一种led灯具四边形光斑成型装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种LED灯具四边形光斑成型装置，包括LED光源、反射器、光栅调节装置和凸透镜；LED光源前设置有反射器，该反射器的前端设置有光栅调节装置；光栅调节装置的前端设置有凸透镜，完成整个四边形光斑光学成型过程。本发明的LED灯具四边形光斑成型装置，适用于所需光斑形状为四边形的光斑，解决了现有技术中仅在灯具安装位置和被照物形状不变的前提下实现照明效果的问题，而且解决了容易失真的情况，装置简单，实施方便。设置了光栅调节装置，解决了现有技术中灯具和被照物有变动则无法做到柔性调节的问题，在不同应用场景下，通过灯具自带的光栅调节装置，来微调光斑形状以满足不同的照明需求，同时实现灯具的重复使用。
【专利说明】
一种LED灯具四边形光斑成型装置
技术领域
[0001]本发明涉及LED照明领域技术领域，尤其涉及一种LED灯具四边形光斑成型装置。
【背景技术】
[0002]目前照明行业中，在某些特定场景下比如展示照明中的画框照明，需要灯光照射在被照物上的光斑形状是与画框形状相对应的四边形，以突出被照物与周围环境的照度差提升照明效果。在这种应用环境中，灯具的安装位置和被照物的形状千差万别并且经常变换，因此需要灯具能根据现场情况实现柔性调节。
[0003]例如中国专利200710157085.4，通过设置凸面发光板来扩大LED灯具光照。该技术方案虽然扩大了光照范围，但是LED灯具光照的范围，即光斑的大小依然是固定的。对于一些特殊照明领域，这种方式并不能满足特定图形或形状例如四边形等照射的需求。
[0004]目前已有的四边形光斑解决方案是在根据现场灯具与被照物的相对位置，在灯具出光口安装一块固定形状的光栅板来实现四边形光斑，此种方案仅在灯具安装位置和被照物形状不变的前提下可实现照明效果，如果灯具和被照物有变动则无法做到柔性调节，另外由于灯具和被照物之间通常是斜向照明的关系，通过标准矩形出光口的光线照射到被照物上所生成的光斑会有梯形失真，因此需要复杂的计算模拟和现场修改光栅板出光口的形状才能满足光斑与被照物的完美吻合，这种方案费时费力，并且基本不能实现灯具的再次利用。
[0005]为了改变光斑的大小，只是采用改变发光灯具前凸透镜与发光点之间的距离方式来进行调节。例如中国专利200620059975.2，通过设置前后移动的凸透镜的方式来改变光斑的大小，但是对于设置有多颗灯珠的大功率LED灯具，就需要一个直径很大的凸透镜以及配合该凸透镜前后移动的装置，这样的结构会使得灯具尺寸变得很大，对于生产这种产品成本及其昂贵。
[0006]再例如中国专利200810198901公开了.一种工作光斑可调式LED灯具，包括LED灯珠组、设有灯孔组的面板、壳体和散热装置;所述灯珠组的灯珠安装在面板的灯孔内，在灯珠组下方设有散热装置，在灯具外设有壳体;其特征在于:设有面板驱动机构，驱动机构驱动面板弯折带动灯珠组和散热装置运动，弯折后的灯珠组的工作光斑与弯折前灯珠组的工作光斑发生变化。该技术方案给出了实现基板工作角度的调节从而达到对光斑范围的调节，但是该技术效果是通过机械结构方式实现的，结构过于复杂，生产成本较高，且只是调节了光斑本身的大小，当光斑与其他照明物配合时，不能完美的与其他照明物吻合。
【发明内容】
[0007]为克服现有技术中存在的结构过于复杂，生产成本较高，当光斑与其他照明物配合时，不能完美的与其他照明物吻合同时不能实现灯具的再次利用的问题，本发明提供了一种LED灯具四边形光斑成型装置。
[0008]本发明采用的技术方案为:一种LED灯具四边形光斑成型装置，其创新点在于:包括LED光源、反射器、光栅调节装置和凸透镜;所述LED光源前设置有反射器，该反射器的前端设置有光栅调节装置;所述光栅调节装置的前端设置有凸透镜，完成整个四边形光斑光学成型过程。
