專利名稱：一種led防眩燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明燈具，更具體地說，涉及一種LED防眩燈。
背景技術(shù)：
隨著科技的進步，大功率貼片式發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)已不僅 僅應用于手電筒、頭燈、投光燈等產(chǎn)品上，而且也越來越多的被應用于室內(nèi)泛光照明燈具。目前，普通日光燈管的表面亮度約為7000 8000cd/m2，該亮度在室內(nèi)環(huán)境下能 滿足人眼對眩光要求，即人眼能適應這樣范圍的亮度。而LED燈由于光源尺寸較小(一般 直徑小于6mm)，光通量又較高(601m/W以上)，造成LED表面亮度很高，一般最大亮度都有 超過300000cd/m2。圖1所示為現(xiàn)有LED光源如CREE XR-E 3WLED的配光曲線圖，圖2所 示為其光斑效果圖，圖3所示為其照度曲線圖。從圖中可以看出，這種LED光源產(chǎn)生的配光 曲線中心高周邊低(如圖1所示)。特定距離的光斑效果也是照度極高(如圖2和圖3所 示)，表面亮度平均為3162^cd/m2，光源對人眼的刺激比較嚴重。所以在很大程度上需要 有效限制LED燈的眩光。如圖4所示，現(xiàn)有LED泛光燈具大多采用反射器作為配光光學元件。此種方法通 過設(shè)置燈具保護角α的方式來限制眩光，但由于其不能降低燈具表面亮度，當人眼在保護 角α之外看燈具，仍然會有光線直接射入人眼，會產(chǎn)生不舒適的感覺。因此迫切需要一種通過降低LED點光源的表面亮度而使人眼直接注視燈具不會 有刺激感的LED防眩燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有LED燈具的上述表面亮度過大的缺陷， 提供一種LED防眩燈。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種由具有一次透鏡的LED光 源、一次泛光的凹透鏡以及二次泛光的防眩透明件組成的LED防眩燈。一種LED防眩燈，包括具有一次透鏡的LED光源、包覆所述LED光源的一次透鏡的 凹透鏡，其用于對LED光源的出射光進行第一次泛光；以及包覆所述凹透鏡的具有圓環(huán)形 鋸齒的防眩透明件，其用于對凹透鏡泛光后的光線進行第二次泛光。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述凹透鏡具有入射曲面和出射曲面，所述凹透 鏡向出射曲面方向彎曲，且所述出射曲面曲率小于入射曲面曲率。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述入射曲面為球面，所述入射曲面的曲率半徑 等于所述一次透鏡的曲率半徑，所述入射曲面的曲率中心與LED光源的中心重合。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述入射曲面曲率半徑為1. 5-3. 5mm。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述出射曲面上從其中心到邊緣的各點到LED光 源的中心的距離逐漸增大。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件為圓盤狀，且具有入射面和出射面，所述入射面為平面，且垂直于所述LED光源的中軸線，所述出射面具有從其中心向邊緣 依次排布的圓環(huán)形鋸齒，所述圓環(huán)形鋸齒的圓心與所述防眩透明件的中心重合。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件出射面中心的圓環(huán)形鋸齒的高度 低于邊緣圓環(huán)形鋸齒的高度，且中心圓環(huán)形鋸齒向邊緣方向傾斜。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述出射面的中心圓環(huán)形鋸齒的高度低于其邊緣 圓環(huán)形鋸齒的高度，且所述中心圓環(huán)形鋸齒向所述出射面的邊緣方向傾斜。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件的圓環(huán)形鋸齒的寬度為l_6mm。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件與凹透鏡之間的間距為20_40mm。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯 制成，且透過率大于92%。實施本發(fā)明的LED防眩燈，具有以下有益效果本發(fā)明的LED防眩燈能有效降低燈 具表面的亮度，并實現(xiàn)相對均勻的照明，能夠滿足室內(nèi)環(huán)境下人眼對亮度適應的要求。