CN116792705B - 一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法 - Google Patents

一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及柔性灯带技术领域，更具体地说，它涉及一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法，柔性灯带包括外罩以及设置在外罩内的光源和透镜，透镜位于光源的射出方向，透镜包括柔性镜体、第一弹性镜片以及形成于两者之间的填充腔，第一弹性镜片朝向光源，填充腔具有补充口和抽取口，填充腔内填充有填充物，外罩沿光源的排列方向开设有变形槽，本发明的一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法能够便于对柔性灯带的透镜的光学角度进行调节，并提高柔性灯带的弯折性能。

Description

一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法
技术领域
本发明涉及柔性灯带技术领域，尤其是一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法。
背景技术
柔性灯带是一种采用柔性基板，通过表面贴装光源和其他电子元器件制成的照明产品，具有装饰效果好、易弯折等特点，可应用于建筑装饰、广告标识等领域。
柔性灯带通常包括以下几个组成部分：基板，基板是柔性灯带的主体结构，其通常采用柔性材料；光源，可利用LED芯片作为光源，其贴在基板上；连接线，连接线用于电性连接光源和基板，起到引导电流传输的作用；外罩，柔性灯带的外罩通常选用硅胶、PU、PVC等材料，在确保柔性灯带易弯折的同时，保护柔性灯带免受外部环境的破坏，提高柔性灯带的使用寿命。
为了使柔性灯带能够产生不同的照射效果，可以往外罩内加入具有不同光学角度的透镜，如凸透镜能够使光线聚焦，从而使光线产生更远距离的照射，又如凹透镜能够使光线发散，从而使光线产生更大范围的照射。
目前，市面上的柔性灯带已经能够满足大部分人的使用要求，但是仍存在有以下不足：
1、柔性灯带外罩内的透镜的光学角度难以调节，不便于人们根据实际情况调整柔性灯带的光学角度；
2、柔性灯带的弯折性能不佳，导致人们在对柔性灯带进行收卷时较为费劲。
发明内容
为了便于对柔性灯带的透镜的光学角度进行调节，并提高柔性灯带的弯折性能，本申请提供一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带及优化方法。
第一方面，本发明提供一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，采用如下的技术方案：
一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，包括外罩以及设置在所述外罩内的光源和透镜，所述透镜位于所述光源的射出方向，所述透镜包括柔性镜体、第一弹性镜片以及形成于两者之间的填充腔，所述第一弹性镜片朝向所述光源，所述填充腔具有补充口和抽取口，所述填充腔内填充有填充物；
所述外罩沿所述光源的排列方向开设有变形槽。
优选的，所述填充物为水，所述补充口和所述抽取口分别连接有进水泵和出水泵。
优选的，还包括设置在所述外罩内的第二弹性镜片，所述第二弹性镜片设置在所述光源和所述透镜之间，所述第二弹性镜片的中心与所述外罩固定连接，所述第二弹性镜片的两侧与所述第一弹性镜片的中心连接有连杆，所述第一弹性镜片通过所述连杆使所述第二弹性镜片与所述第一弹性镜片的变形方向相反。
优选的，所述外罩内设置有反射板，所述反射板设置有反射片，所述反射板位于所述光源与所述第二弹性镜片之间，所述反射片用于将所述光源的光线反射至所述第二弹性镜片，所述反射板包括固定在所述外罩内侧的固定部和伸缩连接于所述固定部的活动部，所述连杆连接于所述第二弹性镜片的一端同时还连接于所述活动部远离所述固定部的一端。
优选的，所述外罩呈长条状，多个所述光源沿所述外罩的长度方向排列在所述外罩内，多根所述连杆一一对应地设置在相邻两个所述光源之间。
优选的，所述第一弹性镜片和所述第二弹性镜片均为硅胶镜片。
优选的，所述柔性镜体为TPU镜体。
