Led燈具及其透鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED燈具及其透鏡。LED燈具包括LED光源及透鏡。透鏡包括一反射面及設(shè)于反射面兩端的入光面及出光面，反射面由對稱的兩弧線繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)180度而成，且兩弧線對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大，入光面包括由反射面的一端朝向出光面方向延伸的圓錐凹面以及由圓錐凹面的頂部沿遠(yuǎn)離出光面方向延伸的自由凸面，圓錐凹面及自由凸面形成一用于設(shè)置光源的容置槽，出光面上設(shè)有多個(gè)平行設(shè)置的圓柱面突起。利用圓柱面可將光線折射，增大燈具整體在圓柱面徑向上的光束角度，而不改變燈具整體在圓柱面長度方向的光束角度，從而實(shí)現(xiàn)橢圓形配光，在被照面上形成橢圓形光斑。圓柱面突起可使得光斑過渡更加平滑。
【專利說明】LED燈具及其透鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED燈配光領(lǐng)域，尤其涉及一種LED燈具及其透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)的白熾燈泡慢慢淡出歷史舞臺，以LED為代表的第四代固態(tài)光源逐漸建立起在照明領(lǐng)域的核心領(lǐng)導(dǎo)地位。LED (Light Emitting Diode)以其效率高,光色純、能耗低、壽命長、無污染等優(yōu)點(diǎn)成為21世紀(jì)具有競爭力的新型光源。隨著LED光通量及光效的不斷提高，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。然而,LED芯片的表面出光為Lambertian分布，無法直接應(yīng)用于照明系統(tǒng)。因此，以LED為光源的二次配光設(shè)計(jì)顯得尤為重要。
[0003]目前，市場上對LED光源的二次配光設(shè)計(jì)主要以在被照面上形成圓形光斑的反射器和透鏡為主，此類配光透鏡能夠滿足普通的對稱型立體空間的配光要求；然而，面對橫向和縱向嚴(yán)格非對稱的立體空間(比如狹窄的巷道)，此種配光形式勢必會造成光能的極大浪費(fèi)，從而造成電能的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種在被照面上形成橢圓形光斑的LED燈具及其透鏡。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種透鏡，所述透鏡包括一反射面及設(shè)于所述反射面兩端的入光面及出光面，所述反射面由對稱的兩弧線繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)180度而成，且所述兩弧線對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大，所述入光面包括由所述反射面的一端朝向所述出光面方向延伸的圓錐凹面以及由所述圓錐凹面的頂部沿遠(yuǎn)離所述出光面方向延伸的自由凸面，所述圓錐凹面及自由凸面形成一用于設(shè)置光源的容置槽，所述出光面上設(shè)有多個(gè)平行設(shè)置的圓柱面突起。
[0006]其中，所述圓柱面突起的數(shù)目為12?16個(gè)。
[0007]其中，所述兩弧線對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大2?3倍，所述透鏡沿光軸方向總長度為所述兩弧線在入光處的端點(diǎn)間距離的廣1.5倍。
[0008]其中，所述兩弧線對稱點(diǎn)在出光處端點(diǎn)間的距離為14.447mm、在入光處端點(diǎn)間的距離為6mm,所述透鏡沿光軸方向的總長度為8_。
[0009]其中，所述圓錐凹面的母線與所述透鏡的光軸之間的夾角為6.34°。
[0010]其中，所述LED光源位于所述透鏡的光軸上且朝向所述自由凸面，所述自由凸面的周向邊緣與LED光源發(fā)光點(diǎn)之間的連線和所述透鏡光軸的夾角為35°?45°。
[0011]其中，所述圓柱面突起的橫截面為半圓形，相鄰的圓柱面突起相切連接。
[0012]其中，所述圓柱面突起的直徑為1mm。
[0013]其中,所述反射面為全反射面。
[0014]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種LED燈具，包括LED光源及前述的透鏡，所述LED光源固定在所述透鏡的容置槽中。
[0015]本發(fā)明提供的LED燈具及其透鏡，利用圓柱面突起可將光線折射，增大燈具整體在圓柱面突起徑向上的光束角度，而不改變燈具整體在圓柱面突起長度方向的光束角度，從而實(shí)現(xiàn)橢圓形配光，在被照面上形成橢圓形光斑；圓柱面突起可使得光斑過渡更加平滑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的透鏡的示意圖；
圖2是圖1的透鏡的側(cè)面正投影圖；
圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的LED燈具的軸向剖面圖；
圖4是圖3的LED燈具在I米處的照度圖；
圖5是圖3的LED燈具的配光曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0019]請一并參閱圖1至圖3，本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種LED燈具，包括LED光源2(如圖3所示)及透鏡I。透鏡I包括一反射面11及設(shè)于反射面11兩端的入光面12及出光面13，反射面11由對稱的兩弧線11a、Ilb繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)180度而成，且兩弧線11a、Ilb對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大，入光面12包括由反射面11的一端朝向出光面方向延伸的圓錐凹面121以及由圓錐凹面121的頂部沿遠(yuǎn)離出光面方向延伸的自由凸面122，圓錐凹面121及自由凸面122形成一用于設(shè)置光源的容置槽10，LED光源2固定在容置槽10中。
[0020]在本實(shí)施例中，透鏡I還包括連接于反射面11與入光面之間的底端面15。當(dāng)然，此處反射面11與入光面12之間也可以直接連接，而不設(shè)置底端面15。