[0009]在此基础上，所述LED光源固定于所述LED灯具上。
[0010]在此基础上，所述凸透镜3与光栅调节装置相互独立设置。
[0011 ] 在此基础上，所述凸四边形光斑通过凸透镜二次成像后放大投影至被照物上，该凸透镜与被照物之间的距离设定为光栅调节装置与凸透镜之间的距离的N(N为整数或非整数)倍。
[0012]在此基础上，所述光栅调节装置安装在反射器前端，并存在I?2mm的缝隙。
[0013]在此基础上，所述光栅调节装置包括光栅调节片3、阻尼片4、滚珠5和固定板6;所述阻尼片安装在固定板上，阻尼片上面固定有光栅调节片;所述光栅调节片上设置有滚珠。
[0014]在此基础上，所述固定板上设置有滑动调节轨道，所述滚珠安装在滑动调节轨道内，光栅调节片上设置有略小于滚珠直径的小孔，用于将滚珠固定在固定板的滑动调节轨道中做径向运动，同时光栅调节片可以通过上面的小孔和滚珠配合做轴向转动。
[0015]在此基础上，所述光栅调节片设置有4组，所述4组光栅调节片分别固定在不同的方位上，形成出光口。
[0016]在此基础上，所述4组光栅调节片分别固定在不同的方位上，且2组光栅调节片位于上层，另外2组光栅调节片位于下层。
[0017]在此基础上，所述光栅调节片的整体为包括横向片和竖直片的T型结构，横向片和竖直片相互垂直，并一体成型，所述光栅调节片沿着竖直片的方向设置凹槽，凹槽内固定有滚珠，所述光栅调节片通过滚珠与固定板滑动连接。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0019](I)本发明的LED灯具四边形光斑成型装置，适用于所需光斑形状为四边形的光斑，解决了现有技术中仅在灯具安装位置和被照物形状不变的前提下实现照明效果的问题，而且解决了容易失真的情况，装置简单，照明效果好，实施方便。
[0020](2)本发明的LED灯具四边形光斑成型装置，设置了光栅调节装置，解决了现有技术中灯具和被照物有变动则无法做到柔性调节的问题，在不同应用场景下，通过灯具自带的光栅调节装置，来微调光斑形状以满足不同的照明需求，同时实现灯具的重复使用，具有推广的意义。
[0021](3)本发明的LED灯具四边形光斑成型装置，凸透镜与光栅调节装置采用互相独立的模块化设计，可根据实际需要通过不同的组合方式，实现更大跨度的光斑调节范围，便于产品升级替换。
[0022](4)本发明的LED灯具四边形光斑成型装置，光栅调节装置实现了四边形光斑形状的柔性调节，同时光栅调节装置中滚珠加阻尼片的结构可以提供较好的调节手感，更顺畅的调节过程，以及保证光栅调节装置能够进行柔性调节的良好基础，提到调节精度和准确性，成型效果更佳。
【附图说明】
[0023]图1是本发明LED灯具四边形光斑成型装置结构示意图；
[0024]图2是本发明光栅调节装置组装后结构示意图；
[0025]图3是本发明光栅调节装置分解结构示意图；
[0026]图4是本发明光栅调节装置中固定板结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]本发明披露了一种LED灯具四边形光斑成型装置，解决了现有技术中仅在灯具安装位置和被照物形状不变的前提下实现照明效果的问题，而且解决了容易失真的情况。具体如图1所示:包括LED光源1、反射器2、光栅调节装置30和凸透镜7;所述LED光源I前设置有反射器2，该反射器2的前端设置有光栅调节装置30;所述光栅调节装置30的前端设置有凸透镜7，完成整个四边形光斑光学成型过程。本实施方式四边形光斑成型装置适用于所需光斑形状为四边形的光斑，同时装置简单，照明效果好，实施方便。
