CN108826123A - 一种动态半圆涟漪效果灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态半圆涟漪效果灯具，包括：灯体、开关电源、LED灯源、透镜、电机、镂空滚筒、弧面反射装置和控制器；其中，所述LED灯源、所述镂空滚筒、所述透镜、所述电机和所述控制器安装在所述灯体内，并且所述电机的输出轴与所述镂空滚筒传动连接，所述透镜笼罩着所述LED灯源；所述弧面反射装置安装在所述灯体顶部；所述开关电源安装在所述灯体底部，并且与所述控制器电性连接；所述LED灯源、所述电机均与所述控制器电性连接；本发明采用寿命长久的LED光源，降低维护难度和成本，单色发光或多色发光LED芯片，提供单色和多种可变的颜色，电机转动镂空滚筒，产生直条斑马线亮暗纹理，再经过弧面反射镜调整反射夹角，产生动态半圆涟漪效果。
Description
技术领域
本发明涉及成像光学领域技术领域，更具体的说是涉及一种动态半圆涟漪效果灯具。
背景技术
目前，随着人们的物质和文化生活的不断提高，夜景成为了美好生活需求的重要部分，夜景经济学对于拉动内需的作用越来越明显，人们对光的要求不再仅仅局限于照明，更多的侧重于它的装饰性、娱乐性，需要更多源于自然的元素和植入更多的心理暗示。
水元素是广受人民大众喜欢的一种元素，涟漪是水面的一种简单的起伏现象，并伴有相应的光的反射和折射，比较具有空灵的美。
需要实现动态涟漪，常用的现有的技术是数字投影机，其依赖线性成像灯等以单轴平凸镜为主的规则成像光路，但是往往机器过大并不容易实现短距离投射到灌木等不高的立面来改变光斑的动态变化，或者因为防护等级不够而不能永久户外使用而阻碍了动态涟漪光影在户外的应用，临时应用达到的效果并不能满足人们的追求。
传统的技术在光源的选择、光路元器件、光轴长度设计上均有不足，在光路元器件尤其依赖单轴平凸镜成像需要对焦可能产生漏水，光轴设计过长，动态效果依赖数字化显示，所能达到的效果极其有限，而且在传统技术上需要达到理想的效果所花费的成本更是难以估计。
因此，如何提供一种能够实现短距离投射，并且投射效果丰富，同时能够在户外使用的动态半圆涟漪效果灯具是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种动态半圆涟漪效果灯具，本发明采用寿命长久的LED光源，降低维护难度和成本，单色发光或多色发光LED芯片，提供单色和多种可变的颜色，电机转动镂空滚筒，产生直条斑马线亮暗纹理，再经过弧面反射镜调整反射夹角，产生动态半圆涟漪效果；本发明克服现有技术的不足，满足了人们对投影效果的追求，光路元器件采用自由曲面元器件，较短和合理的光轴设计，并且能够轻便地设计到防水的外壳中，应用于户外。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种动态半圆涟漪效果灯具，包括：灯体、开关电源、LED灯源、透镜、电机、镂空滚筒、弧面反射装置和控制器；其中，所述LED灯源、所述镂空滚筒、所述透镜和电机安装在所述灯体内，并且所述电机的输出轴与所述镂空滚筒传动连接，所述透镜笼罩着所述LED灯源；所述弧面反射装置安装在所述灯体顶部；所述开关电源安装在所述灯体底部，并且与所述控制器电性连接；所述LED灯源、所述电机均与所述控制器电性连接；
所述灯体前后两侧面分别设置有侧盖，所述灯体左右两侧设置有灯体调节螺丝，通过所述灯体调节螺丝能够调节所述灯体的角度，所述灯体顶面设置有透明出光板，所述灯体底部安装灯具安装支架；
所述镂空滚筒两侧设置有旋转轴，其中一侧的所述旋转轴与所述电机的输出轴传动连接；
所述弧面反射装置包括弧面反射镜、反射镜调节螺丝、弧面反射镜安装支架和弧面反射镜安装板；其中所述弧面反射镜安装板上设置有卡槽，所述弧面反射镜通过所述卡槽固定在所述弧面反射镜安装板上；所述弧面反射镜安装板的两侧设置有侧板，所述侧板上设置有反射镜调节螺丝；所述弧面反射镜安装板通过所述弧面反射镜安装支架安装在所述灯体顶部；
