一種微透鏡及具有該微透鏡的方形led筒燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及照明領(lǐng)域，特別設(shè)及一種微透鏡及具有該微透鏡的方形L邸筒燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 筒燈是一種廣泛應(yīng)用于超市、酒店、服裝、鞋帽店、休閑中屯、、商場(chǎng)、酒店、家居等消 費(fèi)場(chǎng)所的照明裝飾燈具，其最大特點(diǎn)就是能保持建筑裝飾的整體造形和風(fēng)格，不會(huì)因?yàn)榘?裝燈具而破壞燈具的周圍環(huán)境。而現(xiàn)有的LED筒燈都做成圓形，嵌裝于天花板內(nèi)部，光線直 接向下投射，屬于直接配光，所投射的光斑為圓形。但如果燈具應(yīng)用的周邊環(huán)境為線條形， 圓形筒燈和所投射的圓形光斑必然會(huì)影響裝修風(fēng)格和環(huán)境的和諧，從而限制了筒燈的應(yīng) 用。
[0003] 目前市場(chǎng)上L抓筒燈通常由底座、反光杯、透光罩、L抓光源組件和電源組成。光源 組件采用貼片方式制作，光由多顆Lm)發(fā)光二極管發(fā)出，采用直射式投放，光線沒(méi)有經(jīng)過(guò)導(dǎo) 光元器件進(jìn)行光學(xué)處理，導(dǎo)致光線均勻性比較低，甚至?xí)霈F(xiàn)暗紋和黑桐，影響筒燈的舒適 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種易于與安裝環(huán)境協(xié)調(diào)且結(jié)構(gòu)優(yōu) 化、出光均勻的方形LED筒燈。
[000引為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)。
[0006] -種方形L抓筒燈，包括燈體、L抓光源組件、擴(kuò)散面罩、導(dǎo)光元件W及用于封閉燈 體背光面的后蓋;所述擴(kuò)散面罩及導(dǎo)光元件設(shè)于燈體內(nèi)且依次前后設(shè)置，所述Lm)光源組件 固定在燈體側(cè)壁并垂直設(shè)置于擴(kuò)散面罩與導(dǎo)光元件之間，L抓光源組件所發(fā)出的光線由擴(kuò) 散面罩射出或進(jìn)入導(dǎo)光元件并經(jīng)反射后再由擴(kuò)散面罩射出。
[0007] 進(jìn)一步地，所述燈體的橫截面為多邊形。
[0008] 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光元件背面布滿通過(guò)激光打點(diǎn)生成的導(dǎo)光微透鏡，所述導(dǎo)光微 透鏡為非球面Spline樣條曲面，其直徑為2600-2680皿。
[0009] 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光微透鏡呈六邊形緊密排列，相鄰兩導(dǎo)光微透鏡間距為3550-3700um〇
[0010] 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光元件是由PS板材制成的方形板，其背面貼有一層反光紙。
[0011] 進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散面罩表面設(shè)置用于對(duì)光線進(jìn)行均勻擴(kuò)散誘變折射的擴(kuò)散微透 鏡陣列，所述擴(kuò)散微透鏡陣列由多個(gè)具有微特征結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散微透鏡構(gòu)成。
[0012] 進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散微透鏡外形呈峨料狀，具有楠圓形的頭部和細(xì)長(zhǎng)的尾己，其頭 部縱向長(zhǎng)度為0.35暈米，整體長(zhǎng)度為0.6暈米。
[0013] 進(jìn)一步地，所述后蓋通過(guò)螺釘固定在燈體上，其中部設(shè)有用于放置電源的盤狀凹 槽。
[0014] 進(jìn)一步地，所述后蓋邊緣設(shè)有供連接于Lm)光源組件與電源之間的電線穿過(guò)的U型 限位槽。
[0015] 本發(fā)明的另一目的，在于提供一種微透鏡：
[0016] -種如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光微透鏡，其形狀主要通過(guò)W下步驟計(jì)算確定：
[0017] a)假設(shè)單個(gè)微透鏡基底P為邊長(zhǎng)為aXb的矩形，出射光在目標(biāo)面Q上獲得WXL的矩 形光板，則分別用N條經(jīng)線和M條締線把微透鏡進(jìn)行矩形等分，同理對(duì)目標(biāo)面上光斑也進(jìn)行 矩形等分；
[0018] b)假設(shè)微透鏡的入射光線為經(jīng)校準(zhǔn)的平行光束，設(shè)Iu,化分別為光線的入射 矢量、折射矢量和透鏡基面Pu的法向量，寫(xiě)成分量形式為
CD
[0020] C)假設(shè)入射光線為準(zhǔn)直平行光束，貝U
[0021 ] /"-(0,0.打完、 (2)：
[0022]由于微透鏡的尺寸和相鄰?fù)哥R間距尺度比透鏡基面與目標(biāo)面的距離相差一個(gè)數(shù) 量級(jí)W上，因此忽略透鏡基底不同面源格點(diǎn)的相對(duì)位置，折射矢量由折射到目標(biāo)面上的點(diǎn) 化J決定，假定空氣折射率為1，可得經(jīng)過(guò)某點(diǎn)Pu后折射光線為
