CN107002953A - 拟自然态led水族灯 - Google Patents
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Abstract
一种拟自然态LED水族灯，包括有铝合金外壳（10）及设置在铝合金外壳（10）内的LED发光模组、水冷头（30）和水冷泵（40）。水冷头（30）与LED发光模组贴合。发光模组包括多个相互交错排列的条状发光模组单元（20）和点状发光模组单元（50）。条状发光模组单元（20）延外壳（10）的宽度方向延伸。该LED水族灯分别使用条状发光模组单元（20）和点状发光模组单元（50），制造不同区域不同光强的效果，制造波光粼粼的效果，并且与自然光照射均一度一致，有利于鱼类的生长。
Description
技术领域
本发明涉及一种拟自然态LED水族灯。
背景技术
现有技术中的水族箱养殖照明系统通常采用日光灯直接照射，或者采用LED灯组直接照射，光的出射角度较小，形成的光斑较小，定义各间距为D，而底部距扩散板为H，则现有H/D值一般在0.3左右，造成的结果是所需要的数量较多，装置整体厚度较大，因此其制造成本较高，而且更深层次的问题是，由于无法形成均匀的照射效果，对于水族养殖来说，无法模拟日然光线的效果，对鱼类光线感应造成干扰，使得养殖鱼类体内激素紊乱，长期积累易于造成生长疾病。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种拟自然态LED水族灯，光的出射角度大，形成的光斑较大且均匀。
为达到以上目的，本发明提供了一种拟自然态LED水族灯，包括有铝合金外壳及设置在铝合金外壳内的LED发光模组、水冷头和水冷泵，所述水冷头与LED发光模组贴合，所述的发光模组包括多个相互交错排列的条状发光模组单元和点状发光模组单元，所述的条状发光模组单元延外壳的宽度方向延伸。
作为本发明进一步的改进，每个所述的条状发光模组单元包括至少两个LED灯芯单元，每个所述的LED灯芯单元都包括支架体、安装于所述的支架体上的发光部件，其中，各个所述的LED灯芯单元的支架体相互一体连接并使各LED灯芯单元形成串联或者并联。
作为本发明进一步的改进，包括多个并列排布的LED灯芯单元，各个所述的LED灯芯单元的支架体的一端部一体连接。
作为本发明进一步的改进，各个所述的LED灯芯单元的支架体首尾相互一体连接形成脉冲波的结构。
作为本发明进一步的改进，所述的点状发光模组单元包括光源、以及覆盖于光源之上的透明轴对称实体，所述的透明轴对称实体包括：
位于所述的光源上方的第一入光面，所述的第一入光面呈朝向光源鼓起的球面形状；
环绕所述的光源的第二入光面，所述的第一入光面、第二入光面共同构成从透镜的底面向上方凹陷的、用于接收对应角度的入射光线的腔体，所述的底面上环绕中心形成有漩涡形状的环形棱镜组；
位于所述的第一入光面上方的反射锥体，所述的反射锥体由透镜的顶面向下方凹陷形成近锥形面，所述的反射锥体的顶点、第一入光面的中心点、光源中心点的连线构成透镜的轴对称线，透镜的顶面为光滑自由曲面或磨砂面；
环绕所述的反射锥体的柱面出光面；
环绕所述的第二入光面的变曲率球面出光面，所述的变曲率球面出光面的曲率自上而下逐渐增大；其中，上述各光学作用面之间被如此匹配以使随着从光源出射的光线的角度逐渐增加时：
自所述的第一入光面入射的光线，当入射在近锥形面的角度小于全反射角时，则从近锥形面向上方透射出射；
自所述的第一入光面入射的光线，当入射在近锥形面的角度大于等于全反射角时，则从近锥形面反射至柱面出光面后向周围透射出射；
自所述的第一入光面入射的光线，当入射在顶面时则透射出射；
自所述的第二入光面入射的光线，当入射在变曲率球面出光面的角度大于等于全反射角时，则反射至底面的棱镜组，经过棱镜组反射后出射；
自所述的第二入光面入射的光线，当入射在变曲率球面出光面的角度小于全反射角时，则经过变曲率球面出光面透射后出射。
作为本发明进一步的改进，所述的透明轴对称实体呈上小下大的塔形，所述的光源位于用于接收对应角度的入射光线的腔体内部，所述的反射锥体构成前向的喇叭状出光部，其余侧部构成侧向出光部。