[0029]基本架构如图1所示，LED光源I通过反射器2将光源本体发出的离散性光线转化为中心聚焦的定向光线，完成第一次光学成型；在反射器2的前端安装的一套光栅调节装置30，该装置主要作用是调节出光口的形状，反射器2出来的光线经过该光栅调节装置30后，形成初始的四边形光斑;然后在光栅调节装置30的前端安装一块凸透镜7，利用小孔成像原理将初始的四边形光斑通过凸透镜7 二次成像后放大投影至被照物上，完成整个光学成像过程。
[0030]作为进一步优选的，本实施方式的LED光源I固定于所述LED灯具上。作为优选的，整个四边形光斑成型装置均可以设置在LED灯具内，具体的，作为一优选实施例，LED灯具可以包括LED灯珠组，设置有灯孔组的面板和壳体，灯珠组的灯珠均安装在面板的灯孔内，在灯具外设置有壳体，在壳体内，且距离安装在灯孔组后的灯珠组一定距离的情况下，安装四边形光斑成型装置，保证LED光源I可以通过四边形光斑成型装置完成投影。进一步，面板整体可以由柔性材料制成，当然，面板可以是圆形板也可以是多边形板。本实施方式的四边形光斑成型固定设置在LED灯珠组前端，还有一个作用是解决了现有技术中灯具和被照物有变动则无法做到柔性调节的问题，在不同应用场景下，通过灯具自带的光栅调节装置，来微调光斑形状以满足不同的照明需求，同时实现灯具的重复使用，具有推广的意义。
[0031]作为进一步优选的，本实施方式凸透镜7与光栅调节装置30可以独立设置，也可以安装在一起，在此并不做限制。本实施例中，将凸透镜7与光栅调节装置30相互独立设置，可根据实际需要通过不同的组合方式，实现更大跨度的光斑调节范围。而且，凸透镜7和光栅调节装置30采用互相独立的模组，拆装均非常方便，而且没有任何的连带干扰，便于产品升级替换。
[0032]在上述实施方式中，四边形光斑通过凸透镜7二次成像后放大投影至被照物上，该凸透镜7与被照物之间的距离设定为光栅调节装置30与凸透镜7之间的距离的N(N为整数或非整数)倍，也就是说，凸透镜7与被照物之间的距离以及光栅调节装置30与凸透镜7之间的距离决定了四边形光斑的大小、形状，是否失真的情况，当N(N为整数或非整数)根据实际情况定下来之后，通过光栅调节装置30中的出光口 35的光线照射到被照物上所生成的光斑就会避免出现梯形失真的情况。
[0033]作为进一步优选的，光栅调节装置30安装在反射器2前端，并存在I?2mm的缝隙，为了避免安装时，反射器2与光栅调节装置30之间存在摩擦，导致光线变化，作为一个优选方式，光栅调节装置30可以不直接接触安装在反射器2前端;而I?2_的缝隙并不会影响通过反射器2发出的定向光线准确的进入光栅调节装置30。
[0034]优选的，作为本实施方式的核心部件，光栅调节装置30具有可柔性调节四边形光斑形状的特点。所谓柔性调节，等同于粗调节和细调节的概念。粗调节为调节光斑的形状，例如三边形、四边形、五边形等等;细调节即本发明的柔性调节，理解为粗调节得到四边形的光斑，通过细调节修改光栅板出光口的形状满足光斑与被照物的完美吻合。例如，通过光栅调节装置30柔性调节满足四边形光斑与被照物的完美吻合。现有技术的柔性调节主要是通过复杂的计算模拟和现场修改光栅板出光口的形状，这种方案费时费力，并且基本不能实现灯具的再次利用。
[0035]本实施方式的光栅调节装置30可以实现光斑的柔性调节。如图1和2所示:光栅调节装置30包括光栅调节片3、阻尼片4、滚珠5和固定板6;作为优选的，固定板6具体结构如图
