CN108716655B - 一种可定向调节光斑的灯具及光斑调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可定向调节光斑的灯具，包括灯体，灯体包括光源、光学元件和固定筒，固定筒正对光源设置，光学元件包括透镜、第一偏光板和第二偏光板，第一偏光板、第二偏光板均采用微透镜阵列结构，固定筒上远离光源的一端设置有限位部，透镜置于固定筒内并由限位部限位，限位部外侧还设置有两对高矮不同的卡扣，第一偏光板、第二偏光板分别能够旋转地嵌入这两对卡扣中，透镜、第一偏光板和第二偏光板依次排布于光源的前方。还对应公开了一种光斑调节方法。上述可定向调节光斑的灯具及光斑调节方法通过转动两个偏光板改变光线折射角度而改变出光投射角，即可在一定照明范围内，实现投射光斑的自由偏转，进行定向照明。

Description

一种可定向调节光斑的灯具及光斑调节方法

技术领域

本发明涉及一种灯具，特别是一种能够调节光斑位置的灯具及光斑调节方法。

背景技术

嵌灯，作为一种嵌入墙体或板材内的灯具，一般出光投射角是固定的，要实现定向照明，一般需要做专门的调角结构，就目前下照灯具而言，调角结构一般都比较复杂，零件较多，灯具成本也较高。另外，如果经常进行调节操作，容易使得调角机构失效或发生机械故障，这将影响灯具的使用寿命。相比一些外露的射灯等，嵌灯不如它们灵活，如果增加额外的调节结构，首先提高了对内嵌空间的要求，其次内嵌结构对调节操作带来了很大的麻烦。

其实，不止针对嵌灯，很多灯具受一些安装环境影响，灯体一般都是固定安装的，并不能通过改变光源位置的方式来改变光斑的位置，这时需要一种新的调节方式来达到改变光斑位置的目的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可定向调节光斑的灯具，通过改变光线照射角度，调节光斑位置，解决上述问题。

本发明的另一目的在于提供一种光斑调节方法，能够简单调节光斑位置，解决上述问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可定向调节光斑的灯具，其包括灯体，灯体包括光源、光学元件和固定筒，固定筒正对光源设置，光学元件包括透镜、第一偏光板和第二偏光板，第一偏光板、第二偏光板均采用微透镜阵列结构，固定筒上远离光源的一端设置有限位部，透镜置于固定筒内并由限位部限位，限位部外侧还设置有两对高矮不同的卡扣，第一偏光板、第二偏光板分别能够旋转地嵌入这两对卡扣中，透镜、第一偏光板和第二偏光板依次排布于光源的前方。

其中，微透镜阵列由若干个同向偏折光线的凸透镜的上半部组成。根据等光程原理，所有光束经过凸透镜的上半部，都会往下偏折，以此做成微小的微透镜矩阵，可以起到偏折光线的作用。

其中，第一偏光板、第二偏光板上设置有刻度线，用于标识两个偏光板的相对偏转角度。

其中，相对偏转角度的可调范围为0°～180°。0°时，两个偏光板偏折效果叠加，出光投射角最大；180°时，两个偏光板偏折效果抵消，出光投射角最小。

其中，两个偏光板的边缘设置为方便驱动的锯齿状。

其中，两个偏光板的调节方式为手动或者电动。

其中，光源的后方设置有散热器，固定筒固定于散热器的壳体上并将光源套设其中，固定筒外罩设有外框，外框与散热器的壳体连接，外框上对应固定筒的筒口设置有能够开合的面板。打开面板，可直接驱动两个偏光板转动。

一种光斑调节方法，针对上述的可定向调节光斑的灯具，包括以下步骤：

1)校准，调整两个偏光板上的刻度线对齐，即两个偏光板的相对偏转角度为0°；

2)调整单个偏光板转动，使光斑以渐开线轨迹向光源正对位置收拢；

3)保持两个偏光板的相对偏转角度固定，同时调整两个偏光板转动，使得光斑绕光源正对位置为中心作圆形轨迹移动；

4)重复2)、3)步骤，使光斑移动到目标位置。

其中，光源射出的光线经过两个偏光板后分别发生折射，通过调节两个偏光板的相对偏转角度，改变出光投射角。

其中，相对偏转角度的可调范围为0°～180°，当相对偏转角度为0°时，出光投射角最大，即最远离光源正对位置；当相对偏转角度为180°时，出光投射角最小，即最靠近光源正对位置。