作为本发明进一步的改进，所述的环形棱镜组的横断面呈一锐角三角形，所述的锐角三角形由第一边、第二边以及底面表面构成，所述的第一边与所述的底面间呈α角，所述的第二边与所述的底面间呈β角，所述的α角沿远离所述的光入射面的方向在α1～α2～α3的范围变化，并且α1＞α3＞α2，所述的β角沿远离所述的光入射面的方向在β1～β2～β3的范围变化，并且β2＞β1＞β3。
作为本发明进一步的改进，所述的α1在53°～59°的范围内，所述的α2在33°～42°的范围内，所述的α3在43°～52°的范围内。
作为本发明进一步的改进，所述的β1在78°～108°的范围内，所述的β2在90°～112°的范围内，所述的β3在78°～88°的范围内。
作为本发明进一步的改进，所述的透明轴对称实体由玻璃或光学树脂材料制成。
本发明的有益效果是：
分别使用条状和点状的LED模组，制造不同区域不同光强的效果，制造波光粼粼的效果，并且与自然光照射均一度一致，有利于鱼类的生长。
附图说明
附图1为根据本发明的拟自然态LED水族灯的侧视示意图；
附图2为根据本发明的拟自然态LED水族灯的条状发光模组单元的示意图；
附图3为根据本发明的拟自然态LED水族灯的条状发光模组单元的另一示意图；
附图4为根据本发明的水族箱养殖照明装置的点状发光模组单元的剖视示意图；
附图5为根据本发明的水族箱养殖照明装置的点状发光模组单元的局部放大图；
附图6为根据本发明的水族箱养殖照明装置的点状发光模组单元的仰视图。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，一种拟自然态LED水族灯，包括有铝合金外壳10及设置在铝合金外壳10内的LED发光模组、水冷头30和水冷泵40，所述水冷头30与LED发光模组贴合，发光模组包括多个相互交错排列的条状发光模组单元20和点状发光模组单元50，条状发光模组单元20延外壳的宽度方向延伸。
参见附图2，每个条状发光模组单元20包括多个LED灯芯单元，每个LED灯芯单元都包括支架体、安装于支架体上的发光部件，其中，各个LED灯芯单元的支架体相互一体连接并使各LED灯芯单元形成串联或者并联，各个LED灯芯单元的支架体的一端部一体连接。
参见附图3所示，在另一个实施例中，各个LED灯芯单元的支架体首尾相互一体连接形成脉冲波的结构。
参见附图4与附图5所示，为根据本发明的点状发光模组单元50，其覆盖于光源之上的由透明材料（例如玻璃或光学树脂材料）制成的轴对称实体，其包括由下向上依次设置的底部、中部、顶部，底部、中部、顶部一体成型制成，整体上呈上小下大的塔形，光源置于透镜的用于接收对应角度的入射光线的腔体内部（塔形底部中央），反射锥体构成前向的喇叭状出光部，其余侧部构成侧向出光部。
具体的，点状发光模组单元50包括位于光源上方的第一入光面A0、环绕光源的第二入光面A1、位于第一入光面A0上方的反射锥体、反射锥体由透镜的顶面A8向下方凹陷形成近锥形面A2、环绕反射锥体的柱面出光面A4、环绕第二入光面A1的变曲率球面出光面A5、A6。第一入光面A0呈朝向光源鼓起的球面形状，用于承接光源的向上出射的光线；第二入光面A1用于承接光源的向侧方出射的光线，第一入光面A0、第二入光面A1共同构成从透镜的底面A7向上方凹陷的、用于接收对应角度的入射光线的腔体，光源包括设置于PCB板上的光源，透镜的底面A7贴合于PCB板上；变曲率球面出光面A5、A6的曲率自上而下逐渐增大。
特别需要指出的是，反射锥体的顶点A3、第一入光面A0的中心点、光源中心点的连线构成透镜的轴对称线，透镜的顶面A8为光滑自由曲面或磨砂面，使得介于A2面与A4面之间的光线大角度的前向出射，其作用是消除由于A2面与A4面不连续造成的光斑形成亮点、亮环或者暗环现象，具有意想不到的效果。