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有LED光源的配光曲線圖；圖2是現(xiàn)有LED光源的光斑效果圖；圖3是現(xiàn)有LED光源的照度曲線圖；圖4是現(xiàn)有LED反光燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明LED防眩燈實施例的光路圖；圖6是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的凹透鏡的立體圖；圖8是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的凹透鏡與LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的凹透鏡的配光曲線圖；圖10是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的凹透鏡的光斑效果圖；圖11是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的凹透鏡的照度曲線圖；圖12是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件的立體圖；圖13是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件出射面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件的配光曲線圖；圖15是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件的光斑效果圖；圖16是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件的照度曲線圖。
具體實施例方式如圖5所示，是本發(fā)明LED防眩燈實施例的光路圖。本發(fā)明的LED防眩燈包括 LED光源100、凹透鏡200以及防眩透明件300 ；其中，所述LED光源100位于LED防眩燈的 中心，所述凹透鏡200包覆LED光源100，用于對LED光源100發(fā)出的光線進行第一次泛光， 所述防眩透明件300包覆所述凹透鏡200，用于對凹透鏡200泛光后的光線進行第二次泛 光，從而將點光源轉(zhuǎn)化為面光源。如圖6所示，為LED光源100的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例中采用的LED光源100為CREE XR-E 3ff LED。該LED光源100具有一個發(fā)出光線的LED光源100的中心101，以 及一次透鏡102。其中，所述一次透鏡102為球面透鏡。圖1、圖2和圖3分別示出了其配 光曲線圖、光斑效果圖和照度曲線圖。從圖可以看出，其特定距離的光斑的照度極高，表面 亮度平均為3162^cd/m2，光源對人眼的刺激比較嚴重。如圖7所示，為本發(fā)明LED防眩燈所采用的凹透鏡200的立體圖；如圖8所示，為 本發(fā)明LED防眩燈所采用的凹透鏡200與LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖7和圖8可以看 到，本發(fā)明實施例中采用的凹透鏡200為中心凹陷的蘑菇狀，其具有入射曲面201和出射曲 面202，所述凹透鏡200向出射曲面202方向彎曲，且所述出射曲面202的曲率小于入射曲 面201的曲率。所述入射曲面201為球面，其曲率半徑等于所述一次透鏡102的曲率半徑， 且所述入射曲面201的曲率中心與LED光源100的中心101重合，即該凹透鏡200的入射 曲面201與LED光源100的一次透鏡202可膠合或密接，從而最大程度提高透鏡的光通利 用率。入射曲面201的曲率半徑為1. 5-3. 5mm。優(yōu)選2. 5mm。請參閱圖8，所述凹透鏡200 的出射曲面202上各點到LED光源的中心101的距離L，從出射曲面202的中心向其邊緣逐 漸增大。圖9、圖10和圖11分別示出了經(jīng)過凹透鏡200后的配光曲線圖、光斑效果圖和 照度曲線圖。可以看到，光源通過凹透鏡200之后，光線重新進行了分配，降低了光源的亮 度，在凹透鏡200表面的亮度已降至31600cd/m2，為LED光源表面亮度的1/10，且能夠?qū)崿F(xiàn) 27mm處的均勻光斑效果。如圖12所示，為本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件300的立體圖。如 圖13所示，是本發(fā)明LED防眩燈實施例中采用的防眩透明件300的出射面302的結(jié)構(gòu)示意 圖。防眩透明件300為圓盤狀，具有入射面301和出射面302。入射面301為平面，且垂直 于LED光源100的中軸線。所述出射面302具有從中心向邊緣依次排布的圓環(huán)形鋸齒，所 述圓環(huán)形鋸齒的圓心與所述防眩透明件300的中心重合。從圖13中可以看到，出射面301 的中心圓環(huán)形鋸齒的高度低于其邊緣圓環(huán)形鋸齒的高度，且所述中心圓環(huán)形鋸齒向出射面 301的邊緣方向傾斜。所述防眩透明件300的圓環(huán)形鋸齒的寬度d優(yōu)選為l-6mm。且所述 防眩透明件300與凹透鏡200之間的間距M(如圖5所示)與凹透鏡200對光線的發(fā)散角 度成反比。即如果光線經(jīng)凹透鏡200后較為發(fā)散，則防眩透明件300距離凹透鏡200可較 近，即減小間距M ；而如果光線經(jīng)凹透鏡200后發(fā)散角度小，則需適當增加間距M。本發(fā)明 的間距M為20-40mm，優(yōu)選30mm。防眩透明件300可采用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)或聚碳酸酯材料(Polycarbonate，PC)制成，透過率大于92%，折射率 為 1. 4923。需要注意的是，當間距M較小時，照射到防眩透明件300上單位面積的光強增加， 則相應的圓環(huán)形鋸齒的寬度d需要適當減小，以便于增大單位面積內(nèi)圓環(huán)形鋸齒的數(shù)量， 從而有效地對出射光線進行泛光，保障防眩效果。