优选的，所述填充腔内的水添加有感温材料。
优选的，所述外罩的外侧设置有对比色片。
第二方面，本发明提供一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带的优化方法，采用如下的技术方案：
一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带的优化方法，包括以下步骤：
S1：在柔性灯带的外罩内设置透镜，并在透镜内填充填充物，通过补充填充物或者抽取填充物使透镜能够在凸透镜和凹透镜之间实现转换；
S2：在柔性灯带的外罩外开设变形槽，使变形槽的长度方向平行于外罩的长度方向；
S3：在透镜和光源之间设置第二弹性镜片，并在透镜和第二弹性镜片之间连接连杆，通过连杆，当透镜为凸透镜并用于对光源的光线进行聚焦时，第二弹性镜片对光源的光线进行散射，当透镜为凹透镜并用于对光源的光线进行散射时，第二弹性镜片对光源的光线进行聚焦；
S4：在连杆与外罩内侧之间连接有可伸缩并用于将光源的光线反射至第二弹性镜片的反射板。
本发明的有益效果为：
1、通过改变透镜内填充腔的填充物的填充量，能够改变第一弹性镜片的变形情况，其中，当填充量减少时，第一弹性镜片向内凹陷，从而使得透镜作为凹透镜以对光源的光线进行散射，当填充量增多时，第一弹性镜片向外凸出，从而使得透镜作为凸透镜以对光源的光线进行聚焦，因此，通过改变填充腔内填充物的填充量，能够方便地改变透镜的光学角度，因此，本发明具有便于对柔性灯带的透镜的光学角度进行调节的效果；
2、通过在外罩内沿光源的排列方向开设变形槽，能够提高柔性灯带的弯折性能；
3、利用水作为填充物，一方面，能够使光源射出的光线产生波光粼粼的效果，从而丰富灯带的装饰效果，另一方面，当进水泵与出水泵同时工作时，能够在柔性灯带内产生水冷效果，从而提高柔性灯带的散热效果；
4、当进水泵的功率大于出水泵的功率时，使得透镜内填充的水量增加，从而使透镜逐渐变为凸透镜，当进水泵的功率小于出水泵的功率时，使得透镜内填充的水量减少，从而使得透镜逐渐变为凹透镜，当进水泵的功率等于出水泵的功率时，使得透镜内填充的水量不变，从而使得透镜的形状保持不变，达到水冷散热的同时方便对透镜的光学角度进行调整的效果；
5、由于第一弹性镜片能够带动第二弹性镜片变形，并且第一弹性镜片与第二弹性镜片的变形方向相反，因此：当第一弹性镜片往面向光源的方向凸起使透镜为凸透镜的同时，第二弹性镜片将往背离光源的方向凸起，使得光源先经第二弹性镜片进行散射，再经透镜进行聚焦，从而提高聚焦光线的亮度；当第一弹性镜片往背离光源的方向凹陷使透镜为凹透镜的同时，第二弹性镜片将往面向光源的方向凸起，使得光源先经第二弹性镜片进行聚焦，再经透镜进行散射，从而实现更均匀的散射效果；
6、反射板能够跟随第二弹性镜片的变形而进行伸缩，以确保反射板能够更充分地将光源的光线反射到第二弹性镜片上。
附图说明
图1是本申请实施例中透镜为凸透镜时的柔性灯带的结构剖视图；
图2是本申请实施例中透镜为凹透镜时的柔性灯带的结构剖视图；
图3是本申请实施例中柔性灯带的水冷过程的原理图；
附图标记说明：1、外罩；11、遮光部；12、透光部；13、第一容纳腔；14、第二容纳腔；15、端盖；16、变形槽；2、基板；3、光源；31、灯珠；32、灯座；4、透镜；41、柔性镜体；42、第一弹性镜片；5、第二弹性镜片；6、连杆；7、反射板；71、固定部；72、活动部；81、进水泵；82、出水泵。
具体实施方式
下面将结合附图1-3和实施例对本发明作进一步说明。
本实施例公开一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带。
参照图1和图2，带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带包括外罩1以及设置在外罩1内的基板2、光源3和透镜4。其中，基板2为FPC板，FPC板即柔性印制电路板(FlexiblePrinted Circuit Board)。光源3具有多个，多个光源3均包括灯珠31和灯座32，灯珠31通过灯座32贴附在基板2上，灯珠31与基板2之间连接有连接线，灯珠31与基板2之间通过连接线实现电性连接。