉及一種LED燈具四邊形光斑成型裝置。
【背景技術】
[0002]目前照明行業中，在某些特定場景下比如展示照明中的畫框照明，需要燈光照射在被照物上的光斑形狀是與畫框形狀相對應的四邊形，以突出被照物與周圍環境的照度差提升照明效果。在這種應用環境中，燈具的安裝位置和被照物的形狀千差萬別并且經常變換，因此需要燈具能根據現場情況實現柔性調節。
[0003]例如中國專利200710157085.4，通過設置凸面發光板來擴大LED燈具光照。該技術方案雖然擴大了光照范圍，但是LED燈具光照的范圍，即光斑的大小依然是固定的。對于一些特殊照明領域，這種方式并不能滿足特定圖形或形狀例如四邊形等照射的需求。
[0004]目前已有的四邊形光斑解決方案是在根據現場燈具與被照物的相對位置，在燈具出光口安裝一塊固定形狀的光柵板來實現四邊形光斑，此種方案僅在燈具安裝位置和被照物形狀不變的前提下可實現照明效果，如果燈具和被照物有變動則無法做到柔性調節，另外由于燈具和被照物之間通常是斜向照明的關系，通過標準矩形出光口的光線照射到被照物上所生成的光斑會有梯形失真，因此需要復雜的計算模擬和現場修改光柵板出光口的形狀才能滿足光斑與被照物的完美吻合，這種方案費時費力，并且基本不能實現燈具的再次利用。
[0005]為了改變光斑的大小，只是采用改變發光燈具前凸透鏡與發光點之間的距離方式來進行調節。例如中國專利200620059975.2，通過設置前后移動的凸透鏡的方式來改變光斑的大小，但是對于設置有多顆燈珠的大功率LED燈具，就需要一個直徑很大的凸透鏡以及配合該凸透鏡前后移動的裝置，這樣的結構會使得燈具尺寸變得很大，對于生產這種產品成本及其昂貴。
[0006]再例如中國專利200810198901公開了.一種工作光斑可調式LED燈具，包括LED燈珠組、設有燈孔組的面板、殼體和散熱裝置;所述燈珠組的燈珠安裝在面板的燈孔內，在燈珠組下方設有散熱裝置，在燈具外設有殼體;其特征在于:設有面板驅動機構，驅動機構驅動面板彎折帶動燈珠組和散熱裝置運動，彎折后的燈珠組的工作光斑與彎折前燈珠組的工作光斑發生變化。該技術方案給出了實現基板工作角度的調節從而達到對光斑范圍的調節，但是該技術效果是通過機械結構方式實現的，結構過于復雜，生產成本較高，且只是調節了光斑本身的大小，當光斑與其他照明物配合時，不能完美的與其他照明物吻合。
【發明內容】
[0007]為克服現有技術中存在的結構過于復雜，生產成本較高，當光斑與其他照明物配合時，不能完美的與其他照明物吻合同時不能實現燈具的再次利用的問題，本發明提供了一種LED燈具四邊形光斑成型裝置。
[0008]本發明采用的技術方案為:一種LED燈具四邊形光斑成型裝置，其創新點在于:包括LED光源、反射器、光柵調節裝置和凸透鏡;所述LED光源前設置有反射器，該反射器的前端設置有光柵調節裝置;所述光柵調節裝置的前端設置有凸透鏡，完成整個四邊形光斑光學成型過程。
[0009]在此基礎上，所述LED光源固定于所述LED燈具上。
[0010]在此基礎上，所述凸透鏡3與光柵調節裝置相互獨立設置。
[0011 ] 在此基礎上，所述凸四邊形光斑通過凸透鏡二次成像后放大投影至被照物上，該凸透鏡與被照物之間的距離設定為光柵調節裝置與凸透鏡之間的距離的N(N為整數或非整數)倍。
[0012]在此基礎上，所述光柵調節裝置安裝在反射器前端，并存在I?2mm的縫隙。
[0013]在此基礎上，所述光柵調節裝置包括光柵調節片3、阻尼片4、滾珠5和固定板6;所述阻尼片安裝在固定板上，阻尼片上面固定有光柵調節片;所述光柵調節片上設置有滾珠。
[0014]在此基礎上，所述固定板上設置有滑動調節軌道，所述滾珠安裝在滑動調節軌道內，光柵調節片上設置有略小于滾珠直徑的小孔，用于將滾珠固定在固定板的滑動調節軌道中做徑向運動，同時光柵調節片可以通過上面的小孔和滾珠配合做軸向轉動。
[0015]在此基礎上，所述光柵調節片設置有4組，所述4組光柵調節片分別固定在不同的方位上，形成出光口。
[0016]在此基礎上，所述4組光柵調節片分別固定在不同的方位上，且2組光柵調節片位于上層，另外2組光柵調節片位于下層。
[0017]在此基礎上，所述光柵調節片的整體為包括橫向片和豎直片的T型結構，橫向片和豎直片相互垂直，并一體成型，所述光柵調節片沿著豎直片的方向設置凹槽，凹槽內固定有滾珠，所述光柵調節片通過滾珠與固定板滑動連接。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0019](I)本發明的LED燈具四邊形光斑成型裝置，適用于所需光斑形狀為四邊形的光斑，解決了現有技術中僅在燈具安裝位置和被照物形狀不變的前提下實現照明效果的問題，而且解決了容易失真的情況，裝置簡單，照明效果好，實施方便。
