一种微透镜及具有该微透镜的方形led筒灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及照明领域，特别设及一种微透镜及具有该微透镜的方形L邸筒灯。
【背景技术】
[0002] 筒灯是一种广泛应用于超市、酒店、服装、鞋帽店、休闲中屯、、商场、酒店、家居等消 费场所的照明装饰灯具，其最大特点就是能保持建筑装饰的整体造形和风格，不会因为安 装灯具而破坏灯具的周围环境。而现有的LED筒灯都做成圆形，嵌装于天花板内部，光线直 接向下投射，属于直接配光，所投射的光斑为圆形。但如果灯具应用的周边环境为线条形， 圆形筒灯和所投射的圆形光斑必然会影响装修风格和环境的和谐，从而限制了筒灯的应 用。
[0003] 目前市场上L抓筒灯通常由底座、反光杯、透光罩、L抓光源组件和电源组成。光源 组件采用贴片方式制作，光由多颗Lm)发光二极管发出，采用直射式投放，光线没有经过导 光元器件进行光学处理，导致光线均匀性比较低，甚至会出现暗纹和黑桐，影响筒灯的舒适 性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种易于与安装环境协调且结构优 化、出光均匀的方形LED筒灯。
[000引为了达到上述目的，本发明采用W下技术方案予W实现。
[0006] -种方形L抓筒灯，包括灯体、L抓光源组件、扩散面罩、导光元件W及用于封闭灯 体背光面的后盖;所述扩散面罩及导光元件设于灯体内且依次前后设置，所述Lm)光源组件 固定在灯体侧壁并垂直设置于扩散面罩与导光元件之间，L抓光源组件所发出的光线由扩 散面罩射出或进入导光元件并经反射后再由扩散面罩射出。
[0007] 进一步地，所述灯体的横截面为多边形。
[0008] 进一步地，所述导光元件背面布满通过激光打点生成的导光微透镜，所述导光微 透镜为非球面Spline样条曲面，其直径为2600-2680皿。
[0009] 进一步地，所述导光微透镜呈六边形紧密排列，相邻两导光微透镜间距为3550-3700um〇
[0010] 进一步地，所述导光元件是由PS板材制成的方形板，其背面贴有一层反光纸。
[0011] 进一步地，所述扩散面罩表面设置用于对光线进行均匀扩散诱变折射的扩散微透 镜阵列，所述扩散微透镜阵列由多个具有微特征结构的扩散微透镜构成。
[0012] 进一步地，所述扩散微透镜外形呈峨料状，具有楠圆形的头部和细长的尾己，其头 部纵向长度为0.35晕米，整体长度为0.6晕米。
[0013] 进一步地，所述后盖通过螺钉固定在灯体上，其中部设有用于放置电源的盘状凹 槽。
[0014] 进一步地，所述后盖边缘设有供连接于Lm)光源组件与电源之间的电线穿过的U型 限位槽。
[0015] 本发明的另一目的，在于提供一种微透镜：
[0016] -种如权利要求3所述的导光微透镜，其形状主要通过W下步骤计算确定：
[0017] a)假设单个微透镜基底P为边长为aXb的矩形，出射光在目标面Q上获得WXL的矩 形光板，则分别用N条经线和M条缔线把微透镜进行矩形等分，同理对目标面上光斑也进行 矩形等分；
[0018] b)假设微透镜的入射光线为经校准的平行光束，设Iu,化分别为光线的入射 矢量、折射矢量和透镜基面Pu的法向量，写成分量形式为
CD
[0020] C)假设入射光线为准直平行光束，贝U
[0021 ] /"-(0,0.打完、 (2)：
[0022]由于微透镜的尺寸和相邻透镜间距尺度比透镜基面与目标面的距离相差一个数 量级W上，因此忽略透镜基底不同面源格点的相对位置，折射矢量由折射到目标面上的点 化J决定，假定空气折射率为1，可得经过某点Pu后折射光线为
[0024]其中i = 〇，l，2...，化 1; j = 0，l，2...，M+l
[002引根据snell定律，可知某一入射光线IuWPu点入射后的出射光线化撕关系有
(4)
[0027]式(2) (3)代入式(4)可得到微透镜在Pu处的法向量
[0029] d)采用Matlab求解，得到每个网格节点Pu的曲率，并且采用Spline样条曲线对点 云进行拟合，获得非球面Sp 1 ine样条曲面微透镜设计公式；
[0030] e)最后对微透镜曲面进行插值，采用机械加工获得基于Spline样条曲线的非球面 微透镜阵列。
[0031] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0032] 本发明通过导光元件和扩散面罩的配合，实现将灯体制成方形结构，W提高灯具 的环境适应性，同时提高出光均匀度，使导光匀度更高，光匀可达90%，甚至W上。特别是， 通过激光在导管元件背面打点生成导光微透镜并形成微透镜阵列，再在微透镜阵列外面贴 上反光纸，由于导光元件上疏密不同、大小不一的导光微透镜，当光线由光源组件射出到达 各个导光微透镜时，导光微透镜破坏反射条件，避免光线由导光元件正面射出，而向各个角 度扩散，然后从正面导出进入扩散面罩，大大提高光的使用效率，减少光损耗。
【附图说明】
[0033] 图1是本发明的结构爆炸图；
[0034] 图2是本发明的灯体结构示意图；
[003引图3是本发明的后盖结构图；
[0036] 图4是本发明的导光元件结构示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明的结构作详细的解释和说明，但并非是对本发明结构的限 定。
[003引 实施例1
[0039] 请参阅图1，其是本实施例所述方形LED筒灯的结构爆炸图。
[0040] -种方形Lm)筒灯，包括灯体l、Lm)光源组件2、扩散面罩3、导光元件4W及用于封 闭灯体背光面的后盖5。其中，扩散面罩3及导光元件4设于灯体1内，且自外向内依次前后设 置;L抓光源组件2固定在灯体1侧壁并垂直设置于扩散面罩3与导光元件4之间。扩散面罩3 用于封闭灯体1的出光面，从而与后盖5-起构成对灯体1出光面和背光面的封闭，并将LED 光源组件2和导光元件4封闭于灯体1内。灯体1的横截面为多边形，本实施例中，灯体1的横 截面是正方形，为此，扩散面罩3和导光元件4的横截面也为正方形。
[0041 ] 请参阅图2，Lm)光源组件2通过导热硅胶垫6固定在灯体1的侧壁内表面上，并位于 扩散面罩3与导光元件4之间。L邸光源组件2所发出的光线小部分由扩散面罩3射出，大部分 光线从侧面进入导光元件4并经反射后自扩散面罩3射出。灯体1的侧壁对应位置设有散热 孔10,散热孔10用于散热，避免光源组件过度发热，提高使用寿命。
[0042] 如图4,导光元件4是用光学级的PS板材制成的方形板，并在光学级PS板材底面用 激光雕刻印上导光微透镜，从而利用PS板材吸收从L邸光源组件2发出来的光在光学级亚克 力板材表面的停留。导光微透镜为非球面Spline样条曲面，布满导光元件背面，其直径大小 为2600-2680um。所谓Spl ine样条曲面，是指由采用Spline Curves样条曲线，对根据设计方 法获得的节点及其切向量进行拟合构成的曲面。导光元件背面制备了由导光微透镜排列而 成的微透镜阵列，微透镜阵列中，导光微透镜的直径为2600-2680um mm，且相邻两导光微透 镜的直径大小不相等。导光微透镜呈六边形紧密排列，透镜间距为3550-3700um。当光线由 侧部射到各个导光微透镜时，导光微透镜所