一种条形配光单元及配光组件的制作方法

本实用新型涉及透镜技术领域，尤其涉及一种条形配光单元及配光组件。

背景技术：

目前的透镜设计都是采用单颗光源匹配单颗透镜来实现目标配光的，而使用多颗光源设计匹配单颗透镜形式配光设计很难实现。其原因主要在于透镜的设计中光源面积的大小、光源颗数的多少是影响设计难度的最主要因素，光源面积越大、光源颗数越多越不容易设计出实际想要的配光曲线和光斑。

因此，如何设计一种透镜来实现在多颗光源配合单颗透镜时满足预定配光曲线和获得预定光斑成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种条形配光单元及配光组件，用以解决现有技术中在多颗光源配合单颗透镜的情况下难以实现预定配光曲线和预定光斑的技术问题。

本实用新型提供一种条形配光单元，包括光源、光源基板和透镜主体，所述光源固定于所述光源基板上，所述透镜主体罩设于所述光源并固定于所述光源基板，所述透镜主体沿其中心短轴方向和中心长轴方向对称，所述光源至少为两个且沿所述透镜主体的中心长轴方向排布安装在所述光源基板上，所述光源发出的光线透过所述透镜主体形成预定的条形光斑，其中，所述中心短轴与所述中心长轴相互垂直。

优选地，所述透镜主体包括光入射面和光出射面，所述光出射面对应的与所述中心长轴方向相同的长轴轮廓曲线为非单调曲线，且所述长轴轮廓曲线关于所述中心短轴对称，所述光出射面的与所述中心短轴方向相同的短轴轮廓曲线关于所述中心长轴对称。

优选地，所述光出射面包括偶数个二次曲面，所述偶数个二次曲面沿所述中心长轴方向并排，其中两个邻接二次曲面的邻接线与所述中心短轴共面形成分界面，所述中心长轴垂直穿过所述分界面，位于所述分界面两侧的二次曲面个数相同且排布顺序关于所述分界面对称。

优选地，所述每个二次曲面的长轴轮廓曲线的曲率变化向中心短轴方向逐渐变缓，其中，所述长轴轮廓曲线与所述每个二次曲面的中心长轴同向。

优选地，所述光出射面包括奇数个二次曲面，所述奇数个二次曲面沿所述中心长轴方向并排，其中一个二次曲面的长轴轮廓曲线为劣弧，且所述劣弧的平行于所述中心长轴的弦的中点与所述中心短轴共面形成分界面，所述中心长轴垂直穿过所述分界面，位于所述分界面两侧的二次曲面个数相同且排布顺序关于所述分界面对称。

优选地，所述光出射面对应的与所述中心短轴方向相同的短轴轮廓曲线为非单调曲线或单调曲线。

优选地，所述光入射面的与所述中心长轴方向相同的长轴轮廓曲线为单调曲线或非单调曲线，所述光入射面的长轴轮廓曲线关于所述中心短轴对称；所述光入射面的与所述中心短轴方向相同的短轴轮廓曲线为单调曲线或非单调曲线，所述光入射面的短轴轮廓曲线关于所述中心长轴对称。

优选地，所述光源的排布方式包括矩形、线性分布、一字等间距阵列或一字不等间距阵列。

优选地，所述光源基板上设有用于固定所述光源的光源位置槽，所述光源位置槽包括嵌入所述光源基板表面以下的长方体状的槽体，所述槽体的顶部设有椭圆椎体状槽孔，所述槽孔用于容纳所述光源。