3、4所示:该固定板6选择为圆形结构，如图，固定板6上设置有4个配合光栅调节片3运动的滑动调节轨道61，所述四个滑动调节轨道61大小形状均相同，且四个滑动调节轨道61呈外“十”字形间隔分布，为了进一步保证四边形光斑的成像准确度，四个滑动调节轨道61间隔距离相同；如图3，固定板6设置滑动调节轨道61后，相对应的内“十”字形62部位设置为中空，用于成像透光。所述阻尼片4固定填充在外“十”字形滑动调节轨道61间隔距离内；所述阻尼片4上固定光栅调节片3，所述光栅调节片3上还设置有滚珠5 ο进一步优选的，所述光栅调节片3上设置有小孔31，所述滚珠5安装在小孔31内。
[0036]阻尼片又叫胶泥或者阻尼块，是一种粘弹性材料，主要是为了起到减少噪声、减少震动的作用，通常为一薄片;阻尼片4安装在固定板上，阻尼片4上面固定有光栅调节片3;在光栅调节片3和固定板6之间采用润滑性较高的阻尼片4作为衬垫，以满足调节时的手感舒适度和防止光栅固定片6意外滑动的要求，通常分子材料或橡胶材料制作的阻尼片物理和化学性能稳定，具有优良的减振降噪性、耐热性、耐寒性、防老性和极强的粘接性，且对人体皮肤无任何刺激作用，对金属、塑料、橡胶等材料无腐蚀作用，因此本实施方式中，选用的阻尼片4为高分子材料制作成一圈薄片的阻尼片。
[0037]另外，如图2、3所示，所述光栅调节片3的整体结构为:包括横向片32和竖直片33的T型结构，横向片32和竖直片33相互垂直，并一体成型，所述光栅调节片3沿着竖直片33的方向在中间部位开设小孔31，该小孔31深度与光栅调节片3的厚度相同，小孔31内可镶嵌有滚珠5，该滚珠5的直径略小于小孔31，所述光栅调节片3通过滚珠5与固定板6滑动连接，这样就能保证滚珠5通过小孔31在固定板6的滑动调节轨道内滑动，从而带动光栅调节片3进行成像调节;也就是说，滚珠5在小孔31内滑动的距离就是光栅调节片3能够达到调节效果的路程，保证调节后的滚珠5，具有更大的稳定性，不会随意倾斜或掉落。本实施方式中，同时滚珠5加阻尼片4的结构可以提供较好的调节手感，更顺畅的调节过程，以及保证光栅调节装置30能够进行柔性调节的良好基础，提到调节精度和准确性，成型效果更佳。
[0038]进一步优选的，固定板6的形状可以为圆形或方形结构，因为需要保证固定在固定板6上的光栅调节片3的个数为4个，才能形成四边形光斑，因此，固定板6的结构还必须是对称结构，才能形成规则的四边形光斑，以满足装置需要。此外，固定板6的材质选择可以是选择具有一定柔性的材质，例如，可以是橡胶材质、聚乙烯材质。最佳的，选择具有一定硬度的材质，例如，可以是木头材质，钢、铁等。
[0039]作为进一步优选的，如图2、3所示:所述光栅调节片3设置有4个，那么这4个光栅调节片3具有一定的空间位置分布，具体的为，4个光栅调节片3分别对应固定板6上所设的4个滑动调节轨道上，也就是说，滚珠5对应落入4个滑动调节轨道61内，为了节约装置的空间，防止装置过于庞大，光栅调节片3分为两组，即在同一直线上的两个光栅调节片3分为一组，呈上下层组合。分别对应好相应的轨道后，位于上层的光栅调节片3重叠在位于下层的光栅调节片3上，形成两个维度的运动方向；优选的，4个光栅调节片3的形状均相同、大小均相等，如图2所示:滚珠5在光栅调节片3滑动调节轨道61上的长度决定横向片32的运动距离S，那么以该运动距离s为半径，固定板6中心点为圆心，作一个圆(即同心圆)；这个圆所对应的用4个光栅调节片3组合成的四边形为最大的出光口 35，通过滚珠5在滑动调节轨道61长度上的运动进行调节四边形光斑的大小，4个“十”字型光栅调节片3与连接后通过滚珠5在固定板6上的轨道，做径向运动，同时光栅调节片3可以通过上面的小孔31和滚珠5配合做轴向转动，通过做径向和轴向两个维度的运动来调整出光口 35的形状，直至最终被照物上的光斑符合照明需求则调节完成，滚珠位置固定。