[0020](2)本發明的LED燈具四邊形光斑成型裝置，設置了光柵調節裝置，解決了現有技術中燈具和被照物有變動則無法做到柔性調節的問題，在不同應用場景下，通過燈具自帶的光柵調節裝置，來微調光斑形狀以滿足不同的照明需求，同時實現燈具的重復使用，具有推廣的意義。
[0021](3)本發明的LED燈具四邊形光斑成型裝置，凸透鏡與光柵調節裝置采用互相獨立的模塊化設計，可根據實際需要通過不同的組合方式，實現更大跨度的光斑調節范圍，便于產品升級替換。
[0022](4)本發明的LED燈具四邊形光斑成型裝置，光柵調節裝置實現了四邊形光斑形狀的柔性調節，同時光柵調節裝置中滾珠加阻尼片的結構可以提供較好的調節手感，更順暢的調節過程，以及保證光柵調節裝置能夠進行柔性調節的良好基礎，提到調節精度和準確性，成型效果更佳。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明LED燈具四邊形光斑成型裝置結構示意圖；
[0024]圖2是本發明光柵調節裝置組裝后結構示意圖；
[0025]圖3是本發明光柵調節裝置分解結構示意圖；
[0026]圖4是本發明光柵調節裝置中固定板結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0028]本發明披露了一種LED燈具四邊形光斑成型裝置，解決了現有技術中僅在燈具安裝位置和被照物形狀不變的前提下實現照明效果的問題，而且解決了容易失真的情況。具體如圖1所示:包括LED光源1、反射器2、光柵調節裝置30和凸透鏡7;所述LED光源I前設置有反射器2，該反射器2的前端設置有光柵調節裝置30;所述光柵調節裝置30的前端設置有凸透鏡7，完成整個四邊形光斑光學成型過程。本實施方式四邊形光斑成型裝置適用于所需光斑形狀為四邊形的光斑，同時裝置簡單，照明效果好，實施方便。
[0029]基本架構如圖1所示，LED光源I通過反射器2將光源本體發出的離散性光線轉化為中心聚焦的定向光線，完成第一次光學成型；在反射器2的前端安裝的一套光柵調節裝置30，該裝置主要作用是調節出光口的形狀，反射器2出來的光線經過該光柵調節裝置30后，形成初始的四邊形光斑;然后在光柵調節裝置30的前端安裝一塊凸透鏡7，利用小孔成像原理將初始的四邊形光斑通過凸透鏡7 二次成像后放大投影至被照物上，完成整個光學成像過程。
[0030]作為進一步優選的，本實施方式的LED光源I固定于所述LED燈具上。作為優選的，整個四邊形光斑成型裝置均可以設置在LED燈具內，具體的，作為一優選實施例，LED燈具可以包括LED燈珠組，設置有燈孔組的面板和殼體，燈珠組的燈珠均安裝在面板的燈孔內，在燈具外設置有殼體，在殼體內，且距離安裝在燈孔組后的燈珠組一定距離的情況下，安裝四邊形光斑成型裝置，保證LED光源I可以通過四邊形光斑成型裝置完成投影。進一步，面板整體可以由柔性材料制成，當然，面板可以是圓形板也可以是多邊形板。本實施方式的四邊形光斑成型固定設置在LED燈珠組前端，還有一個作用是解決了現有技術中燈具和被照物有變動則無法做到柔性調節的問題，在不同應用場景下，通過燈具自帶的光柵調節裝置，來微調光斑形狀以滿足不同的照明需求，同時實現燈具的重復使用，具有推廣的意義。
[0031]作為進一步優選的，本實施方式凸透鏡7與光柵調節裝置30可以獨立設置，也可以安裝在一起，在此并不做限制。本實施例中，將凸透鏡7與光柵調節裝置30相互獨立設置，可根據實際需要通過不同的組合方式，實現更大跨度的光斑調節范圍。而且，凸透鏡7和光柵調節裝置30采用互相獨立的模組，拆裝均非常方便，而且沒有任何的連帶干擾，便于產品升級替換。
[0032]在上述實施方式中，四邊形光斑通過凸透鏡7二次成像后放大投影至被照物上，該凸透鏡7與被照物之間的距離設定為光柵調節裝置30與凸透鏡7之間的距離的N(N為整數或非整數)倍，也就是說，凸透鏡7與被照物之間的距離以及光柵調節裝置30與凸透鏡7之間的距離決定了四邊形光斑的大小、形狀，是否失真的情況，當N(N為整數或非整數)根據實際情況定下來之后，通過光柵調節裝置30中的出光口 35的光線照射到被照物上所生成的光斑就會避免出現梯形失真的情況。
