CN110486654A - 一种超窄光束截光型配光装置、灯具及配光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超窄光束截光型配光装置、灯具及配光方法，其中配光装置包括带有光线出口的外壳，所述外壳的内底部的中部位置安装有底部带有镂空空间的第一聚光透镜，所述镂空空间用于安放光源，所述第一聚光透镜的上方位置设有第一遮光元件，所述第一遮光元件固定在外壳的内壁上，且中部设有透光孔，所述第一遮光元件的上方位置设有第二聚光透镜，沿所述第二聚光透镜周围设有第二遮光元件，所述第二遮光元件的高度延伸至光线出口，所述光源的光线依次经过第一聚光透镜、透光孔和第二聚光透镜，并从光线出***出。本发明的配光装置能够使光线实现超窄光束配光，并使截光更加清晰，提高了视觉舒适度，可广泛应用于照明技术领域。

Description

一种超窄光束截光型配光装置、灯具及配光方法

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种超窄光束截光型配光装置、灯具及配光方法。

背景技术

照明行业中景观照明灯技术正在不断发展，景观灯的应用面很广，其中洗墙投光灯最受欢迎，市场需求量大。常规景观透镜采用反光杯式形状进行配光，最小角度可以做到3°。但要实现3°以下则需要较大的体积，增加透镜生产成本及加工难度，且这种方式形成的光斑难以做到截光清晰。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种超窄光束、且截光型的配光装置、灯具及配光方法。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种超窄光束截光型配光装置，包括带有光线出口的外壳，所述外壳的内底部的中部位置安装有底部带有镂空空间的第一聚光透镜，所述镂空空间用于安放光源，所述第一聚光透镜的上方位置设有第一遮光元件，所述第一遮光元件固定在外壳的内壁上，且中部设有透光孔，所述第一遮光元件的上方位置设有第二聚光透镜，沿所述第二聚光透镜周围设有第二遮光元件，所述第二遮光元件的高度延伸至光线出口，所述光源的光线依次经过第一聚光透镜、透光孔和第二聚光透镜，并从光线出***出。

进一步，所述外壳呈筒状。

进一步，所述第一聚光透镜采用凸透镜或类凸透镜。

进一步，所述第二聚光透镜采用菲涅尔透镜。

进一步，所述菲涅尔透镜的焦距为70mm-110mm。

进一步，所述第二遮光元件的高度为10mm-80mm。

进一步，所述第一遮光元件和第二遮光元件满足以下公式：

所述h₁为第二聚光透镜的焦距，所述h₂为第一遮光元件与外壳内底部之间的距离，所述 d₁为第二遮光元件的直径，所述d₂为第一遮光元件的透光孔的直径。

本发明所采用的第二技术方案是：

一种超窄光束截光型灯具，包括光源和配光装置，所述配光装置采用上所述的一种超窄光束截光型配光装置。

进一步，所述光源采用具有朗伯体分布特性的LED光源。

本发明所采用的第三技术方案是：

一种超窄光束截光型配光方法，包括以下步骤：

采用第一聚光透镜对光源发射的光线进行第一次会聚，以使光线会聚在第一预设角度范围内；

采用第一遮光元件对经过第一次会聚的光线进行过滤，以滤除光线中的杂散光斑；

采用第二聚光透镜对经过过滤的光线进行第二次会聚，以使光线会聚在第二预设角度范围内，并将光线射出；

采用第二遮光元件对经过第二次会聚的光线进行过滤，以过滤掉杂散光斑边缘的副光斑。

本发明的有益效果是：本发明通过第一聚光透镜和第二聚光透镜对光线进行会聚，从而使光线实现超窄光束配光，并通过第一遮光元件和第二遮光元件对光线进行过滤，从而使截光更加清晰，提高了视觉舒适度。另外，减小了该配光装置的体积，间接降低了生产成本和加工难度。