所述控制器内设置有MCU，还设有与所述MCU电性连接的LED恒流驱动电路板、电机驱动电路板和信号处理器；所述LED恒流驱动电路板与所述LED 灯源电性连接；所述电机驱动电路板与所述电机电性连接；所述信号处理器能够接收外部的信号，并将信号处理后发送给所述MCU，所述MCU对信号分析处理后，发出信号指令到所述LED恒流驱动电路板和电机驱动电路板，所述LED恒流驱动电路板使所述LED灯源发出对应的光波，所述电机驱动电路板控制电机按照一定转速带动所述镂空滚筒进行正转或反转。
本发明采用电机驱动所述镂空滚筒切割时间和空间错位的长直条的光，所述的弧面反射镜在空间上把直条光线改变为弯弧形状，达到了动态半圆涟漪效果，彩色LED可以产生多彩效果，多组灯具之间也可以相对拼接，可静，可动，可通过调节所述电机转速调节半圆涟漪效果可快可慢。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述LED灯源焊接在铝基板或铜基板上，所述LED灯源通过铝基板或铜基板安装在所述灯体内，使所述LED灯源能够将热量传导到所述灯体上进行有效的散热；所述LED灯源为采用多路驱动的单色发光或多色发光LED芯片，所述单色发光LED芯片通过平面封装或球面封装的方式封装；所述多色发光LED芯片通过平面封装或球面封装的方式封装；所述LED灯源能够模拟一天之中的不同阳光的光质感，能够发出波长为560nm的浅绿色光，用于模拟长满水藻的黄绿色水面的涟漪，发出青色模拟自然水体的常见颜色，所述LED灯源发出的多种颜色光可以各自独立呈现和模拟不同条件下的半圆涟漪效果。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述透镜为表面设置有直条纹的光学透镜或者表面为柱面的光学透镜，将光斑角度收集到A×B角度，其中A为透镜光斑长轴夹角，B为透镜光斑短轴夹角。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，透镜光斑长轴夹角A为 45°，透镜光斑短轴夹角B为15°，光斑长轴与所述镂空滚筒长度方向重合。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述透镜上表面为直条纹，将LED灯源的光集中到A×B角度的范围，在所述灯体较短的条件下，A 和B数值可以接近，或者B数值大于A数值的情况，虽然会造成光的损失，但是依然获取到半圆涟漪动态光效。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述镂空滚筒的旋转轴距离所述LED灯源高度为H1，H1为53.5mm，所述镂空滚筒围绕其旋转轴转动，所述镂空滚筒长度为L1，L1为103mm，直径为D，D为60mm，在所述镂空滚筒表面，分为若干个滚筒镂空区和滚筒非镂空区，单个所述滚筒镂空区与所述镂空滚筒圆心的夹角为E。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，单个所述滚筒镂空区和所述滚筒非镂空区宽度一致。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，在所述镂空滚筒表面，分30个所述滚筒镂空区和30个所述滚筒非镂空区，单个所述滚筒镂空区与所述镂空滚筒圆心的夹角E为6°。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，镂空滚筒的镂空区和非镂空区可以使用不一样的宽度，可以让秋水涟漪的光斑宽度产生特殊的变化，其中，镂空区/(镂空区+非镂空区)＝镂空比，镂空比越小，则涟漪光斑越纤细。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述镂空滚筒表面的非镂空区为长条形板状结构，当其中长条板状结构出现弯曲处理仍然能够产生半圆涟漪动态效果，或者当其中长条形板状结构出现有间隔的连接缝时，仍然能够产生半圆涟漪动态效果。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述反射镜调节螺丝安装于偏移所述LED灯源的主光轴L2距离处，L2为60mm；在高度方向上所述反射镜调节螺丝距离LED灯源高度为H2，H2为126.5mm。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述弧面反射镜宽度为 L3，L3为168.4mm，深度H4，H4为59.0mm，外表面为光滑镜面。