优选地，所述透镜主体采用PC、PMMA或玻璃制成。

本实用新型还提供一种配光组件，包括：基座和若干个可拆装的配光单元，所述配光单元按照预定排布规则安装在所述基座上，所述配光单元为如上文所述的任一配光单元。

优选地，每个所述配光单元的中心长轴相互平行或共线，或者每个所述配光单元的中心短轴相互平行或共线。

优选地，所述基座上设有对称的两个走线槽，所述两个走线槽分别用于正常走线和应急走线。

优选地，所述配光组件还包括设于所述基座上的若干固定沉孔，所述固定沉孔用于将所述若干个配光单元固定于所述基座。

优选地，所述配光组件还包括设于所述基座上的若干定位柱，所述定位柱用于限制所述配光单元的安装方向。

优选地，所述配光组件还包括设于所述基座上的若干防呆定位孔，所述防呆定位孔用于限制所述配光单元的安装方向。

优选地，所述配光组件还包括设于所述基座和所述配光单元外侧的防水胶圈槽，所述防水胶圈槽内安装有防水胶圈。

本实用新型提供的条形配光单元及配光组件，至少具有以下技术效果或优点：

结构简单，使用方便，采用多种光源颗数、多种光源排布配合单科透镜出光的方式，突破了传统单光源单透镜的局限性，该单透镜可以组出多种单透镜功率组，任意组合为不同种高功率的配光组件，能够实现同一款透镜适用于不同功率的整灯，采用一款透镜来实现对不同功率、不同光效要求的通用；针对高光效要求的散热面积要比低光效少，确保散热的情况下采用该透镜还能够实现更高的功率采用较小尺寸的灯体，在照明领域具有很好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型条形配光透镜的立体图；

图2为本实用新型实施例中条形配光透镜沿其中心长轴的剖视图；

图3为本实用新型实施例中条形配光透镜沿其中心短轴的剖视图；

图4和5为本实用新型实施例中两种光源排布方式的结构示意图；

图6为本实用新型配光组件的结构示意图；

图7为图6中A-A方向的剖视图；

图8为多个配光单元在基座上进行排布的剖视示意图；

图9为预定的条形光斑形状示意图；

图10为预定的配光曲线示意图。

图中，1-透镜主体，2-光源，3-光源基板，4-光入射面，5-光出射面，6-光源位置槽，7-配光单元，8-走线槽，9-固定沉孔，10-定位柱，11-防水胶圈槽，12-防呆定位孔

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有的透镜设计中，当采用多颗光源配合单颗透镜进行配光时，由于光线的折射导致：光源数量越多、光源面积越大时，光线透过透镜主体后获得规整的光斑形状或满足配光曲线的难度越大，尤其是对光斑形状或配光曲线有定制要求的情况下，设计难度更大。

本实用新型的核心构思在于：为了在多颗光源配合单颗透镜时，获得预定的光斑形状及满足预定的配光曲线，设计一种独创性的透镜主体，通过透镜主体的光入射面和光出射面的配合，实现多颗光源的光线向预定的方向偏转并获得定制的条形光斑及满足预定的配光曲线。

下面结合附图对实用新型的技术方案进行详细说明。

参考图1，本实用新型提供一种条形配光单元，包括光源2、光源基板3和透镜主体1，所述光源2固定于所述光源基板3上，所述透镜主体1罩设于所述光源2并固定于所述光源基板3，所述透镜主体1沿其中心短轴方向和中心长轴方向对称，所述光源2至少为两个且沿所述透镜主体1的中心长轴方向排布安装在所述光源基板3上，所述光源2发出的光线透过所述透镜主体1形成预定的条形光斑，其中，所述中心短轴与所述中心长轴相互垂直。

所述中心长轴可以是所述透镜主体1上最远距离的两点所在的直线，所述中心短轴垂直于所述中心长轴，透镜主体1关于中心长轴所在的分界面对称，且关于所述中心短轴所在的另一分界面也对称，所述的两个分界面均为垂直于水平面的平面。

需要说明的是，本实用新型中所述的“分界面”等仅是为了方便描述形状而定义的虚拟平面，本实用新型中所述透镜主体1可采用PC、PMMA或玻璃等制成，是一体成型的，不应当因“分界面”等词而将所述透镜主体1理解为非一体成型。

所述透镜主体1的中心长轴的长度大于其中心短轴的长度，而且，本实用新型中透镜主体1的对称形状以及多个光源2沿所述中心长轴方向的排布方式，可保证在所述光源2的光线透过所述透镜主体1时形成的光斑呈条状。

