CN106016060B - 一种线形照明的空间效果灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空间效果灯，包括底座、灯珠、透镜以及置于透镜两侧的遮光板，透镜具有一半圆饼状内表面和一半圆饼状外表面，外表面和内表面之间为透镜介质；外表面的横截面和内表面的横截面的对称轴重合；内表面包括两个相对的第一平面部和连接两个第一平面部的第一弧面部，外表面包括两个相对的第二平面部和连接两个第二平面部的第二弧面部，第一弧面部和第二弧面部之间的透镜介质为透镜的配光部，配光部在其横截面的方向进行准直配光，在其纵截面的方向进行扩散配光，形成片状扇形光束。该空间效果灯不需开较长的线形槽，便于安装；通过透镜配光结合多个灯珠设计，实现大角度照明；通过遮光板实现无眩光、光型整齐截止、明暗分明的效果。

Description

一种线形照明的空间效果灯

技术领域

本发明属于照明技术领域，特别涉及一种线形照明的空间效果灯。

背景技术

目前，LED灯具作为绿色照明的主体被广泛应用，例如商业照明、户外亮化、情景照明等领域。目前绝大多数的一些可形成线形光带的氛围灯都是用灯条通过明装或暗装来实现的。这样存在一定的缺陷，第一，灯具成条形比较占空间；第二，灯具安装要提前预留灯条槽位或现开槽，安装不便；第三，灯条照明角度为所用灯珠的照明角度，角度固化，无法调整；第四，灯珠直接出光，直视时比较炫目，造成视觉不舒适感。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种线形照明的空间效果灯，旨在解决传统空间效果灯占用空间大、不便安装、角度固化及炫目的问题。

本发明是这样实现的，一种线形照明的空间效果灯，包括底座、设于所述底座上的灯珠、设于所述底座上且罩设于所述灯珠外围的透镜，以及设置于所述透镜两侧的遮光板，所述透镜具有一半径较小的半圆饼状的内表面和一半径较大的半圆饼状的外表面，所述外表面和内表面之间为透镜介质；所述外表面的横截面的对称轴和内表面的横截面的对称轴重合；所述内表面包括两个相对的第一平面部和连接两个所述第一平面部的第一弧面部，所述外表面包括两个相对的第二平面部和连接两个所述第二平面部的第二弧面部，所述第一弧面部和第二弧面部之间的透镜介质为所述透镜的配光部，所述配光部在其横截面的方向进行准直配光，在其纵截面的方向进行扩散配光，形成片状扇形光束。

本发明在灯珠外围设置上述的透镜，该透镜的配光部整体呈半圆环形，对其横截面方向进行准直配光，对其纵截面方向进行扩散配光，形成片状扇形光束，该光束投射于物体表面形成线形光照，实现窗台、廊道、墙面等部位的细条状投射光带。该灯具可靠近墙面打光，实现墙面不同角度、区域或整个面打亮的效果，或在一面、两面、三面、四面投光实现场景分割。该灯具与传统条形氛围灯相比，具有如下优点：

1、该空间效果灯整体呈半圆状，不需制作成线形即可形成线形照明，节约灯具占用的空间；

2、装配灯具不需开较长的线形槽，便于安装；

3、通过透镜配光，结合多个灯珠设计，实现大角度照明，不受光源固有角度的限制；

4、通过遮光板遮挡透镜和杂光，人眼不会直接看到透镜及灯珠，实现无眩光、不炫目、光型整齐截止、明暗分明的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空间效果灯的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的空间效果灯的俯视图；