附图说明

图1是本发明一种超窄光束截光型配光装置的结构示意图；

图2是具体实施例中一种超窄光束截光型配光装置的光线示意图；

图3是本发明一种超窄光束截光型配光方法的步骤流程图。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供了一种超窄光束截光型配光装置，包括带有光线出口的外壳，所述外壳的内底部的中部位置安装有底部带有镂空空间的第一聚光透镜2，所述镂空空间用于安放光源1，所述第一聚光透镜2的上方位置设有第一遮光元件3，所述第一遮光元件3固定在外壳的内壁上，且中部设有透光孔，所述第一遮光元件3的上方位置设有第二聚光透镜4，沿所述第二聚光透镜4周围设有第二遮光元件5，所述第二遮光元件5的高度延伸至光线出口，所述光源1的光线依次经过第一聚光透镜2、透光孔和第二聚光透镜4，并从光线出***出。

上述配光装置的工作原理为：当光源1发射光线时，0°～180°角度范围的光经过第一聚光透镜2，第一聚光透镜2对光线进行会聚，使光线往中间角度会聚，比如将光线收集在30°～45°范围内，并对80°～100°范围内光线进行收光，如此可以消除光斑周围的黄斑，以及提高整体的光效。会聚的光线射向第一遮光元件3，并从透光孔射出，所述第一遮光元件3采用光阑来实现，其目的是去除光路中的杂散光斑，使截光清晰。经过第一遮光元件3的光线，主要在30°～45°范围内。接下来，采用第二聚光透镜4对光线再次进行会聚，最终使出光光线聚合在0°～2°角度之间。沿第二聚光透镜4周围设置了第二遮光元件5，该第二遮光元件5的顶部就是光线出口，该第二遮光元件5用于过滤光斑边缘的副光斑，使光斑截光清晰。通过本实施例的配光装置，实现了0°～2°之间的光束配光，填补了投光灯小角度的空白。另外，本发明的配光装置主要由四个元器件组成，体积小，直接降低了生产成本及加工难度；通过第一遮光元件3和第二遮光元件5对杂散光斑进行过滤，使得截光更加清晰。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述外壳呈筒状。

所述外壳可以呈筒状，比如外壳的横截面为圆形或者椭圆形。

进一步作为优选的实施方式，所述第一聚光透镜2采用凸透镜或类凸透镜。

所述第一聚光透镜2可采用凸透镜或类凸透镜来实现，所述类凸透镜比如鱼眼透镜，提高配光装置的兼容性。所述第一聚光透镜2的作用是对LED光源1中心区域80°～100°范围内光线进行收光，将光线收集在30°～45°范围内，从而是消除光斑周围的黄斑，以及提高整体的光效。

进一步作为优选的实施方式，所述第二聚光透镜4采用菲涅尔透镜。所述菲涅尔透镜的焦距为70mm-110mm。

所述菲涅尔透镜为聚焦菲涅尔透镜，且菲涅尔透镜的焦距为70mm-110mm，可以达到准直聚焦的目的，最终将光线聚合在0°～2°角度之间，从而实现超窄光束配光。

通过第一聚光透镜2和第二聚光透镜4的结合，能够极大地提高整体光效，在本实施例中，可以将光效提升20％～40％。

进一步作为优选的实施方式，所述第二遮光元件5的高度为10mm-80mm。

所述第二遮光元件5采用挡片来实现，所述挡片的高度可以为10mm-80mm，在本实施例中，第二遮光元件5的高度选择30～60mm，用于过滤光斑边缘的副光斑，使光斑截光清晰。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述第一遮光元件3和第二遮光元件5满足以下公式：

所述h₁为第二聚光透镜4的焦距，所述h₂为第一遮光元件3与外壳内底部之间的距离，所述d₁为第二遮光元件5的直径，所述d₂为第一遮光元件3的透光孔的直径。

在本实施例中，为了进一步使配光装置具有更好的截光效果，所述第一遮光元件3采用光阑实现，且内部的透光孔的尺寸需要经过计算，光阑出光口径(即透光孔的直径)的设计需保证与光线处于线性关系，考虑LED光源1存在一定尺寸的发光面积，光阑出光口径的设计需在理论尺寸上缩小10％左右，或者安装高度增加20％～30％，因此第一遮光元件3和第二遮光元件5应满足上述公式。