另外，底面A7上环绕中心形成有漩涡形状的环形棱镜组，其由旋转切削工艺一次性制成，其截面呈一锐角三角形的作用是将经过变曲率球面出光面A5面发生内部全反射下来（与竖直方向成小角度）的光线，最后以竖直方向成较大角度射出透镜，可有效降低正上方的亮度。这里可以看出，棱镜组提供了一个较大角度的反射能力，以承接经过变曲率球面出光面A5面发生内部全反射下来的大角度光线，二者起到了相互配合、相辅相成的作用。
在本实施例中，
锐角三角形由第一边a1、第二边a2以及底面A7表面构成，第一边a1与底面A7间呈α角，第二边a2与底面(A7)间呈β角，α角沿远离光入射面的方向在α1～α2～α3的范围变化，并且α1＞α3＞α2，β角沿远离光入射面的方向在β1～β2～β3的范围变化，并且β2＞β1＞β3。α1在53°～59°的范围内，α2在33°～42°的范围内，α3在43°～52°的范围内；β1在78°～108°的范围内，β2在90°～112°的范围内，β3在78°～88°的范围内。需要说明的是，由于是采用旋转切削工艺一次性制备，因而所采用变化的角度是由切削刀头的变化来实现的。
以下结合附图4对本发明的原理进行阐述，首先描述a～f为6条具有代表性的特征传播光线：
光线a：从出来的光线a射到透镜的A0面上发生折射后传播至面A3，最后经A3面折射出透镜；
光线b：从出来的光线b射到透镜的A0面上发生折射后传播至面A2，在A2面上发生内部全反射后射到A4面，最后经A4面折射出透镜；
光线c：从出来的光线c射到透镜的A1面上发生折射后传播至面A5，在A5面上发生内部全反射后射到锯齿状A7面上，又在A7面发生内部全反射及折射，或多次折射后传播至A6面，最后经A6面折射出透镜；
光线d：从出来的光线d射到透镜的A1面上发生折射后传播至面A5，最后经A5面折射出透镜；
光线e：从出来的光线e射到透镜的A1面上发生折射后传播至面A6，最后经A6面折射出透镜；
光线f：从出来的光线f射到透镜的A0面上发生折射后传播至面A8，最后经A8面折射出透镜。
从而，上述各光学作用面之间被如此匹配以使随着从光源出射的光线的角度逐渐增加时：
1、
自第一入光面A0入射的光线，当入射在近锥形面A2的角度小于全反射角时，则从近锥形面A2向上方透射出射，对应图中出射角度介于a、b之间；
2、
自第一入光面A0入射的光线，当入射在近锥形面A2的角度大于等于全反射角时，则从近锥形面A2反射至柱面出光面A4后向周围透射出射，对应图中出射角度介于b、f之间；
3、 自第一入光面A0入射的光线，当入射在顶面A8时则透射出射，对应图中光线f；
4、
自第二入光面A1入射的光线，当入射在变曲率球面出光面A5、A6的角度大于等于全反射角时，则反射至底面A7的棱镜组，经过棱镜组反射后出射，对应图中光线c；
5、
自第二入光面A1入射的光线，当入射在变曲率球面出光面A5、A6的角度小于全反射角时，则经过变曲率球面出光面A5、A6透射后出射，对应图中光线d、e。
本发明分别使用条状和点状的LED模组，制造不同区域不同光强的效果，制造波光粼粼的效果，并且与自然光照射均一度一致，有利于鱼类的生长。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种拟自然态LED水族灯，其特征在于：包括有铝合金外壳（10）及设置在铝合金外壳（10）内的LED发光模组、水冷头（30）和水冷泵（40），所述水冷头（30）与LED发光模组贴合，所述的发光模组包括多个相互交错排列的条状发光模组单元（20）和点状发光模组单元（50），所述的条状发光模组单元（20）延外壳的宽度方向延伸。
2.根据权利要求1所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于:
每个所述的条状发光模组单元（20）包括至少两个LED灯芯单元，每个所述的LED灯芯单元都包括支架体、安装于所述的支架体上的发光部件，其中，各个所述的LED灯芯单元的支架体相互一体连接并使各LED灯芯单元形成串联或者并联。
3.根据权利要求2所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：包括多个并列排布的LED灯芯单元，各个所述的LED灯芯单元的支架体的一端部一体连接。