图3是本发明实施例提供的空间效果灯的分解图一；

图4是本发明实施例提供的空间效果灯的分解图二；

图5是本发明实施例提供的空间效果灯的剖视图一；

图6是本发明实施例提供的空间效果灯的剖视图二；

图7是本发明实施例提供的空间效果灯的光路图一：

图8是本发明实施例提供的空间效果灯的光路图二；

图9是本发明实施例提供的空间效果灯的立体结构的剖视图；

图10是未对透镜进行色差校正时的配光光斑效果图；

图11是对透镜进行色差校正后的配光光斑效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅附图1～图4，本发明提供一种线形照明的空间效果灯，包括底座01、设于底座01上的灯珠02、设于底座01上且罩设于灯珠02外围的透镜03，以及设置于透镜03两侧的遮光板04。该灯珠02优选采用LED灯珠，亮度高且体积小。进一步结合图5、6，该透镜03的整体外形呈现半圆饼状，其具有一半径较小的半圆饼状的内表面031和一半径较大的半圆饼状的外表面032，外表面032和内表面031之间为透镜介质。该外表面032和内表面031的横截面形状均近似为U型曲线，该U型的曲线可以是平滑的U型曲线，也可以是不平滑的U形曲线。该横截面的形状为左右对称结构，其外表面032和内表面031的横截面的对称轴重合。进一步地，内表面031包括两个相对的第一平面部0311(对应U型曲线的两侧边)和连接两个第一平面部0311的第一弧面部0312(对应U型曲线的弧形底边)，外表面032包括两个相对的第二平面部0321(对应U型曲线的两侧边)和连接两个第二平面部0321的第二弧面部0322(对应U型曲线的弧形底边)，该第一弧面部0312和第二弧面部0322之间的透镜介质为透镜03的配光部，该配光部的整体形状为半圆环状，LED灯珠02发出的光通过该配光部进行调整后输出，该配光部在其横截面的方向进行准直配光，光束输出角度在10°以内，在其纵截面的方向进行扩散配光，光束输出角度连续可调，可以为60°、90°、180°、200°等任意角度，整体输出光束为片状扇形光束，如图7、8。当然，在纵截面方向的输出角度还可以通过纵向设置多个灯珠02实现大角度输出，以克服单个灯珠本身出光角度的局限性。另外，遮光板04可以将横截面方向的杂光遮挡，形成光型的整齐截止，在受照面上形成规则鲜明的线形光带。

本发明实施例在灯珠02外围设置上述的透镜03，该透镜03的配光部整体呈半圆环形，对其横截面方向进行准直配光，对其纵截面方向进行扩散配光，形成片状扇形光束，该光束投射于物体表面形成线形光照，实现窗台、廊道、墙面等部位的细条状投射光带。该灯具可靠近墙面打光，实现墙面不同角度、区域或整个面打亮的效果，或在一面、两面、三面、四面投光实现场景分割。该灯具与传统条形氛围灯相比，具有如下优点：

1.该空间效果灯整体呈半圆状，不需制作成线形即可形成线形照明，节约灯具占用的空间；

2.装配灯具不需开较长的线形槽，便于安装；

3.通过透镜03配光，结合多个灯珠02设计，实现大角度照明，不受光源固有角度的限制；

4.通过遮光板遮挡透镜，人眼不会直接看到透镜及灯珠，实现无眩光、不炫目、光型整齐截止、明暗分明的效果。

在本实施例中，透镜03主要通过第一弧面部0312和第二弧面部0322之间的透镜介质即配光部进行二次配光。在一种实施例中，该第一弧面部0312和第二弧面部0322的横截面形状均为偶次非球面曲线，该偶次非球面曲线是在设计过程中对R、G、B三基色光同时进行不同视场矫正以消色差而确定的偶次非球面曲线。灯珠02设置于配光部横截面方向上的焦点处，经过透镜03配光后，在横截面方向实现准直或较小角度的输出。

具体地，针对R、G、B三基色光分别进行设计，利用成像优化分析软件进行反向设计优化，使R、G、B三个主波长的单色光在各个视场角度下出光大小集中，即消除色散，按照消色散的预期效果优化透镜03的第一弧面部0312和第二弧面部0322的曲线曲率、二次系数及非球面系数变量等，重点是对透镜03横截面方向的曲线参数的优化。通过上述曲线设计达到的效果是：灯珠02发的光在透镜03横截面方向混色充分、色散极小且亮度均匀。

具体地，本实施例中的第一弧面部0312和第二弧面部0322的横截面为偶次非球面曲线，其线形公式均为：

其中，z为表面矢高(透镜03厚度方向的坐标)，c为曲率，r为径向坐标，k为圆锥系数，圆锥系数k对于双曲线小于–1，对于抛物线为–1，对于椭圆为–1至0之间，对于球面为0，a1……a8为高次系数，通过优化c、k、a1……a8的值，可以确定不同位置r对应的矢高z，即获得不同的透镜面型。圆锥系数k优选为－1至1，第一弧面部0312(内表面的弧面部)的横截面对应的曲线的系数为：a1＝-0.57，a2＝4.24，a3＝-4.71，a4＝-5.40，a5＝a6＝a7＝a8＝0；第二弧面部0322(外表面的弧面部)的横截面对应的曲线的系数为：a1＝1.07，a2＝-0.001，a3＝2.77，a4＝-3.85，a5＝a6＝a7＝a8＝0。通过上述优化参数的选定，可以实现较好的消色差效果，如图10所示，为优化前的R、G、B三色光斑图，三种颜色光斑中心不重合，色差明显。图11所示为优化后的R、G、B三色光斑图，优化后三种颜色的光斑中心重合，色差被消除，且光斑尺寸更小，说明其光线截止更清晰整齐。

在另一实施例中，该第一弧面部0312和第二弧面部0322的横截面形状为自由曲线，该自由曲线也是对R、G、B三基色光同时进行不同视场矫正以消色差而确定的自由曲线。灯珠02同样位于配光部横截面上的焦点上，以实现准直或小角度配光。

