CN110501816A - 一种通过挤压而改变光斑形状的光路装置 - Google Patents

Abstract

本发明所述通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特点是：包括光源体、依次装置于光源体前方的聚光透镜一和能变形的透镜二，透镜二能相对于聚光透镜一前后移动或与聚光透镜一挤压，且透镜二上装有能使透镜二的一部分或整体发生前后移动和变形的挤压组件，光源体发出的光线先经聚光透镜一进行聚光后，再通过透镜二进行二次配光，或者是通过挤压透镜二移动或/和变形实现出光角度和出光光斑形状的变化。本发明在使用时可通过挤压组件使透镜二任意变形，能不断改变光的出光方式，不仅出光角度大小可调，而且出光光斑形状任意可调。并且本发明操作极为方便，结构也简单，实操性更强。

Description

一种通过挤压而改变光斑形状的光路装置

技术领域

本发明涉及照明灯具技术领域,特别是一种通过挤压而改变光斑形状的光路装置(光路装置也叫光学模组)。

背景技术

目前，大多数定向重点照明灯具的出光方式基本上是固定的、是不可调节的，造成在不同的照明场合，需要选择不同的定向照明灯具，才能满足重点照明的要求。也有少数出光方式可调的重点照明灯具，但是仅限于出光角度变化，如果要实现不同出光光形，必须要在原灯具配光基础上添加不同配件，导致灯具的结构复杂，调节也不方便，甚至还有些光很难满足艺术与文化照明的要求，不利于解决诸多博物馆、艺术馆、美术馆等等空间，由于展品多样性而对灯光的艺术要求。

随着社会的发展和科学技术的进步，LED灯具在不断地更新换代，人们对现有技术的LED灯具也提出了新的和更高的要求。因此，特别是一些艺术空间，人们迫切希望一种能方便调节出光角度和出光光形等出光方式的光学模组问世。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种能通过一个不可变形的聚光透镜一与另一个可变形的硅胶透镜(透镜二)组合，来实现光随我意出光方式的通过挤压而改变光斑形状的光路装置。该光路装置既可完成出光角度调节，又可完成出光光斑形状变化，尤其是能形成各种异形光斑形状，且结构简单、实操性更强。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特点是：包括光源体、依次装于光源体前方的聚光透镜一和前置能变形的透镜二，所述透镜二能相对于聚光透镜一前后移动或与聚光透镜一挤压，且所述透镜二上装有能使所述透镜二的一部分或整体发生前后移动和变形而改变出光光斑形状的挤压组件，所述光源体发出的光线先经聚光透镜一进行聚光后，再通过透镜二进行二次配光，或者是通过挤压透镜二移动或/和变形实现出光角度和出光光斑形状的变化。所述透镜二能与聚光透镜一配合在有规则的出光与非规则的出光之间变换。

其中，所述聚光透镜一的具体材料及结构可根据使用者的需要设定，优选是所述聚光透镜一为不可变形的凸透镜。所述凸透镜为光学玻璃材料、PMMA等成形后而不可再变形材料。当然所述聚光透镜一也可采用可变形的硅胶材料制成的凸透镜。

所述透镜二的材料及结构也可根据实际情况设置，所述透镜二的优选方案为硅胶透镜。当然也可以是其它挤压变形的能透光材料做成，透镜二成形后，整体部分或局部可随意变形(任意变形)。所述透镜二的最佳方案在变形前为一面设有若干同心圆的硅胶菲涅尔透镜。该硅胶菲涅尔透镜的同心圆面为进光面，当然也可根据需要将该硅胶菲涅尔透镜的同心圆面作为出光面。