4.根据权利要求2所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：各个所述的LED灯芯单元的支架体首尾相互一体连接形成脉冲波的结构。
5.根据权利要求1所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：所述的点状发光模组单元（50）包括光源、以及覆盖于光源之上的透明轴对称实体，所述的透明轴对称实体包括：
位于所述的光源上方的第一入光面（A0），所述的第一入光面（A0）呈朝向光源鼓起的球面形状；
环绕所述的光源的第二入光面（A1），所述的第一入光面（A0）、第二入光面（A1）共同构成从透镜的底面(A7)向上方凹陷的、用于接收对应角度的入射光线的腔体，所述的底面(A7)上环绕中心形成有漩涡形状的环形棱镜组；
位于所述的第一入光面（A0）上方的反射锥体，所述的反射锥体由透镜的顶面（A8）向下方凹陷形成近锥形面（A2），所述的反射锥体的顶点（A3）、第一入光面（A0）的中心点、光源中心点的连线构成透镜的轴对称线，透镜的顶面（A8）为光滑自由曲面或磨砂面；
环绕所述的反射锥体的柱面出光面（A4）；
环绕所述的第二入光面（A1）的变曲率球面出光面（A5、A6），所述的变曲率球面出光面（A5、A6）的曲率自上而下逐渐增大；其中，上述各光学作用面之间被如此匹配以使随着从光源出射的光线的角度逐渐增加时：
自所述的第一入光面（A0）入射的光线，当入射在近锥形面（A2）的角度小于全反射角时，则从近锥形面（A2）向上方透射出射；
自所述的第一入光面（A0）入射的光线，当入射在近锥形面（A2）的角度大于等于全反射角时，则从近锥形面（A2）反射至柱面出光面（A4）后向周围透射出射；
自所述的第一入光面（A0）入射的光线，当入射在顶面（A8）时则透射出射；
自所述的第二入光面（A1）入射的光线，当入射在变曲率球面出光面（A5、A6）的角度大于等于全反射角时，则反射至底面(A7)的棱镜组，经过棱镜组反射后出射；
自所述的第二入光面（A1）入射的光线，当入射在变曲率球面出光面（A5、A6）的角度小于全反射角时，则经过变曲率球面出光面（A5、A6）透射后出射。
6.根据权利要求5所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：所述的透明轴对称实体呈上小下大的塔形，所述的光源位于用于接收对应角度的入射光线的腔体内部，所述的反射锥体构成前向的喇叭状出光部，其余侧部构成侧向出光部。
7.根据权利要求5所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：所述的环形棱镜组的横断面呈一锐角三角形，所述的锐角三角形由第一边(a1)、第二边(a2)以及底面(A7)表面构成，所述的第一边(a1)与所述的底面(A7)间呈α角，所述的第二边(a2)与所述的底面(A7)间呈β角，所述的α角沿远离所述的光入射面的方向在α1～α2～α3的范围变化，并且α1＞α3＞α2，所述的β角沿远离所述的光入射面的方向在β1～β2～β3的范围变化，并且β2＞β1＞β3。
8.根据权利要求7所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：所述的α1在53°～59°的范围内，所述的α2在33°～42°的范围内，所述的α3在43°～52°的范围内。
9.根据权利要求7所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：所述的β1在78°～108°的范围内，所述的β2在90°～112°的范围内，所述的β3在78°～88°的范围内。
10.根据权利要求5所述的拟自然态LED水族灯，其特征在于：所述的透明轴对称实体由玻璃或光学树脂材料制成。
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