在一可选实施例中，参考图2和3，所述透镜主体1沿其中心长轴方向延伸，所述透镜主体1包括光入射面4和光出射面5，所述光出射面5对应的与所述中心长轴方向相同的长轴轮廓曲线为非单调曲线，且所述长轴轮廓曲线关于所述中心短轴对称，所述光出射面5的与所述中心短轴方向相同的短轴轮廓曲线关于所述中心长轴对称。

其中，所述光出射面5的与所述中心短轴方向相同的短轴轮廓曲线为非单调曲线或单调曲线。例如，所述光出射面5的短轴轮廓曲线可以为圆弧形，也可为与所述光出出射面5的长轴轮廓曲线相似的非单调曲线，下文中将对所述光出射面5的长轴轮廓曲线做出详细说明。另外，光入射面4和光出射面5的形状相互配合，以将所述光源2发出的光线偏转至预定角度。

本实施例中，根据所述光出射面5的轮廓形状，可将经光入射面4折射后的光线传播方向进行偏转，非单调的长轴轮廓曲线可改变现有技术中单调轮廓曲线导致的光线的均匀发散，从而实现将部分光线进行偏转以获得条形光斑。

以下以多个实施例的方式对本实用新型中的光出射面的形状进行详细说明。

在一种实施例中：

所述光出射面5包括偶数个二次曲面，所述偶数个二次曲面沿所述中心长轴方向并排，其中两个邻接二次曲面的邻接线与所述中心短轴共面形成分界面，所述中心长轴垂直穿过所述分界面，位于所述分界面两侧的二次曲面个数相同且排布顺序关于所述分界面对称。

本实施例中，参考图2，以所述光出射面5包括两个二次曲面为例，所述光出射面5的长轴轮廓曲线类似平滑的“M”形，两个二次曲面相互连续，在邻接处形成分界面，两个二次曲面关于所述分界面对称，经过所述光入射面折射后的光线经过两个二次曲面后方向再次发生偏转，可形成如图9所示的条形光斑。

作为一种优选地实施例方式，本实施例中所述每个二次曲面的长轴轮廓曲线的曲率变化向中心短轴方向逐渐变缓，其中，所述长轴轮廓曲线与所述每个二次曲面的中心长轴同向。例如图2中所示的两个二次曲面，由于单个二次曲面的长轴轮廓曲线的曲率变化越靠近中心短轴越缓，这可保证所述光出射面5可将穿过所述透镜主体1边缘的光线的传播方向向透镜主体1的中心方向偏转，从而实现将光线聚集到预定的条形光斑区域中，以满足预定的配光曲线，所述预定的配光曲线可以是如图10所示的配光曲线。

在另一中实施例中：

所述光出射面5包括奇数个二次曲面，所述奇数个二次曲面沿所述中心长轴方向并排，其中一个二次曲面的长轴轮廓曲线为劣弧，且所述劣弧的平行于所述中心长轴的弦的中点与所述中心短轴共面形成分界面，所述中心长轴垂直穿过所述分界面，位于所述分界面两侧的二次曲面个数相同且排布顺序关于所述分界面对称。

本实施例中，当光出射面5包括奇数个二次曲面时，其中一个二次曲面位于所述透镜主体1的中心处，该二次曲面对应的长轴轮廓曲线需为圆弧形，以满足所述透镜主体1的对称形状要求。

以所述光出射面5包括三个二次曲面为例，根据排在中部的二次曲面对应的长轴轮廓曲线的弦以及所述中心短轴确定的分界面，所述排在中部的二次曲面和所述透镜主体均关于该分界面对称。排在两侧的二次曲面可为非圆弧面，例如所述排在两侧的二次曲面的曲率变化可越靠近中心短轴越缓，从而起到将光线进行偏转以实现将光线聚集到预定的条形光斑内的作用，并可满足图10所定制的配光曲线。