外罩1呈长条状，外罩1分为长度相等的遮光部11和透光部12，遮光部11和透光部12均沿长度方向开设有开口，透光部12嵌入到遮光部11内，且透光部12的开口朝向遮光部11的内端面，透光部12与遮光部11之间形成第一容纳腔13，基板2和光源3均设置在第一容纳腔13内，具体的，基板2贴附在遮光部11的内端面，而光源3位于基板2背离遮光部11内端面的一面，基板2的长度方向与遮光部11的长度方向平行。需要说明的是，在本实施例中，透光部12和遮光部11均由TPU材料制成，区别在于，透光部12加入了透明颜料，而遮光部11加入了白色颜料，使得透光部12呈现透光效果而遮光部11呈现遮光效果。透镜4位于光源3的射出方向，具体的，透光部12内沿长度方向开设有第二容纳腔14，第二容纳腔14位于透光部12的相对的内端面与外端面之间，透镜4位于第二容纳腔14内。透镜4的长度方向与外罩1的长度方向平行，透镜4包括相互连接的柔性镜体41和第一弹性镜片42以及形成于两者之间的填充腔，透镜4的柔性镜体41通过粘接剂固定连接在第二容纳腔14的腔壁上，在本实施例中，柔性镜体41为TPU镜体，第一弹性镜片42为硅胶镜片，另外，第一弹性镜片42朝向光源3，填充腔具有补充口和抽取口，填充腔内填充有填充物。通过上述设置，通过改变透镜4内填充腔的填充物的填充量，能够改变第一弹性镜片42的变形情况，其中，当填充量减少时，第一弹性镜片42向内凹陷，从而使得透镜4作为凹透镜以对光源3的光线进行散射，当填充量增多时，第一弹性镜片42向外凸出，从而使得透镜4作为凸透镜以对光源3的光线进行聚焦，因此，通过改变填充腔内填充物的填充量，能够方便地改变透镜4的光学角度，因此，本发明具有便于对柔性灯带的透镜4的光学角度进行调节的效果。
参照图1至图3，在本实施例中，透光部12与遮光部11连接后，透光部12的长度方向的两端与遮光部11的长度方向的两端分别平齐，之后，透光部12的端部与遮光部11的端部均设置有端盖15，即外罩1的两端设置有端盖15，连通填充腔的补充口和抽取口则分别开设在外罩1两端的端盖15上。
参照图1至图3，在本实施例中，填充物为水，填充腔的补充口和抽取口分别连接有进水泵81和出水泵82，进水泵81和出水泵82的外端用于连接水箱或其他带水源的设备，通过将水作为填充物，一方面，能够使光源3射出的光线产生波光粼粼的效果，从而丰富灯带的装饰效果，另一方面，当进水泵81与出水泵82同时工作时，使得柔性灯带内产生流动水，从而能够在柔性灯带内产生水冷效果，以提高柔性灯带的散热效果。其中，当进水泵81的功率大于出水泵82的功率时，使得透镜4内填充的水量增加，从而使透镜4逐渐变为凸透镜。当进水泵81的功率小于出水泵82的功率时，使得透镜4内填充的水量减少，从而使得透镜4逐渐变为凹透镜。当进水泵81的功率等于出水泵82的功率时，使得透镜4内填充的水量不变，从而使得透镜4的形状保持不变。因此，通过将水作为填充物，并利用进水泵81和出水泵82实现进出水，能够达到水冷散热的同时方便对透镜4的光学角度进行调整的效果。在其余实施例中，补充口设置有过滤结构，用于对进入填充的水进行过滤，以减少杂质对光源3的光线的干扰。
参照图1和图2，填充腔内的水添加有感温材料，如热敏油墨、热敏粉末等，使得填充腔内的水能够根据灯带内的发热情况而实现变色，以直观地呈现灯带是否过热工作。进一步的，外罩1的外侧设置有对比色片，人们能够将加入感温材料的水的颜色与对比色片的颜色进行对比，以更准确地判断灯带是否过热工作。
参照图1和图2，本发明的柔性灯带还包括设置在外罩1内的第二弹性镜片5，第二弹性镜片5同样为硅胶镜片，第二弹性镜片5的长度方向与外罩1的长度方向平行，第二弹性镜片5设置在第一容纳腔13内，使得第二弹性镜片5位于在光源3和透镜4之间。具体的，第二弹性镜片5的中心通过一透明的由TPU材料制成的细杆与外罩1的透光部12固定连接，第二弹性镜片5的两侧与第一弹性镜片42的中心连接有连杆6，连杆6为TPU材料制成的连杆6，并加入透明颜料如硅酮颜料、聚酯颜料等，第一弹性镜片42通过连杆6使第二弹性镜片5与第一弹性镜片42的变形方向相反。对应的，透光部12开设有连通第一容纳腔13和第二容纳腔14的穿孔，穿孔供连杆6穿过。在本实施例中，第一弹性镜片42与第二弹性镜片5之间的连杆6具有多根，多根连杆6一一对应地设置在相邻两个光源3之间，从而减少连杆6对光源3的光线的干扰。