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述弧面反射镜可以使用不锈钢材料，或者使用其他圆柱型材料进行镀膜加工制成。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，弧面反射镜高度为H3，H3为240mm，以所述反射镜调节螺丝为旋转轴调整所述弧面反射镜与所述透明出光板夹角为C，夹角C的角度范围在45°-60°之间，根据受照射面和半圆涟漪光效，也可以大于或者小于该范围。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述卡槽通过铆钉连接的方式固定在所述弧面反射镜安装板上。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述电机可以为步进电机，能够正向，反向旋转，可以慢速，可以快速，可以模拟垂直面不同水流速度进入水面对涟漪的创造，也可以为慢速匀速电机实现输出单种稳定的光效。
优选的，在上述一种动态半圆涟漪效果灯具中，所述透镜可以为亚克力透镜、硅胶透镜、反光杯、凸透镜，主要用于收集光线。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种动态半圆涟漪效果灯具，本发明采用寿命长久的LED光源，降低维护难度和成本，单色发光或多色发光LED芯片，提供单色和多种可变的颜色，电机转动镂空滚筒，产生直条斑马线亮暗纹理，所述的弧面反射镜在空间上把直条光线改变为弯弧形状，达到了动态半圆涟漪效果，彩色LED可以产生多彩效果，多组灯具之间也可以相对拼接，可静，可动，可通过调节所述电机转速调节半圆涟漪效果可快可慢。
本发明克服现有技术的不足，满足了人们对投影效果的追求，光路元器件采用自由曲面元器件，较短和合理的光轴设计，并且能够轻便地设计到防水的外壳中，应用于户外。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构示意图；
图2附图为本发明的侧视图；
图3附图为图2中沿C-C的剖视图；
图4附图为图3中沿B-B的剖视图；
图5附图为本发明中弧面反射装置闭合状态下示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种动态半圆涟漪效果灯具，本发明采用寿命长久的LED光源，降低维护难度和成本，单色发光或多色发光LED芯片，提供单色和多种可变的颜色，电机转动镂空滚筒，产生直条斑马线亮暗纹理，再经过弧面反射镜调整反射夹角，产生动态半圆涟漪效果；本发明克服现有技术的不足，满足了人们对投影效果的追求，光路元器件采用自由曲面元器件，较短和合理的光轴设计，并且能够轻便地设计到防水的外壳中，应用于户外。
结合附图1-5，本发明公开了一种动态半圆涟漪效果灯具，包括：灯体1、开关电源2、LED灯源3、透镜4、电机5、镂空滚筒6、弧面反射装置和控制器；其中，LED灯源3、镂空滚筒6、透镜4和电机5安装在灯体1内，并且电机5的输出轴与镂空滚筒6传动连接，透镜4笼罩着LED灯源3；弧面反射装置安装在灯体1顶部；开关电源2安装在灯体1底部，并且与控制器电性连接；LED灯源3、电机5均与控制器电性连接；
灯体1前后两侧面分别设置有侧盖7，灯体1左右两侧设置有灯体调节螺丝8，通过灯体调节螺丝8能够调节灯体1的角度，灯体1顶面设置有透明出光板9，灯体1底部安装灯具安装支架10；
镂空滚筒6两侧设置有旋转轴11，其中一侧的旋转轴11与电机5的输出轴传动连接；
弧面反射装置由弧面反射镜12、反射镜调节螺丝13、弧面反射镜安装支架14和弧面反射镜安装板15；其中弧面反射镜安装板15上设置有卡槽16，弧面反射镜12通过卡槽16固定在弧面反射镜安装板15上；弧面反射镜12 安装板的两侧设置有侧板17，侧板17上设置有反射镜调节螺丝13；弧面反射镜安装板15通过弧面反射镜安装支架14安装在灯体1顶部；