需要说明的是，对于上述两种关于光出射面5的实施例中，多个二次曲面的形状可相同也可不相同，对于不相同的情况，仅需保证所述光出射面5关于中心短轴和中心长轴所在的分界面分别对称即可，而对于二次曲面的曲率变化方式还可是其它形式，只要能够与所述光入射面的形状配合已将光线偏转至预定的条形光斑范围内即可，本实用新型对此均不作具体限定。

在一可选实施例中，参考图2和3所述光入射面4的与所述中心长轴方向相同的长轴轮廓曲线为单调曲线或非单调曲线，所述光入射面4的长轴轮廓曲线关于所述中心短轴对称；所述光入射面的与所述中心短轴方向相同的短轴轮廓曲线为单调曲线或非单调曲线，所述光入射面4的短轴轮廓曲线关于所述中心长轴对称。

所述光入射面4是光源发出的光线所经过的第一个折射面，因此，只要保证经所述光入射面4射出的光线符合对称要求即可，也即是，只要所述光入射面4的形状满足关于所述中心长轴和中心短轴分别对称即可。本实施例中，所述光入射面4可以为圆弧面，可以为类似于上文中提供的所述光出射面5形状的非圆弧面，而且，所述光入射面4对应的长轴轮廓曲线或短轴轮廓曲线也可为多个二次曲线连续相接的形状。

需要说明的是，本实施例中提供的光入射面4可与上述任意实施例中提供的光出射面5进行配合，通过所述光入射面4和光出射面5的曲面个数、曲率、曲率变化趋势等参数的相互匹配，可实现将光源发出的光线偏转至预定的条形光斑区域内，且可满足预定配光曲线的光强分布要求，从未获得预定的条形配光。

在一可选实施例中，参考图4和5，所述光源2的排布方式包括矩形、线性分布、一字等间距阵列或一字不等间距阵列。

本实施例中，所述光源2沿所述中心长轴方向一字排布或按规则队形排布，例如，图5所示的，4个光源2沿所述中心长轴方向一字不等间距排布，4个光源2发出的光线均可通过所述光入射面4和光出射面5的两次偏转分别形成预定的条形光斑，可通过调整4个光源2的光强等参数来满足图10所示的配光曲线的光强分布要求。

本实施例中，对于排布在所述中心长轴在所述基板的投影线上的光源2，每个光源2的光线透过所述透镜主体1后均可形成预定的条形光斑，而每个光源2形成的条形光斑相互叠加后可形成最终的预定条形光斑并满足预定的配光曲线要求；对于以矩形或线性分布的光源，可将关于所述中心长轴在所述基板的投影线对称的两个光源2作为光源组，每个光源组的光线透过所述透镜主体1后均可形成预定的条形光斑，而每个光源组形成的条形光斑相互叠加后可形成最终的预定条形光斑并满足预定的配光曲线要求，当然，光源组内的光源个数还可以是其它数量。

需要说明的是，本实施例中光源2的排布方式不仅可以单独某种方式排布，例如图5中单独以一字不等间距排布；还可以是几种排布方式的组合，例如，矩形排布和一字等间距排布组合。

在一可选实施例中，参考图3，所述光源基板3上设有用于固定所述光源的光源位置槽6，所述光源位置槽6包括嵌入所述光源基板表面以下的长方体状的槽体，所述槽体的顶部设有椭圆椎体状槽孔，所述槽孔用于容纳所述光源2。

现有的光源基板3在与透镜主体1配合安装时，仅将透镜主体1的光入射面4对应的内凹面和光源基板3的表面围成的空间作为容纳光源的空间，这样的空间局限性大，尤其是光入射面4和光源基板3相接位置周围的空间异常狭窄，无法用于安装光源。

本实施例中，为了免受容纳空间的局限而实现按规则排布多颗光源，在光源基板3上增设了光源位置槽6，光源位置槽6嵌入光源基板3的表面以下，从而可增大光源2的容纳空间，尤其是在光入射面4和光源基板3相接位置也可获得足够的空间安装光源。