[0040]作为进一步优选的，光栅调节片3为厚度小、硬度较大的材质，例如，可以是木头、不锈钢、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，影响四边形光斑的成型效果，导致边界易模糊。作为优选的，光栅调节片3的竖直片的末尾位置设置有一中空的圆孔34，用于调节时，便于把握和操作。
[0041]上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:包括LED光源(1)、反射器(2)、光栅调节装置(30)和凸透镜(7);所述LED光源(I)前设置有反射器(2)，该反射器(2)的前端设置有光栅调节装置(30);所述光栅调节装置(30)的前端设置有凸透镜(7)，完成整个四边形光斑光学成型过程。2.根据权利要求1所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述LED光源(I)固定于所述LED灯具上。3.根据权利要求1所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述凸透镜(3)与光栅调节装置(30)相互独立设置。4.根据权利要求1所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述四边形光斑通过凸透镜(3) 二次成像后放大投影至被照物上，该凸透镜(3)与被照物之间的距离设定为光栅调节装置(30)与凸透镜(3)之间的距离的N(N为整数或非整数)倍。5.根据权利要求1所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述光栅调节装置(30)安装在反射器(2)前端，并存在I?2mm的缝隙。6.根据权利要求1所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述光栅调节装置(30)包括光栅调节片(3)、阻尼片(4)、滚珠(5)和固定板(6);所述阻尼片(4)安装在固定板(6)上，阻尼片(4)上面固定有光栅调节片(3);所述光栅调节片(3)上设置有滚珠(5)。7.根据权利要求6所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述固定板(6)上设置有滑动调节轨道(61)，所述滚珠(5)安装在滑动调节轨道(61)内，所述光栅调节片(3)上设置有小于滚珠(5)直径的小孔(31)，用于将滚珠(5)固定在固定板(6)的滑动调节轨道(61)中做径向运动，同时光栅调节片(3)可以通过该小孔(31)和滚珠(5)配合做轴向转动。8.根据权利要求6所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述光栅调节片(3)设置有4组，所述4组光栅调节片(3)分别固定在不同的方位上，形成出光口。9.根据权利要求8所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述4组光栅调节片(3)分别固定在不同的方位上，且2组所述光栅调节片(3)位于上层，另外2组所述光栅调节片(3)位于下层。10.根据权利要求6所述的LED灯具四边形光斑成型装置，其特征在于:所述光栅调节片(3)的整体为包括横向片(32)和竖直片(33)的T型结构，横向片(32)和竖直片(33)相互垂直，并一体成型，所述光栅调节片(3)沿着竖直片(33)的方向设置小孔(31)，小孔(31)内固定有滚珠(5)，所述光栅调节片(3)通过滚珠(5)与固定板滑动连接。
【文档编号】F21V14/08GK105927871SQ201610349529
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】严圣军, 夏周科, 沈春雨
【申请人】江苏天楹之光光电科技有限公司