反之，所設(shè)計的圓環(huán)形鋸齒的寬度d需要 適當增大。請參閱圖13，在本實施例中，通過角度計算，防眩透明件300的半徑R為70mm，其 能將平均分配到其入射面301的光線經(jīng)過兩次折射后以大約10度的發(fā)散角出射。圖14、圖 15和圖16分別示出了采用防眩透明件300的配光曲線圖、光斑效果圖和照度曲線圖。從圖 中可以看到，點光源通過防眩透明件300的二次泛光被轉(zhuǎn)化為面光源。在LED防眩燈的表面的亮度已降至1000cd/m2，已滿足在室內(nèi)環(huán)境下人眼對亮度適應的要求。由此可見，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的LED防眩燈采用凹透鏡200及防眩透明件 300對LED光源進行兩次泛光，有效地降低了燈具表面的亮度，實現(xiàn)了相對均勻的照明。需要說明地是，本發(fā)明所提供的LED防眩燈也可以作為一個特征單元，可以根據(jù) 實際照明需要將該特征單元陣列成nXn形式，或者其它排列形式，從而實現(xiàn)更大功率的照 明。雖然本發(fā)明已參照當前的實施方式進行了描述，但本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應 當認識到，上述實施方式僅用來說明本發(fā)明，并非用來限定本發(fā)明的保護范圍，任何在本發(fā) 明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、改進，均應包含在本發(fā)明的權(quán)利保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED防眩燈，包括具有一次透鏡(10 的LED光源(100)，其特征在于，還包括 包覆所述LED光源(100)的一次透鏡(10 的凹透鏡000)，其用于對LED光源(100)的出 射光進行第一次泛光；以及包覆所述凹透鏡(200)的具有圓環(huán)形鋸齒的防眩透明件(300)， 其用于對凹透鏡(200)泛光后的光線進行第二次泛光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述凹透鏡(200)具有入射曲面(201)和出射曲面002)，所述凹透鏡(200)向出射曲面(202)方向彎曲，且所述出射曲面(202)曲率小于入射曲面O01)曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED防眩燈，其特征在于，所述入射曲面O01)為球面，所述 入射曲面O01)的曲率半徑等于所述一次透鏡(102)的曲率半徑，所述入射曲面O01)的 曲率中心與LED光源(100)的中心(101)重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED防眩燈，其特征在于，所述入射曲面O01)曲率半徑為 1. 5-3. 5mm0
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED防眩燈，其特征在于，所述出射曲面(20 上從其中心到 邊緣的各點到LED光源(100)的中心(101)的距離(L)逐漸增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)為圓盤狀， 且具有入射面(301)和出射面(302)，所述入射面(301)為平面，且垂直于所述LED光源 (100)的中軸線，所述出射面(30 具有從其中心向邊緣依次排布的圓環(huán)形鋸齒，所述圓環(huán) 形鋸齒的圓心與所述防眩透明件(300)的中心重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED防眩燈，其特征在于，所述出射面(301)的中心圓環(huán)形鋸 齒的高度低于其邊緣圓環(huán)形鋸齒的高度，且所述中心圓環(huán)形鋸齒向所述出射面(301)的邊 緣方向傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)的圓環(huán)形鋸 齒的寬度⑷為l_6mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)與凹透鏡 (200)之間的間距(M)為20-40mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)由聚甲基 丙烯酸甲酯或聚碳酸酯制成，且透過率大于92%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED防眩燈，包括具有一次透鏡(102)的LED光源(100)、包覆所述LED光源(100)的一次透鏡(102)的凹透鏡(200)，其用于對LED光源(100)的出射光進行第一次泛光；以及包覆所述凹透鏡(200)的具有圓環(huán)形鋸齒的防眩透明件(300)，其用于對凹透鏡(200)泛光后的光線進行第二次泛光。本發(fā)明的LED防眩燈能有效降低燈具表面的亮度，并實現(xiàn)相對均勻的照明，能夠滿足室內(nèi)環(huán)境下人眼對亮度適應的要求。
文檔編號F21V5/04GK102042502SQ20091019079
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者劉延明, 周明杰 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司