控制器内设置有MCU，还设有与MCU电性连接的LED恒流驱动电路板、电机驱动电路板和信号处理器；LED恒流驱动电路板与LED灯源3电性连接；电机驱动电路板与电机5电性连接；信号处理器能够接收外部的信号，并将信号处理后发送给MCU，MCU对信号分析处理后，发出信号指令到LED恒流驱动电路板和电机驱动电路板，LED恒流驱动电路板使LED灯源3发出对应的光波，电机驱动电路板控制电机5按照一定转速带动镂空滚筒6进行正转或反转。
本发明采用电机5驱动镂空滚筒6切割时间和空间错位的长直条的光，弧面反射镜12在空间上把直条光线改变为弯弧形状，达到了动态半圆涟漪效果，彩色LED可以产生多彩效果，多组灯具之间也可以相对拼接，可静，可动，可通过调节电机5转速调节半圆涟漪效果可快可慢。
为了进一步优化上述技术方案，LED灯源3焊接在铝基板或铜基板上，LED 灯源3通过铝基板或铜基板安装在灯体1内，使LED灯源能够将热量传导到灯体1上进行有效的散热；LED灯源3为采用多路驱动的单色发光或多色发光 LED芯片，单色发光LED芯片通过平面封装或球面封装的方式封装；多色发光 LED芯片通过平面封装或球面封装的方式封装；LED灯源3能够模拟一天之中的不同阳光的光质感，能够发出波长为560nm的浅绿色光，用于模拟长满水藻的黄绿色水面的涟漪，发出青色模拟自然水体的常见颜色，LED灯源3发出的多种颜色光可以各自独立呈现和模拟不同条件下的半圆涟漪效果。
为了进一步优化上述技术方案，透镜4为表面设置有直条纹的光学透镜或者表面为柱面的光学透镜，将光斑角度收集到A×B角度，其中A为透镜4 光斑长轴夹角，B为透镜4光斑短轴夹角。
为了进一步优化上述技术方案，透镜4光斑长轴夹角A为45°，透镜4 光斑短轴夹角B为15°，光斑长轴与镂空滚筒6长度方向重合。
为了进一步优化上述技术方案，透镜4上表面为直条纹，将LED灯源3 的光集中到A×B角度的范围，在灯体1较短的条件下，A和B数值可以接近，或者B数值大于A数值的情况，虽然会造成光的损失，但是依然获取到半圆涟漪动态光效。
为了进一步优化上述技术方案，镂空滚筒6的旋转轴距离LED灯源3高度为H1，H1为53.5mm，镂空滚筒6围绕其旋转轴转动，镂空滚筒长度为L1， L1为103mm，直径为D，D为60mm，在镂空滚筒6表面，分为若干个滚筒镂空区和滚筒非镂空区，单个滚筒镂空区与所述镂空滚筒圆心的夹角为E。
为了进一步优化上述技术方案，单个滚筒镂空区和滚筒非镂空区宽度一致。
为了进一步优化上述技术方案，在镂空滚筒6表面，分30个滚筒镂空区和30个滚筒非镂空区，单个滚筒镂空区与所述镂空滚筒圆心的夹角E为6°。
为了进一步优化上述技术方案，镂空滚筒6的镂空区和非镂空区可以使用不一样的宽度，可以让秋水涟漪的光斑宽度产生特殊的变化，其中，镂空区/(镂空区+非镂空区)＝镂空比，镂空比越小，则涟漪光斑越纤细。
为了进一步优化上述技术方案，镂空滚筒6表面的非镂空区为长条形板状结构，当其中长条板状结构出现弯曲处理仍然能够产生半圆涟漪动态效果，或者当其中长条形板状结构出现有间隔的连接缝时，仍然能够产生半圆涟漪动态效果。
为了进一步优化上述技术方案，反射镜调节螺丝13安装于偏移LED灯源 3的主光轴L2距离处，L2为60mm；在高度方向上反射镜调节螺丝13距离LED 灯源3高度为H2，H2为126.5mm。
为了进一步优化上述技术方案，弧面反射镜12宽度为L3，L3为168.4mm，深度H4，H4为59.0mm，外表面为光滑镜面。
为了进一步优化上述技术方案，弧面反射镜12可以使用不锈钢材料，或者使用其他圆柱型材料进行镀膜加工制成。
为了进一步优化上述技术方案，弧面反射镜12高度为H3，H3为240mm，以反射镜调节螺丝13为旋转轴11调整弧面反射镜12与透明出光板9夹角为 C，夹角C的角度范围在45°-60°之间，根据受照射面和半圆涟漪光效，也可以大于或者小于该范围。
为了进一步优化上述技术方案，卡槽16通过铆钉连接的方式固定在弧面反射镜安装板15上。
为了进一步优化上述技术方案，电机5可以为步进电机，能够正向，反向旋转，可以慢速，可以快速，可以模拟垂直面不同水流速度进入水面对涟漪的创造，也可以为慢速匀速电机实现输出单种稳定的光效。