[0024]其中i = 〇，l，2...，化 1; j = 0，l，2...，M+l
[002引根據(jù)snell定律，可知某一入射光線IuWPu點(diǎn)入射后的出射光線化撕關(guān)系有
(4)
[0027]式(2) (3)代入式(4)可得到微透鏡在Pu處的法向量
[0029] d)采用Matlab求解，得到每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)Pu的曲率，并且采用Spline樣條曲線對(duì)點(diǎn) 云進(jìn)行擬合，獲得非球面Sp 1 ine樣條曲面微透鏡設(shè)計(jì)公式；
[0030] e)最后對(duì)微透鏡曲面進(jìn)行插值，采用機(jī)械加工獲得基于Spline樣條曲線的非球面 微透鏡陣列。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0032] 本發(fā)明通過(guò)導(dǎo)光元件和擴(kuò)散面罩的配合，實(shí)現(xiàn)將燈體制成方形結(jié)構(gòu)，W提高燈具 的環(huán)境適應(yīng)性，同時(shí)提高出光均勻度，使導(dǎo)光勻度更高，光勻可達(dá)90%，甚至W上。特別是， 通過(guò)激光在導(dǎo)管元件背面打點(diǎn)生成導(dǎo)光微透鏡并形成微透鏡陣列，再在微透鏡陣列外面貼 上反光紙，由于導(dǎo)光元件上疏密不同、大小不一的導(dǎo)光微透鏡，當(dāng)光線由光源組件射出到達(dá) 各個(gè)導(dǎo)光微透鏡時(shí)，導(dǎo)光微透鏡破壞反射條件，避免光線由導(dǎo)光元件正面射出，而向各個(gè)角 度擴(kuò)散，然后從正面導(dǎo)出進(jìn)入擴(kuò)散面罩，大大提高光的使用效率，減少光損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明的燈體結(jié)構(gòu)示意圖；
[003引圖3是本發(fā)明的后蓋結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖4是本發(fā)明的導(dǎo)光元件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的解釋和說(shuō)明，但并非是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的限 定。
[003引 實(shí)施例1
[0039] 請(qǐng)參閱圖1，其是本實(shí)施例所述方形LED筒燈的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0040] -種方形Lm)筒燈，包括燈體l、Lm)光源組件2、擴(kuò)散面罩3、導(dǎo)光元件4W及用于封 閉燈體背光面的后蓋5。其中，擴(kuò)散面罩3及導(dǎo)光元件4設(shè)于燈體1內(nèi)，且自外向內(nèi)依次前后設(shè) 置;L抓光源組件2固定在燈體1側(cè)壁并垂直設(shè)置于擴(kuò)散面罩3與導(dǎo)光元件4之間。擴(kuò)散面罩3 用于封閉燈體1的出光面，從而與后蓋5-起構(gòu)成對(duì)燈體1出光面和背光面的封閉，并將LED 光源組件2和導(dǎo)光元件4封閉于燈體1內(nèi)。燈體1的橫截面為多邊形，本實(shí)施例中，燈體1的橫 截面是正方形，為此，擴(kuò)散面罩3和導(dǎo)光元件4的橫截面也為正方形。
[0041 ] 請(qǐng)參閱圖2，Lm)光源組件2通過(guò)導(dǎo)熱硅膠墊6固定在燈體1的側(cè)壁內(nèi)表面上，并位于 擴(kuò)散面罩3與導(dǎo)光元件4之間。L邸光源組件2所發(fā)出的光線小部分由擴(kuò)散面罩3射出，大部分 光線從側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光元件4并經(jīng)反射后自擴(kuò)散面罩3射出。燈體1的側(cè)壁對(duì)應(yīng)位置設(shè)有散熱 孔10,散熱孔10用于散熱，避免光源組件過(guò)度發(fā)熱，提高使用壽命。
[0042] 如圖4,導(dǎo)光元件4是用光學(xué)級(jí)的PS板材制成的方形板，并在光學(xué)級(jí)PS板材底面用 激光雕刻印上導(dǎo)光微透鏡，從而利用PS板材吸收從L邸光源組件2發(fā)出來(lái)的光在光學(xué)級(jí)亞克 力板材表面的停留。導(dǎo)光微透鏡為非球面Spline樣條曲面，布滿導(dǎo)光元件背面，其直徑大小 為2600-2680um。所謂Spl ine樣條曲面，是指由采用Spline Curves樣條曲線，對(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)方 法獲得的節(jié)點(diǎn)及其切向量進(jìn)行擬合構(gòu)成的曲面。導(dǎo)光元件背面制備了由導(dǎo)光微透鏡排列而 成的微透鏡陣列，微透鏡陣列中，導(dǎo)光微透鏡的直徑為2600-2680um mm，且相鄰兩導(dǎo)光微透 鏡的直徑大小不相等。導(dǎo)光微透鏡呈六邊形緊密排列，透鏡間距為3550-3700um。當(dāng)光線由 側(cè)部射到各個(gè)導(dǎo)光微透鏡時(shí)，導(dǎo)光微透鏡所