所述挤压组件的具体结构也可多种多样，为使本发明结构更简单、操作更简易，所述挤压组件包括固定环、位于固定环前方并装置于透镜二前端部的环形透镜压盖、将所述透镜压盖连接于固定环上的至少二个调节螺丝，所述调节螺丝通过向里拧紧或向外拧松来调节固定环和透镜压盖之间的间距，所述透镜压盖在调节螺丝往里拧紧时向固定环方向移动而挤压透镜二往里移动或变形。优选方案是装有三个均匀分布的调节螺丝。当然也可以是均匀分布的四个或更多个的调节螺丝。进一步方案是：所述透镜压盖包括装置于透镜二前端面周边上的压环、设置于压环周边的后套接筒，所述固定环的上部和所述套接筒上相应的设有供所述调节螺丝穿置的锁紧螺孔。为进一步的使本发明操作方便，所述压环的环边上部朝外边倾斜延伸并伸出透镜二周边，且所述环边上部设有与套接筒上锁紧螺孔相通的通孔，所述调节螺丝穿过环边上的通孔和套接筒上锁紧螺孔后穿置于固定环上的锁紧螺孔实现锁定。

为进一步的加强其结构的可靠性，所述透镜二的周边设有向后延伸的能被压缩的定位连接脚，该定位连接脚位于聚光透镜一的外周方向，并与挤压组件配合装置定位。如该定位连接脚的后端设有能与所述固定环后端配合装置的外折钩边。优先方案是所述透镜二和定位连接脚为一体成型的硅胶造型体。

本发明中所述光源件优选为LED发光体，该LED发光体上还装有LED压盖，所述聚光透镜一的后端连接于所述LED压盖上。

本发明的优点是：

一、本发明采用在光源体的前方安装聚光透镜一和可任意变形的透镜二及与挤压组件相结合的结构，使用时可通过挤压组件对透镜二不同位置的挤压而使透镜二移动和任意变形，能不断改变光的出光方式，不仅出光角度(也叫光线投射角度)大小可调，而且出光光斑形状(包括有规则的出光光斑形状与非规则的出光光斑形状，例如包括但不限于圆形、方形、椭圆光、心形光、光柱形光、贝壳形光等等形状)可调，尤其是能形成各种异形光斑形状，这是现有的光路装置所无法达到的。并且由于在一个光装置上只是通过一个带调节螺丝的挤压组件使透镜二变形就可达到上述调节效果，所以操作极为方便，结构也简单，生产成本低。

二、本发明的透镜二采用一面设有若干同心圆的硅胶菲涅尔透镜，进一步的增强了其出光的多样性和均匀性。

三、本发明适用范围广泛，不但适用于不同的重点照明场所，还适用于要求改变LED照明灯具出光形状的其它照明场所。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为图1的实施例一的剖视结构示意图。

图3为图1的左侧图。

图4为本发明中带定位连接脚的透镜二在未变形时的立体结构示意图。

图5为图4的侧视结构示意图。

图6为本发明中在三个调节螺丝向里拧紧挤压透镜二变形时的剖视结构示意图。

图7为本发明中在一个调节螺丝向里拧紧挤压透镜二变形时的剖视结构示意图。

图8为本发明中在两个调节螺丝向里拧紧挤压透镜二变形时的侧视结构示意图。

图9-图12为本发明中的透镜二在两个调节螺丝向里拧紧挤压变形时的结构示意图。

图13为图2的出光光斑示意图。

图14为图7所示变形状态的出光光斑示意图。

图15为图6所示变形状态的出光光斑示意图。

图16为本发明中的透镜二在如图8所示变形状态时光路装置的出光光斑示意图。

具体实施方式

如图1-图12所示，本发明所述通过挤压而简易改变光斑形状的光路装置，包括光源体1、依次装于光源体1前方的聚光透镜一2和前置能变形的透镜二3，所述透镜二3能相对于聚光透镜一2前后移动或与聚光透镜一挤压，且所述透镜二3上装有能使所述透镜二3的一部分或整体发生前后移动和变形而改变出光光斑形状的挤压组件，所述光源体1发出的光线先经聚光透镜一2进行聚光后，再通过透镜二3进行二次配光，或者是再通过挤压透镜二3移动或/和变形实现出光角度和出光光斑形状的变化。本发明中的透镜二3能相对于聚光透镜一2前后移动实现出光角度和光斑变化，并且还可以是透镜二3的一部份前后移动或整体前后移动。另外透镜二3还可以在挤压时发生变形实现光斑形状的更多变化，尤其是能形成各种不规则的出光光斑，如异形光。所述光源件1为LED发光体，该LED发光体上还装有LED压盖7，所述聚光透镜一2的后端连接于所述LED压盖7上。