本实用新型提供的条形配光单元，与现有技术相比至少具有以下技术进步：

1)采用多种光源颗数、多种光源排布规则配合单颗透镜主体的方式，突破了传统单光源单透镜的局限性。

2)采用独创的透镜主体形状，通过透镜主体的光入射面和光出射面在结构上的相互配合，保证了在多颗光源配合透镜主体时可获得预定的条形光斑并满足预定的配光曲线。

3)通过对光源安装位置的优化改进，保证了多颗光源在透镜主体的容纳空间中进行安装时，可按排布进行排布而不受空间的局限。

参考图6，本实用新型还提供一种配光组件，包括：基座13和若干个可拆装的配光单元7，所述配光单元7按照预定排布规则安装在所述基座13上，所述配光单元7可以是上述任一实施例中或上述任意实施例组合对应的配光单元7。所述配光单元7的详细描述可参考上文各实施例，在此不再重复描述。

上述各实施例中提供的配光单元7的功率都是可调的，若干个配光单元7可组合为各种不同功率的配光组件，为了保证配光组件形成的光斑为预定的条形光斑，且光强分布满足预定的配光曲线，本实施例中，若干个配光单元7的排布需遵守预定排布规则，下文中将对所述预定排布规则进行展开说明。

在一可选实施例中，每个所述配光单元7的中心长轴相互平行或共线，或者每个所述配光单元的中心短轴相互平行或共线。

具体地，各个配光单元7可以接续排布也可等间距或不等间距排布，所述每个配光单元7的方向保持一致，可保证每个配光单元7对应的光斑组合后形成预定的条形光斑，且满足预定的配光曲线。

另外，多个配光单元7可组成配光单元组，多个配光单元组可组成配光组件，每个配光单元7都是独立可拆装的，而配光单元组也可作为整体独立拆装，这样，可组成各种配光组件的结构，满足不同场合下的使用要求。

需要说明的是，虽然各透镜主体1之间具有间距，但是当配光组件发出的光线在地面或其它照射面上形成光斑时，配光组件与照射面之间的距离将远远大于各个配光单元7之间的间距，因此，由配光单元7之间的间距导致的各配光单元7对应的光斑之间的错位可忽略不计。

在一可选实施例中，如图6所示，所述基座13上设有对称的两个走线槽8，所述两个走线槽8分别用于正常走线和应急走线。

在一可选实施例中，如图6所示，所述配光组件还包括设于所述基座上的若干固定沉孔9，所述固定沉孔9用于将所述若干个配光单元7固定于所述基座。

具体地，可通过设定所述固定沉孔9的沉孔形状来配合所述配光单元7的安装部的形状，以保证各个配光单元7的安装方向一致。

在一可选实施例中，如图6所示，所述配光组件还包括设于所述基座13上的若干定位柱10，所述定位柱用于限制所述配光单元7的安装方向。

具体地，可在配光单元7的光源基板3底面上开设与所述定位柱10的形状相匹配的定位孔，以保证各个配光单元7的安装方向一致。

在一可选实施例中，如图7所示，所述配光组件还包括设于所述基座13上的若干防呆定位孔12，所述防呆定位孔12用于限制所述配光单元7的安装方向。

在一可选实施例中，所述配光组件还包括设于所述基座13和所述配光单元7外侧的防水胶圈槽11，所述防水胶圈槽11内安装有防水胶圈。

本实用新型提供的配光组件，相比于现有技术至少存在以下技术进步：

1)通过多个配光单元的组合可获得不同功率的配光组件。

2)同一款配光单元可实现对不同功率、不同光效要求的通用，而且，配光组件内的每个配光单元相互独立，可实现自由的拆装，方便随时进行配光组件的组装，且可任意组装出需要的光效。

3)多个配光单元的排布方向一致，保证了配光组件产生的光斑形状与单个配光单元产生的光斑形状一致，进而保证了组装获得的配光组件也可形成预定的条形光斑且满足预定的配光曲线。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。