综上，本发明的有益效果为，与现有技术相比，所述可定向调节光斑的灯具及光斑调节方法，结构简单，原理巧妙，在灯具中加入两个偏光板，通过转动两个偏光板改变光线折射角度而改变出光投射角，即可在一定照明范围内，实现投射光斑的自由偏转，进行定向照明，省去了额外的调角机构，大大节省了灯具开发的成本及周期，同时不占用太多灯具体积，基本不影响灯具原来的结构，为各式灯具提供了集成思路。

附图说明

图1是本发明实施例提供的可定向调节光斑的灯具的结构爆炸图；

图2是本发明实施例提供的可定向调节光斑的灯具的结构全剖图；

图3是本发明实施例提供的可定向调节光斑的灯具的调节示意图；

图4是本发明实施例提供的光线经过两个偏光板后的偏光效果图；

图5是本发明实施例提供的光斑调节方法的光斑移动轨迹示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1和2所示，本实施例提供一种可定向调节光斑的灯具，主要包括灯体，灯体包括光源1、光学元件和固定筒2，光源1的后方设置有散热器5，固定筒2固定于散热器5的壳体上并将光源1套设其中，固定筒2外罩设有外框6，外框6与散热器5的壳体连接，外框6上对应固定筒2的筒口设置有能够开合的面板7，固定筒2正对光源1设置，光学元件包括透镜3、第一偏光板41和第二偏光板42，第一偏光板41、第二偏光板42均采用微透镜阵列结构，固定筒2上远离光源1的一端设置有限位部21，透镜3置于固定筒2内并由限位部21限位，限位部21外侧还设置有两对高矮不同的卡扣22，第一偏光板41、第二偏光板42分别能够旋转地嵌入这两对卡扣22中，透镜3、第一偏光板41和第二偏光板42依次排布于光源1的前方。

此处的微透镜阵列是由若干个同向偏折光线的凸透镜的上半部组成。平行光束经过凸透镜会汇聚于其焦点处，平行光束经过凸透镜的上半部分，光束会往下偏折，事实上根据等光程原理，所有光束经过凸透镜的上半部分，都会往下偏折。以此做成微小的微透镜矩阵，可以起到偏折光线的作用。

第一偏光板41、第二偏光板42上设置有刻度线43，用于标识两个偏光板4的相对偏转角度。相对偏转角度的可调范围为0°～180°。0°时，两个偏光板4偏折效果叠加，出光投射角最大；180°时，两个偏光板4偏折效果抵消，出光投射角最小。

两个偏光板4的边缘设置为方便驱动的锯齿状44。两个偏光板4的调节方式为手动或者电动。电动方式可以是在灯体中设置驱动转轴或驱动齿轮等，使得偏光板转动特定角度，另外辅助智能算法控制，可以实现精确自动控制。而手动方式，如图3所示，只需打开面板7，即可直接操作。

本实施例针对上述的可定向调节光斑的灯具，还公开了一种光斑调节方法，包括以下步骤：

1)校准，调整两个偏光板4上的刻度线43对齐，即两个偏光板4的相对偏转角度为0°；

2)调整单个偏光板4转动，使光斑以渐开线轨迹向光源1正对位置收拢；

3)保持两个偏光板4的相对偏转角度固定，同时调整两个偏光板4转动，使得光斑绕光源1正对位置为中心作圆形轨迹移动；

4)重复2)、3)步骤，使光斑移动到目标位置。

需要说明的是，其原理是光源1射出的光线通过两个偏光板4后实现两次折射，通过调节两个偏光板4的相对偏转角度，改变出光投射角，如图4所示为两个偏光板的偏光效果图。

相对偏转角度的可调范围为0°～180°，当相对偏转角度为0°时，出光投射角最大，即最远离光源1正对位置；当相对偏转角度为180°时，出光投射角最小，即最靠近光源1正对位置。

需要强调的是，单个偏光板4的出光投射角是固定的，单独使用并旋转单个偏光板4时，出光轨迹是一个固定的圆。而两个偏光板4可以是同样出光投射角的偏光板，也可以是不同出光投射角的偏光板，不同组合会得到不同的出光方向调整效果，可以根据具体需要，更换需要的出光投射角的偏光板。