所述聚光透镜一2的优选方案为凸透镜。所述凸透镜优选为不可变形的光学玻璃材料、PMMA材料制成。所述凸透镜也可为能变形的硅胶制成。当然也可以是其它结构的聚光透镜一。所述透镜二3的优选为硅胶透镜。进一步方案是：所述透镜二3为一面设有若干同心圆的硅胶菲涅尔透镜，该硅胶菲涅尔透镜的同心圆面为进光面。并且其光学特点能与聚光透镜一配合在有规则的出光与非规则的出光之间任意变换。所述硅胶菲涅尔透镜能在两边受力折弯时促使其中部向前弯进变形。当然也可通过挤压组件的挤压结构变化来使硅胶菲涅尔透镜能在两边受力折弯时促使其中部向后弯进变形。

为使本发明结构更简单、操作更简易，所述挤压组件包括固定环4、位于固定环4前方并装置于透镜二3前端部的环形透镜压盖5、将所述透镜压盖5连接于固定环4上的至少二个调节螺丝6，所述调节螺丝6通过向里拧紧或向外拧松来调节固定环4和透镜压盖5之间的间距，所述透镜压盖5在调节螺丝6往里拧紧时向固定环4方向移动而挤压透镜二3往里移动或/和变形。所述透镜压盖5包括装置于透镜二3前端面周边上的压环51、设置于压环51周边的后套接筒52，所述固定环4的上部和所述套接筒52上相应的设有供所述调节螺丝6穿置的锁紧螺孔。为使本发明操作更方便，所述压环51的环边上部朝外边倾斜延伸并伸出透镜二3周边，所述环边上部设有与套接筒52上锁紧螺孔相通的通孔，这样，所述调节螺丝6能直接穿过环边上的通孔和套接筒52上锁紧螺孔后穿置于固定环4上的锁紧螺孔实现锁定。为使透镜二3能可靠连接于固定环4上，以进一步的加强本发明结构的可靠性，所述透镜二3的周边设有向后延伸的能被压缩的定位连接脚31，该定位连接脚位于聚光透镜一的外周方向，并与挤压组件配合装置定位。如可以在该定位连接脚31的后端设有能与所述固定环后端配合装置的外折钩边32，也可在该定位连接脚31的中部或后端部上设置其它定位连接结构。所述透镜二3和定位连接脚31优选方案为一体成型的可变形材料做成，如做成硅胶造型体。本发明的优选方案是装有三个均匀分布的调节螺丝6。如图2-图5所示，当三个调节螺丝拧的位置都一样(也叫自然状态)，拧紧程度没有挤压透镜二3变形和使透镜二3碰到凸透镜时，就会产生常规圆形光斑，如图13所示。当三个调节螺丝中的其中两个往里拧的行程一样，另一个调节螺丝再往里拧紧，挤压到透镜二3发生变形，如图7所示，即只有一个调节螺丝向里拧紧挤压透镜二变形，则会产生近似心形的光斑(如14所示)。如果如图6所示，将三个调节螺丝均往里拧紧，将透镜二3后移并挤压到聚光透镜一2上，直到把透镜二3挤压成半柱形，这时会产生达到烛光光柱的光斑效果(如图15所示)。如果当三个调节螺丝中的其中两个拧的行程一样，另一个调节螺丝再往外拧松，或者是两个调节螺丝往里拧的行程一样，另一个调节螺丝处于原自然状态或往外拧松，如图8所示，这时由于透镜二3周边的压力变化而导致透镜二发生变形，透镜二的变形如图9-图12所示，此时光源体1发出的光线先经聚光透镜一2进行聚光后，再通过变形的透镜二3会产生近似大头光或贝壳光的光斑效果(如图16所示)。另外本发明还可在透镜二的两边受力折弯时促使其中部向前弯进变形，而使本发明产生椭圆形光斑。并且本发明中的出光光斑形状还可变形为方形光斑、水滴形光斑、花瓣形光斑等等各种异形光斑。本发明中的透镜二的变形方案及出光光斑形状(尤其是异形光斑形状)并不限于本文中所述的变形方案，还可以有多种多样，在此不再详述。