[0021]作為優(yōu)選，反射面11為全反射面，即透鏡I為TIR (TotalInternalReflection ,全內(nèi)反射)透鏡。
[0022]作為優(yōu)選，兩弧線IlaUlb對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大2?3倍，透鏡I沿光軸方向總長度h為兩弧線IlaUlb在入光處的端點(diǎn)間距離dl的f 1.5倍。以達(dá)到最好的配光效果。在本實(shí)施方式中，兩弧線IlaUlb對稱點(diǎn)在出光處端點(diǎn)間的距離d2為14.447mm、在入光處端點(diǎn)間的距離dl為6mm,透鏡I沿光軸方向的總長度h為8mm。整個(gè)透鏡I體積小，集成度更高，方便后續(xù)的LED整燈設(shè)計(jì)。
[0023]出光面13上設(shè)有多個(gè)平行設(shè)置的圓柱面突起14，利用圓柱面突起14可將光線折射使其偏向圓柱面突起14徑向的兩側(cè)，增大透鏡I整體在圓柱面突起14徑向上的光束角度，從而實(shí)現(xiàn)橢圓形配光，在被照面上形成橢圓形光斑，適用于橫向和縱向非對稱的立體空間如狹窄的巷道內(nèi)的配光，避免光能浪費(fèi)。作為優(yōu)選，圓柱面突起14的橫截面為半圓形，相鄰的圓柱面突起14相切連接，可使出光光線全部經(jīng)過圓柱面，以更好的折射出光光線，使得圓柱面徑向上的配光均勻，同時(shí)圓柱面突起14可使得光斑過渡更加平滑。
[0024]作為優(yōu)選，為了實(shí)現(xiàn)最佳的橢圓形配光效果，圓柱面突起14的數(shù)目為12?16個(gè)。在本實(shí)施方式中，圓柱面突起14的直徑為1mm，其數(shù)目約為14個(gè)。
[0025]在本實(shí)施例中，圓錐凹面121的母線與透鏡I的光軸之間的夾角β為6.34°，即圓錐凹面121的母線與透鏡I的橫截面之間的夾角為83.66°，加工方便，同時(shí)便于將LED光源的四周側(cè)面光線折射至透鏡I的反射面11，并通過反射面11全反射呈平行于透鏡I軸向的平行光束，利于將光照控制在一定范圍內(nèi)。
[0026]LED光源2位于透鏡I的光軸上且朝向自由凸面122，自由凸面122的周向邊緣與LED光源2之間的連線和透鏡I光軸的夾角α為35°~45°。即LED光源2正前方大約0-40° ±5°的光線會照射到自由凸面122上，通過自由凸面122可起到聚光作用，使光線更加集中。LED光源2的側(cè)面光線即40° ±5°、0°的光線經(jīng)圓錐凹面121及反射面11全反射至透鏡I的出光面13。
[0027]具體地，在本實(shí)施例中，自由凸面122的周向邊緣與LED光源2發(fā)光點(diǎn)之間的連線和透鏡I光軸的夾角α為40°，自由凸面122對應(yīng)控制LED光源0-40°的正前方光線，圓錐凹面121對應(yīng)控制LED光源40°、0°的側(cè)面光線。當(dāng)然，此處角度由于LED光源2設(shè)置在容置槽10內(nèi)的深度不同而有所偏差。
[0028]本實(shí)施方式提供的LED燈具的在I米處的照度圖如圖4所示，可見其在被照面上形成的光斑為橢圓形光斑；如5圖所示，LED燈具的配光曲線圖，從曲線可見該LED燈具在圓柱面徑向方向上的出光角度為40° ,結(jié)合圖4可見,其在圓柱面長度方向的出光角度為14.5°。
[0029]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。·
【權(quán)利要求】
1.一種透鏡，其特征在于，所述透鏡包括一反射面及設(shè)于所述反射面兩端的入光面及出光面，所述反射面由對稱的兩弧線繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)180度而成，且所述兩弧線對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大，所述入光面包括由所述反射面的一端朝向所述出光面方向延伸的圓錐凹面以及由所述圓錐凹面的頂部沿遠(yuǎn)離所述出光面方向延伸的自由凸面，所述圓錐凹面及自由凸面形成一用于設(shè)置光源的容置槽，所述出光面上設(shè)有多個(gè)平行設(shè)置的圓柱面突起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述圓柱面突起的數(shù)目為12?16個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述兩弧線對稱點(diǎn)之間的距離沿朝向出光面的方向逐漸增大2?3倍，所述透鏡沿光軸方向總長度為所述兩弧線在入光處的端點(diǎn)間距離的廣1.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述兩弧線對稱點(diǎn)在出光處端點(diǎn)間的距離為14.447mm、在入光處端點(diǎn)間的距離為6mm,所述透鏡沿光軸方向的總長度為8mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述圓錐凹面的母線與所述透鏡的光軸之間的夾角為6.34°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述LED光源位于所述透鏡的光軸上且朝向所述自由凸面，所述自由凸面的周向邊緣與LED光源發(fā)光點(diǎn)之間的連線和所述透鏡光軸的夾角為35°?45。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述圓柱面突起的橫截面為半圓形，相鄰的圓柱面突起相切連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡，其特征在于，所述圓柱面突起的直徑為1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述反射面為全反射面。
10.一種LED燈具，其特征在于，包括LED光源及權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的透鏡，所述LED光源固定在所述透鏡的容置槽中。
【文檔編號】F21V19/00GK103851363SQ201210502097
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】周明杰, 杜金 申請人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司