在本发明实施例中，第一弧面部0312的纵截面的形状为半圆形，第二弧面部0322的纵截面的形状也为半圆形，进一步地，多个灯珠02沿着半圆形均匀分布，第一弧面部0312的半圆形纵截面、第二弧面部0322的半圆形纵截面和灯珠02分布的半圆形这三个半圆的圆心重合，以实现在透镜纵截面方向的均匀出光。

进一步地，为了便于灯珠02的装配，底座01设有用于承载灯珠02的柱面状凸起，灯珠02沿着柱面状凸起的表面周向均匀设置。灯珠02数量可以为三个以上，具体为三个，相邻间隔45°，或者五个，相邻间隔30°等等。

在本实施例中，如图6和图9，遮光板04包括与底座01连接的底板041和垂直于底板041平行延伸出的两个侧板042，透镜03位于两个侧板042之间。每个侧板042靠近配光部的部位向配光部延伸出一凸缘043，该凸缘043与配光部密封连接。这样使得透镜03和遮光板04之间无缝隙，外观美观。

进一步地，该侧板042还包括自底板041向上(远离底座01的方向)延伸的外侧板0421和由外侧板0421顶部折弯向下延伸的内侧板0422，内侧板0422与透镜03靠近，透镜03的底部具有一向外延伸的边缘，该内侧板0422的底部与透镜03的底部边缘033抵接以固定透镜03，外侧板0421则与底座01固定连接。这种内外侧板构成的中空侧板042结构不仅便于透镜03、遮光板04和底座01三者之间的连接，还可以减少遮光板04的重量，同时，增大遮光板04的面积，便于散热。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线形照明的空间效果灯，其特征在于，包括底座、设于所述底座上的灯珠、设于所述底座上且罩设于所述灯珠外围的透镜，以及设置于所述透镜两侧的遮光板，所述透镜具有一半径较小的半圆饼状的内表面和一半径较大的半圆饼状的外表面，所述外表面和内表面之间为透镜介质；所述外表面的横截面的对称轴和内表面的横截面的对称轴重合；所述内表面和外表面的横截面的形状分别近似为第一U型曲线和第二U型曲线，所述内表面包括两个相对的第一平面部和连接两个所述第一平面部的第一弧面部，两个相对的所述第一平面部对应所述第一U型曲线的两侧边，所述第一弧面部对应所述第一U形曲线的弧线底边，所述外表面包括两个相对的第二平面部和连接两个所述第二平面部的第二弧面部，两个相对的所述第二平面部对应所述第二U型曲线的两侧边，所述第二弧面部对应所述第二U型曲线的弧形底边，所述第一弧面部和第二弧面部之间的透镜介质为所述透镜的配光部，所述配光部在其横截面的方向进行准直配光，在其纵截面的方向进行扩散配光，形成片状扇形光束；所述遮光板用于遮挡横截面方向的杂光。

2.如权利要求1所述的空间效果灯，其特征在于，所述第一弧面部和第二弧面部的横截面形状均为偶次非球面曲线，所述偶次非球面曲线是对R、G、B三基色光同时进行不同视场矫正以消色差而确定的偶次非球面曲线。

3.如权利要求1所述的空间效果灯，其特征在于，所述第一弧面部的横截面形状和第二弧面部的横截面形状为自由曲线，所述自由曲线是对R、G、B三基色光同时进行不同视场矫正以消色差而确定的自由曲线。

4.如权利要求1所述的空间效果灯，其特征在于，所述第一弧面部的纵截面的形状为半圆形，所述第二弧面部的纵截面的形状为半圆形，且该两个所述半圆形的圆心重合。

5.如权利要求4所述的空间效果灯，其特征在于，所述灯珠的数量至少为三个，呈半圆状均匀分布，所述半圆状与所述第一弧面部和第二弧面部的半圆形纵截面的圆心重合。

6.如权利要求5所述的空间效果灯，其特征在于，所述底座设有用于承载灯珠的柱面状凸起，所述灯珠沿着所述柱面状凸起的表面周向均匀设置。

7.如权利要求1至6任一项所述的空间效果灯，其特征在于，所述配光部在其横截面方向的配光角度为10°以内。

8.如权利要求1至6任一项所述的空间效果灯，其特征在于，所述遮光板包括与所述底座连接的底板和垂直于所述底板平行延伸出的两个侧板，所述透镜位于所述两个侧板之间。

9.如权利要求8所述的空间效果灯，其特征在于，每个所述侧板靠近所述配光部的部位向所述配光部延伸出一凸缘，所述凸缘与所述配光部密封连接。

10.如权利要求8所述的空间效果灯，其特征在于，所述侧板包括自所述底板向上延伸的外侧版和由所述外侧板折弯向下延伸的内侧板，所述内侧板的底部与所述透镜的底部边缘抵接以固定所述透镜，所述外侧板与所述底座固定连接。