本发明能通过调整透镜二3在聚光透镜一2前方不同位置及变形来任意调节光斑形状及照度分布，实现光随我意。也就是说直接在一个安装有本发明所述光路装置的照明灯具上即可完成光的角度变化+光的形状变化，所以操作极为简易，生产和使用成本低。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：包括光源体(1)、依次装于光源体(1)前方的聚光透镜一(2)和前置能变形的透镜二(3)，所述透镜二(3)能相对于聚光透镜一(2)前后移动或与聚光透镜一(2)挤压，且所述透镜二(3)上装有能使所述透镜二(3)的一部分或整体发生前后移动和变形而改变出光光斑形状的挤压组件，所述光源体(1)发出的光线先经聚光透镜一(2)进行聚光后，再通过透镜二(3)进行二次配光，或者是通过挤压透镜二(3)移动或/和变形实现出光角度和出光光斑形状的变化。

2.根据权利要求1所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述聚光透镜一(2)为不能变形的凸透镜，所述透镜二(3)为能变形的硅胶透镜。

3.根据权利要求1或2所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述挤压组件包括固定环(4)、位于固定环(4)前方并装置于透镜二(3)前端部的环形透镜压盖(5)、将所述透镜压盖(5)连接于固定环(4)上的至少二个调节螺丝(6)，所述调节螺丝(6)通过向里拧紧或向外拧松来调节固定环(4)和透镜压盖(5)之间的间距，所述透镜压盖(5)在调节螺丝(6)往里拧紧时向固定环(4)方向移动而挤压透镜二(3)往里移动或/和变形。

4.根据权利要求3所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述透镜压盖(5)包括装置于透镜二(3)前端面周边上的压环(51)、设置于压环(51)周边的后套接筒(52)，所述固定环(4)的上部和所述套接筒(52)上相应的设有供所述调节螺丝(6)穿置的锁紧螺孔。

5.根据权利要求4所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述压环(51)的环边上部朝外边倾斜延伸并伸出透镜二(3)周边，环边上部上设有与套接筒(52)上锁紧螺孔相通的通孔，所述调节螺丝(6)穿过环边上的通孔和套接筒(52)上锁紧螺孔后穿置于固定环(4)上的锁紧螺孔实现锁定。

6.根据权利要求1所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述透镜二(3)的周边设有向后延伸的能被压缩的定位连接脚(31)，该定位连接脚(31)位于聚光透镜一(2)的外周方向，并与挤压组件配合装置定位。

7.根据权利要求6所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述透镜二(3)和定位连接脚(31)为一体成型的硅胶造型体。

8.根据权利要求1所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述光源件(1)为LED发光体，该LED发光体上还装有LED压盖(7)，所述聚光透镜一(2)的后端连接于所述LED压盖(7)上。

9.根据权利要求2所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述聚光透镜一(2)选用不能变形的光学玻璃材料或PMMA材料，而透镜二(3)选用能变形的硅胶材料制成。

10.根据权利要求1所述的通过挤压而改变光斑形状的光路装置，其特征在于：所述透镜二(3)为一面设有若干同心圆的硅胶菲涅尔透镜，并且其光学特点能与聚光透镜一(2)配合在有规则的出光与非规则的出光之间变换。