通过上述设置，由于第一弹性镜片42能够带动第二弹性镜片5变形，并且第一弹性镜片42与第二弹性镜片5的变形方向相反，因此，第一种情况如图1所示：当第一弹性镜片42往面向光源3的方向凸起使透镜4为凸透镜的同时，第二弹性镜片5将往背离光源3的方向凸起，使得光源3先经第二弹性镜片5进行散射，再经透镜4进行聚焦，从而提高聚焦光线的亮度，需要说明的是，其原理为：光线先经散射后，会形成了一个较大面积的能量密度相对较低的光斑，而接着经过聚焦后，光线会被重新聚焦在一个较小面积上，能量密度相对较高，形成了一个比原来更加集中的光斑，因此，相比于直接聚焦，先散射再聚焦能够能够提高聚焦光线的亮度。第二种情况如图2所示：当第一弹性镜片42往背离光源3的方向凹陷使透镜4为凹透镜的同时，第二弹性镜片5将往面向光源3的方向凸起，使得光源3先经第二弹性镜片5进行聚焦，再经透镜4进行散射，从而实现更均匀的散射效果，需要说明的是，其原理为：让光线聚焦后，其能量密度会集中在一个较小的区域，然后再让经过该区域的光线散射开来，就能够实现更加均匀地覆盖目标区域，因此，相比于直接散射，先聚焦再散射能够达到更好且更均匀的散射照明效果。
参照图1和图2，外罩1的透光部12的左右两内侧均设置有反射板7，反射板7位于第一容纳腔13内，反射板7的长度方向与透光部12的长度方向平行，反射板7同样由TPU材料制成，反射板7位于光源3与第二弹性镜片5之间，反射板7朝向光源3的一面设置有反射片，反射片用于将光源3的光线反射至第二弹性镜片5，在本实施例中，反射片为柔性片，反射片是由聚氯乙烯材料制成的反光薄膜，其具有优异的反光性能，同时具有较好的柔韧形和可塑性。反射板7包括固定在透光部12左右两内侧的固定部71和伸缩连接于固定部71的活动部72，固定部71和活动部72的朝向光源3的一面均设置有上述反射片，连杆6连接于第二弹性镜片5的一端同时还连接于活动部72远离固定部71的一端。通过上述设置，反射板7能够跟随第二弹性镜片5的变形而进行伸缩，即,：如图1，当第二弹性镜片5往背离光源3的方向凸起时，活动部72的一部分缩入到固定部71内；如图2，当第二弹性镜片5往面向光源3的方向凸起时，活动部72的一部分从固定部71内伸出，以确保反射板7始终能够充分地将光源3的光线反射到第二弹性镜片5上。
在本实施例中，第一弹性镜片42和第二弹性镜片5选用硅胶材料制成而透镜4的柔性镜体41选用TPU材料制成的原因在于：硅胶是一种高弹性、柔软的材料，其变形能力非常好，可以实现非常高的弯曲半径和较大的变形量，因此非常适合于制造如第一弹性镜片42和第二弹性镜片5此类需要高度变形的弹性透镜4；而TPU是一种热熔聚氨酯材料，同样具有优异的弹性，并且，与硅胶相比，TPU材料制成的产品抗压性能更好，因此更适合于制成本实施例中透镜4的柔性镜体41。另外，在透镜4中，TPU材料制成的柔性镜体41与硅胶制成的第一弹性镜片42之间通过热熔胶进行相互粘接，从而实现柔性镜体41与第一弹性镜片42的固定连接，同样的，TPU材料制成的连杆6与第二弹性镜片5之间也通过热熔胶进行粘接。而连杆6与反射板7的活动部72之间、透光部12与遮光部11之间则均通过氯丁橡胶粘接剂进行粘接，需要说明的是，氯丁橡胶粘接剂是一种有机溶剂型粘接剂，通常用于TPU产品间的粘接，而连杆6、反射板7的活动部72、透光部12和遮光部11均由TPU材料制成，因此氯丁橡胶粘接剂适合于连杆6与反射板7的活动部72之间进行粘接以及适合于透光部12与遮光部11之间进行粘接。
参照图1和图2，外罩1的遮光部11的左右两外侧沿光源3的排列方向开设有变形槽16，即变形槽16的长度方向与外罩1的长度方向平行，通过开设变形槽16，能够增加外罩1的形变空间，从而提高外罩1以及柔性灯带的弯折性能。
本实施例还公开一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带的优化方法。
带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带的优化方法包括以下步骤：
S1：在柔性灯带的外罩1内设置透镜4，并在透镜4内填充填充物，通过补充填充物或者抽取填充物透镜4能够在凸透镜和凹透镜之间实现转换；
S2：在柔性灯带的外罩1外开设变形槽16，使变形槽16的长度方向平行于外罩1的长度方向；