假设是两个同样出光投射角的偏光板，如图5所示，当两者的相对偏转角度为0°时，光线经过两个偏光板4偏折效果叠加，此时光斑相对光源1正对位置最远，此时出光投射角最大；当两者的相对偏转角度为180°时，光线经过两个偏光板4偏折效果正好抵消，此时光斑即处于光源1正对位置，此时出光投射角最小。当两个偏光板4的相对偏转角度从0°～180°渐变时，其轨迹类似一个逐渐收拢的渐开线；当两个偏光板4的相对偏转角度从180°～0°渐变时，其轨迹类似一个逐渐发散的渐开线。

该可定向调节光斑的灯具及光斑调节方法，具有如下优点：

1)结构简单，在现有灯具结构上添加两个偏光板即可，无需额外调角机构；

2)原理合理、巧妙，可行性高；

3)调节方便，效果明显；

4)研发成本低，可集成度高，适用于各式灯具上。

综上，上述的可定向调节光斑的灯具及光斑调节方法，结构简单，原理巧妙，在灯具中加入两个偏光板，通过转动两个偏光板改变光线折射角度而改变出光投射角，即可在一定照明范围内，实现投射光斑的自由偏转，进行定向照明，省去了额外的调角机构，大大节省了灯具开发的成本及周期，同时不占用太多灯具体积，基本不影响灯具原来的结构，为各式灯具提供了集成思路。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种光斑调节方法，其特征在于，包括一种可定向调节光斑的灯具和如下步骤：

所述可定投调节光斑的灯具包括灯体，所述灯体包括光源、光学元件和固定筒，所述固定筒正对所述光源设置，所述光学元件包括透镜、第一偏光板和第二偏光板，所述第一偏光板、第二偏光板均采用微透镜阵列结构，所述固定筒上远离所述光源的一端设置有限位部，所述透镜置于所述固定筒内并由所述限位部限位，所述限位部外侧还设置有两对高矮不同的卡扣，所述第一偏光板、第二偏光板分别能够旋转地嵌入这两对卡扣中，所述透镜、第一偏光板和第二偏光板依次排布于所述光源的前方；

所述光斑调节方法包括如下步骤：

1)校准，调整两个偏光板上的刻度线对齐，即两个偏光板的相对偏转角度为0°；

2)调整单个偏光板转动，使光斑以渐开线轨迹向光源正对位置收拢；

3)保持两个偏光板的相对偏转角度固定，同时调整两个偏光板转动，使得光斑以光源正对位置为中心作圆形轨迹移动；

4)重复2)、3)步骤，使光斑移动到目标位置。

2.根据权利要求1所述的光斑调节方法，其特征在于：所述微透镜阵列由若干个同向偏折光线的凸透镜的上半部组成。

3.根据权利要求1所述的光斑调节方法，其特征在于：所述第一偏光板、第二偏光板上设置有刻度线，用于标识两个偏光板的相对偏转角度。

4.根据权利要求3所述的光斑调节方法，其特征在于：所述相对偏转角度的可调范围为0°～180°。

5.根据权利要求1所述的光斑调节方法，其特征在于：两个偏光板的边缘设置为方便驱动的锯齿状。

6.根据权利要求1所述的光斑调节方法，其特征在于：两个偏光板的调节方式为手动或者电动。

7.根据权利要求1所述的光斑调节方法，其特征在于：所述光源的后方设置有散热器，所述固定筒固定于所述散热器的壳体上并将所述光源套设其中，所述固定筒外罩设有外框，所述外框与所述散热器的壳体连接，所述外框上对应所述固定筒的筒口设置有能够开合的面板。

8.根据权利要求1所述的光斑调节方法，其特征在于：所述光源射出的光线经过两个偏光板后分别发生折射，通过调节两个偏光板的相对偏转角度，改变最终出光投射角。

9.根据权利要求8所述的光斑调节方法，其特征在于：所述相对偏转角度的可调范围为0°～180°，当相对偏转角度为0°时，出光投射角最大，此时光斑最远离光源正对位置；当相对偏转角度为180°时，出光投射角最小，此时光斑最靠近光源正对位置。