综上所述，本实施例的配光至少具有如下有益效果：

(1)、在配光角度的控制上更加精准，通过光学元件菲涅尔透镜的准直聚焦功能，实现了0°～2°之间的光束配光，填补了投光灯小角度的空白。

(2)、在光斑问题上，通过多种光学元件进行黄斑过滤，实现无明显黄斑和杂散光斑，光斑均匀且截光清晰，大大提高了视觉舒适度，市场接受度也更高。

(3)、通过一次聚光光学元件进行收光，配合二次聚光元件进行聚光，使灯具光效提升 20％～40％。

实施例二

参照图1，本实施例提供了一种超窄光束截光型灯具，包括光源和配光装置，所述配光装置采用实施例一所述的一种超窄光束截光型配光装置。

进一步作为优选的实施方式，所述光源采用具有朗伯体分布特性的LED光源。

本实施例的一种超窄光束截光型灯具，具备实施例一所述的一种超窄光束截光型配光装置的任意技术特征组合，也具备实施例一相应的功能和有益效果。

实施例三

参照图3，本实施例提供了一种超窄光束截光型配光方法，包括以下步骤：

S1、采用第一聚光透镜对光源发射的光线进行第一次会聚，以使光线会聚在第一预设角度范围内；

S2、采用第一遮光元件对经过第一次会聚的光线进行过滤，以滤除光线中的杂散光斑；

S3、采用第二聚光透镜对经过过滤的光线进行第二次会聚，以使光线会聚在第二预设角度范围内，并将光线射出；

S4、采用第二遮光元件对经过第二次会聚的光线进行过滤，以过滤掉杂散光斑边缘的副光斑。

本实施例的一种超窄光束截光型配光方法与实施例一所述的一种超窄光束截光型配光装置具有一一对应关系，也具备实施例一相应的功能和有益效果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，包括带有光线出口的外壳，所述外壳的内底部的中部位置安装有底部带有镂空空间的第一聚光透镜，所述镂空空间用于安放光源，所述第一聚光透镜的上方位置设有第一遮光元件，所述第一遮光元件固定在外壳的内壁上，且中部设有透光孔，所述第一遮光元件的上方位置设有第二聚光透镜，沿所述第二聚光透镜周围设有第二遮光元件，所述第二遮光元件的高度延伸至光线出口，所述光源的光线依次经过第一聚光透镜、透光孔和第二聚光透镜，并从光线出***出。

2.根据权利要求1所述的一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，所述外壳呈筒状。

3.根据权利要求1所述的一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，所述第一聚光透镜采用凸透镜或类凸透镜。

4.根据权利要求1所述的一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，所述第二聚光透镜采用菲涅尔透镜。

5.根据权利要求4所述的一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，所述菲涅尔透镜的焦距为70mm-110mm。

6.根据权利要求1所述的一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，所述第二遮光元件的高度为10mm-80mm。

7.根据权利要求1所述的一种超窄光束截光型配光装置，其特征在于，所述第一遮光元件和第二遮光元件满足以下公式：

所述h₁为第二聚光透镜的焦距，所述h₂为第一遮光元件与外壳内底部之间的距离，所述d₁为第二遮光元件的直径，所述d₂为第一遮光元件的透光孔的直径。

8.一种超窄光束截光型灯具，其特征在于，包括光源和配光装置，所述配光装置采用权利要求1-7任一项所述的一种超窄光束截光型配光装置。

9.根据权利要求8所述的一种超窄光束截光型灯具，其特征在于，所述光源采用具有朗伯体分布特性的LED光源。

10.一种超窄光束截光型配光方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用第一聚光透镜对光源发射的光线进行第一次会聚，以使光线会聚在第一预设角度范围内；

采用第一遮光元件对经过第一次会聚的光线进行过滤，以滤除光线中的杂散光斑；

采用第二聚光透镜对经过过滤的光线进行第二次会聚，以使光线会聚在第二预设角度范围内，并将光线射出；

采用第二遮光元件对经过第二次会聚的光线进行过滤，以过滤掉杂散光斑边缘的副光斑。