S3：在透镜4和光源3之间设置第二弹性镜片5，并在透镜4和第二弹性镜片5之间连接连杆6，通过连杆6，当透镜4为凸透镜并用于对光源3的光线进行聚焦时，第二弹性镜片5对光源3的光线进行散射，当透镜4为凹透镜并用于对光源3的光线进行散射时，第二弹性镜片5对光源3的光线进行聚焦；
S4：在连杆6与外罩1内侧之间连接有可伸缩并用于将光源3的光线反射至第二弹性镜片5的反射板7。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，其特征在于：包括外罩(1)以及设置在所述外罩(1)内的光源(3)和透镜(4)，所述透镜(4)位于所述光源(3)的射出方向，所述透镜(4)包括柔性镜体(41)、第一弹性镜片(42)以及形成于两者之间的填充腔，所述第一弹性镜片(42)朝向所述光源(3)，所述填充腔具有补充口和抽取口，所述填充腔内填充有填充物；
所述外罩(1)沿所述光源(3)的排列方向开设有变形槽(16)；
还包括设置在所述外罩(1)内的第二弹性镜片(5)，所述第二弹性镜片(5)设置在所述光源(3)和所述透镜(4)之间，所述第二弹性镜片(5)的中心与所述外罩(1)固定连接，所述第二弹性镜片(5)的两侧与所述第一弹性镜片(42)的中心连接有连杆(6)，所述第一弹性镜片(42)通过所述连杆(6)使所述第二弹性镜片(5)与所述第一弹性镜片(42)的变形方向相反；
所述外罩(1)内设置有反射板(7)，所述反射板(7)设置有反射片，所述反射板(7)位于所述光源(3)与所述第二弹性镜片(5)之间，所述反射片用于将所述光源(3)的光线反射至所述第二弹性镜片(5)，所述反射板(7)包括固定在所述外罩(1)内侧的固定部(71)和伸缩连接于所述固定部(71)的活动部(72)，所述连杆(6)连接于所述第二弹性镜片(5)的一端同时还连接于所述活动部(72)远离所述固定部(71)的一端；
所述柔性镜体(41)为TPU镜体。
2.根据权利要求1所述的一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，其特征在于：所述填充物为水，所述补充口和所述抽取口分别连接有进水泵(81)和出水泵(82)。
3.根据权利要求1所述的一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，其特征在于：所述外罩(1)呈长条状，多个所述光源(3)沿所述外罩(1)的长度方向排列在所述外罩(1)内，多根所述连杆(6)一一对应地设置在相邻两个所述光源(3)之间。
4.根据权利要求1所述的一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，其特征在于：所述第一弹性镜片(42)和所述第二弹性镜片(5)均为硅胶镜片。
5.根据权利要求2所述的一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，其特征在于：所述填充腔内的水添加有感温材料。
6.根据权利要求5所述的一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带，其特征在于：所述外罩(1)的外侧设置有对比色片。
7.一种带光学角度及弯折结构优化的柔性灯带的优化方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的柔性灯带，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在柔性灯带的外罩(1)内设置透镜(4)，并在透镜(4)内填充填充物，通过补充填充物或者抽取填充物使透镜(4)能够在凸透镜和凹透镜之间实现转换；
S2：在柔性灯带的外罩(1)外开设变形槽(16)，使变形槽(16)的长度方向平行于外罩(1)的长度方向；
S3：在透镜(4)和光源(3)之间设置第二弹性镜片(5)，并在透镜(4)和第二弹性镜片(5)之间连接连杆(6)，通过连杆(6)，当透镜(4)为凸透镜并用于对光源(3)的光线进行聚焦时，第二弹性镜片(5)对光源(3)的光线进行散射，当透镜(4)为凹透镜并用于对光源(3)的光线进行散射时，第二弹性镜片(5)对光源(3)的光线进行聚焦；
S4：在连杆(6)与外罩(1)内侧之间连接有可伸缩并用于将光源(3)的光线反射至第二弹性镜片(5)的反射板(7)。
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