[0033]作為進一步優選的，光柵調節裝置30安裝在反射器2前端，并存在I?2mm的縫隙，為了避免安裝時，反射器2與光柵調節裝置30之間存在摩擦，導致光線變化，作為一個優選方式，光柵調節裝置30可以不直接接觸安裝在反射器2前端;而I?2_的縫隙并不會影響通過反射器2發出的定向光線準確的進入光柵調節裝置30。
[0034]優選的，作為本實施方式的核心部件，光柵調節裝置30具有可柔性調節四邊形光斑形狀的特點。所謂柔性調節，等同于粗調節和細調節的概念。粗調節為調節光斑的形狀，例如三邊形、四邊形、五邊形等等;細調節即本發明的柔性調節，理解為粗調節得到四邊形的光斑，通過細調節修改光柵板出光口的形狀滿足光斑與被照物的完美吻合。例如，通過光柵調節裝置30柔性調節滿足四邊形光斑與被照物的完美吻合。現有技術的柔性調節主要是通過復雜的計算模擬和現場修改光柵板出光口的形狀，這種方案費時費力，并且基本不能實現燈具的再次利用。
[0035]本實施方式的光柵調節裝置30可以實現光斑的柔性調節。如圖1和2所示:光柵調節裝置30包括光柵調節片3、阻尼片4、滾珠5和固定板6;作為優選的，固定板6具體結構如圖
3、4所示:該固定板6選擇為圓形結構，如圖，固定板6上設置有4個配合光柵調節片3運動的滑動調節軌道61，所述四個滑動調節軌道61大小形狀均相同，且四個滑動調節軌道61呈外“十”字形間隔分布，為了進一步保證四邊形光斑的成像準確度，四個滑動調節軌道61間隔距離相同；如圖3，固定板6設置滑動調節軌道61后，相對應的內“十”字形62部位設置為中空，用于成像透光。所述阻尼片4固定填充在外“十”字形滑動調節軌道61間隔距離內；所述阻尼片4上固定光柵調節片3，所述光柵調節片3上還設置有滾珠5 ο進一步優選的，所述光柵調節片3上設置有小孔31，所述滾珠5安裝在小孔31內。
[0036]阻尼片又叫膠泥或者阻尼塊，是一種粘彈性材料，主要是為了起到減少噪聲、減少震動的作用，通常為一薄片;阻尼片4安裝在固定板上，阻尼片4上面固定有光柵調節片3;在光柵調節片3和固定板6之間采用潤滑性較高的阻尼片4作為襯墊，以滿足調節時的手感舒適度和防止光柵固定片6意外滑動的要求，通常分子材料或橡膠材料制作的阻尼片物理和化學性能穩定，具有優良的減振降噪性、耐熱性、耐寒性、防老性和極強的粘接性，且對人體皮膚無任何刺激作用，對金屬、塑料、橡膠等材料無腐蝕作用，因此本實施方式中，選用的阻尼片4為高分子材料制作成一圈薄片的阻尼片。
[0037]另外，如圖2、3所示，所述光柵調節片3的整體結構為:包括橫向片32和豎直片33的T型結構，橫向片32和豎直片33相互垂直，并一體成型，所述光柵調節片3沿著豎直片33的方向在中間部位開設小孔31，該小孔31深度與光柵調節片3的厚度相同，小孔31內可鑲嵌有滾珠5，該滾珠5的直徑略小于小孔31，所述光柵調節片3通過滾珠5與固定板6滑動連接，這樣就能保證滾珠5通過小孔31在固定板6的滑動調節軌道內滑動，從而帶動光柵調節片3進行成像調節;也就是說，滾珠5在小孔31內滑動的距離就是光柵調節片3能夠達到調節效果的路程，保證調節后的滾珠5，具有更大的穩定性，不會隨意傾斜或掉落。本實施方式中，同時滾珠5加阻尼片4的結構可以提供較好的調節手感，更順暢的調節過程，以及保證光柵調節裝置30能夠進行柔性調節的良好基礎，提到調節精度和準確性，成型效果更佳。
[0038]進一步優選的，固定板6的形狀可以為圓形或方形結構，因為需要保證固定在固定板6上的光柵調節片3的個數為4個，才能形成四邊形光斑，因此，固定板6的結構還必須是對稱結構，才能形成規則的四邊形光斑，以滿足裝置需要。此外，固定板6的材質選擇可以是選擇具有一定柔性的材質，例如，可以是橡膠材質、聚乙烯材質。最佳的，選擇具有一定硬度的材質，例如，可以是木頭材質，鋼、鐵等。
[0039]作為進一步優選的，如圖2、3所示:所述光柵調節片3設置有4個，那么這4個光柵調節片3具有一定的空間位置分布，具體的為，4個光柵調節片3分別對應固定板6上所設的4個滑動調節軌道上，也就是說，滾珠5對應落入4個滑動調節軌道61內，為了節約裝置的空間，防止裝置過于龐大，光柵調節片3分為兩組，即在同一直線上的兩個光柵調節片3分為一組，呈上下層組合。分別對應好相應的軌道后，位于上層的光柵調節片3重疊在位于下層的光柵調節片3上，形成兩個維度的運動方向；優選的，4個光柵調節片3的形狀均相同、大小均相等，如圖2所示:滾珠5在光柵調節片3滑動調節軌道61上的長度決定橫向片32的運動距離S，那么以該運動距離s為半徑，固定板6中心點為圓心，作一個圓(即同心圓)；這個圓所對應的用4個光柵調節片3組合成的四邊形為最大的出光口 35，通過滾珠5在滑動調節軌道61長度上的運動進行調節四邊形光斑的大小，4個“十”字型光柵調節片3與連接后通過滾珠5在固定板6上的軌道，做徑向運動，同時光柵調節片3可以通過上面的小孔31和滾珠5配合做軸向轉動，通過做徑向和軸向兩個維度的運動來調整出光口 35的形狀，直至最終被照物上的光斑符合照明需求則調節完成，滾珠位置固定。