为了进一步优化上述技术方案，透镜4可以为亚克力透镜、硅胶透镜、反光杯、凸透镜，主要用于收集光线。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，包括：灯体、开关电源、LED灯源、透镜、电机、镂空滚筒、弧面反射装置和控制器；其中，所述LED灯源、所述镂空滚筒、所述透镜、所述电机和所述控制器安装在所述灯体内，并且所述电机的输出轴与所述镂空滚筒传动连接，所述透镜笼罩着所述LED灯源；所述弧面反射装置安装在所述灯体顶部；所述开关电源安装在所述灯体底部，并且与所述控制器电性连接；所述LED灯源、所述电机均与所述控制器电性连接；
所述灯体前后两侧面分别设置有侧盖，所述灯体左右两侧设置有灯体调节螺丝，所述灯体顶面设置有透明出光板，所述灯体底部安装灯具安装支架；
所述镂空滚筒两侧设置有旋转轴，其中一侧的所述旋转轴与所述电机的输出轴传动连接；
所述弧面反射装置包括弧面反射镜、反射镜调节螺丝、弧面反射镜安装支架和弧面反射镜安装板；其中所述弧面反射镜安装板上设置有卡槽，所述弧面反射镜通过所述卡槽固定在所述弧面反射镜安装板上；所述弧面反射镜安装板的两侧设置有侧板，所述侧板上设置有反射镜调节螺丝；所述弧面反射镜安装板通过所述弧面反射镜安装支架安装在所述灯体顶部；
所述控制器内设置有MCU，还设有与所述MCU电性连接的LED恒流驱动电路板、电机驱动电路板和信号处理器；所述LED恒流驱动电路板与所述LED灯源电性连接；所述电机驱动电路板与所述电机电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，所述LED灯源焊接在铝基板或铜基板上，所述LED灯源通过铝基板或铜基板安装在所述灯体内；所述LED灯源为采用多路驱动的单色发光或多色发光LED芯片，所述单色发光LED芯片通过平面封装或球面封装的方式封装；所述多色发光LED芯片通过平面封装或球面封装的方式封装。
3.根据权利要求1所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，所述透镜为表面设置有直条纹的光学透镜或者表面为柱面的光学透镜，将光斑角度收集到A×B角度，其中A为透镜光斑长轴夹角，B为透镜光斑短轴夹角。
4.根据权利要求3所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，透镜光斑长轴夹角A为45°，透镜光斑短轴夹角B为15°，光斑长轴与所述镂空滚筒长度方向重合。
5.根据权利要求1所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，所述镂空滚筒的旋转轴距离所述LED灯源高度为H1，H1为53.5mm，所述镂空滚筒围绕其旋转轴转动，所述镂空滚筒长度为L1，L1为103mm，直径为D，D为60mm，在所述镂空滚筒表面，分为若干个滚筒镂空区和滚筒非镂空区，单个所述滚筒镂空区与所述镂空滚筒圆心的夹角为E。
6.根据权利要求5所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，单个所述滚筒镂空区和所述滚筒非镂空区宽度一致。
7.根据权利要求5所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，在所述镂空滚筒表面，分30个所述滚筒镂空区和30个所述滚筒非镂空区，单个所述滚筒镂空区与所述镂空滚筒圆心的夹角E为6°。
8.根据权利要求5所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，所述反射镜调节螺丝安装于偏移所述LED灯源的主光轴L2距离处，L2为60mm；在高度方向上所述反射镜调节螺丝距离LED灯源高度为H2，H2为126.5mm。
9.根据权利要求1所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，所述弧面反射镜宽度为L3，L3为168.4mm，深度H4，H4为59.0mm，外表面为光滑镜面。
10.根据权利要求1所述的一种动态半圆涟漪效果灯具，其特征在于，弧面反射镜高度为H3，H3为240mm，以所述反射镜调节螺丝为旋转轴调整所述弧面反射镜与所述透明出光板夹角为C，夹角C的角度范围在45°-60°之间。
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