[0040]作為進一步優選的，光柵調節片3為厚度小、硬度較大的材質，例如，可以是木頭、不銹鋼、具有一定硬度的高分子材料等。厚度越小越好，避免厚度太大，影響四邊形光斑的成型效果，導致邊界易模糊。作為優選的，光柵調節片3的豎直片的末尾位置設置有一中空的圓孔34，用于調節時，便于把握和操作。
[0041]上述說明示出并描述了本發明的優選實施例，如前所述，應當理解本發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述發明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和范圍，則都應在本發明所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:包括LED光源(1)、反射器(2)、光柵調節裝置(30)和凸透鏡(7);所述LED光源(I)前設置有反射器(2)，該反射器(2)的前端設置有光柵調節裝置(30);所述光柵調節裝置(30)的前端設置有凸透鏡(7)，完成整個四邊形光斑光學成型過程。2.根據權利要求1所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述LED光源(I)固定于所述LED燈具上。3.根據權利要求1所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述凸透鏡(3)與光柵調節裝置(30)相互獨立設置。4.根據權利要求1所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述四邊形光斑通過凸透鏡(3) 二次成像后放大投影至被照物上，該凸透鏡(3)與被照物之間的距離設定為光柵調節裝置(30)與凸透鏡(3)之間的距離的N(N為整數或非整數)倍。5.根據權利要求1所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述光柵調節裝置(30)安裝在反射器(2)前端，并存在I?2mm的縫隙。6.根據權利要求1所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述光柵調節裝置(30)包括光柵調節片(3)、阻尼片(4)、滾珠(5)和固定板(6);所述阻尼片(4)安裝在固定板(6)上，阻尼片(4)上面固定有光柵調節片(3);所述光柵調節片(3)上設置有滾珠(5)。7.根據權利要求6所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述固定板(6)上設置有滑動調節軌道(61)，所述滾珠(5)安裝在滑動調節軌道(61)內，所述光柵調節片(3)上設置有小于滾珠(5)直徑的小孔(31)，用于將滾珠(5)固定在固定板(6)的滑動調節軌道(61)中做徑向運動，同時光柵調節片(3)可以通過該小孔(31)和滾珠(5)配合做軸向轉動。8.根據權利要求6所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述光柵調節片(3)設置有4組，所述4組光柵調節片(3)分別固定在不同的方位上，形成出光口。9.根據權利要求8所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述4組光柵調節片(3)分別固定在不同的方位上，且2組所述光柵調節片(3)位于上層，另外2組所述光柵調節片(3)位于下層。10.根據權利要求6所述的LED燈具四邊形光斑成型裝置，其特征在于:所述光柵調節片(3)的整體為包括橫向片(32)和豎直片(33)的T型結構，橫向片(32)和豎直片(33)相互垂直，并一體成型，所述光柵調節片(3)沿著豎直片(33)的方向設置小孔(31)，小孔(31)內固定有滾珠(5)，所述光柵調節片(3)通過滾珠(5)與固定板滑動連接。
【文檔編號】F21V14/08GK105927871SQ201610349529
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】嚴圣軍, 夏周科, 沈春雨
【申請人】江蘇天楹之光光電科技有限公司