基于正反雙向菲涅爾透鏡的高光效防眩led定向燈的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及LED配光的研究領域，特別涉及一種基于正反雙向菲涅爾透鏡的 高光效防眩LED定向燈。
【背景技術】
[0002] 目前國內(nèi)外照明行業(yè)C0B芯片價格高居不下，中功率芯片模組因價格低廉成為追 捧的寵兒，但是因單個光源芯片具有相對獨立性，一般二次配光設計時采用PC透鏡設計或 者采用鍍鋁反射器，導致LED定向燈二次配光中會存在以下技術問題：1、中功率芯片模組 低光效，能耗高，代替鹵素燈功率普遍偏低；2、二次配光設計照度均勻性難控制。所以，一種 使光斑更加均勻的防眩LED定向燈時本領域技術人員研究的方向。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種基于正反雙向 菲涅爾透鏡的高光效防眩LED定向燈，縮短光程減小了光損，提高光學效率。
[0004] 為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種基于正反雙向菲涅爾透 鏡的高光效防眩LED定向燈，包括LED基板、反射器、正向菲涅爾透鏡及反向菲涅爾透鏡，所 述反射器設置在LED基板上，所述正向菲涅爾透鏡設置在反射器的腔體內(nèi)，正向菲涅爾透 鏡安裝在反射器的底部，所述反向菲涅爾透鏡懸空架設在反射器的頂部，以LED基板幾何 中心為基準點，芯片發(fā)光角度分割成0° -y°和y° -90°兩個環(huán)帶部分。
[0005] 優(yōu)選的，所述0° -y°環(huán)帶的配光設計為：
[0006] 光線i經(jīng)反射器反射，光能傳播滿足反射定律入射角a =反射角0，0角為光線 與X軸夾角，y角為p點斜率夾角，P(x，y)為曲il面上一點，則P點斜率為：
[0009] 又因光線il為中功率模組LED基板方向傳播，可以得出y 求解（1)、（2) 得出P的微分方程F(dx，dy)，給出P點初始位置，就可以計算出P點0° 各點位置， 擬合出反射器的自由曲面面型。
[0010] 優(yōu)選的，所述y° -90°環(huán)帶的配光設計為：
[0011] 光線j經(jīng)過懸空結(jié)構設計的正向菲涅爾透鏡和反向菲涅爾透鏡發(fā)生折射，通過調(diào) 節(jié)正、反向菲涅爾透鏡齒輪上的自由曲面曲率，自由曲面滿足菲涅爾方程：
[0013] 其中，k為斜率，r為自由曲面斜率半徑，a 1........a 8為系數(shù)，調(diào)節(jié)各個參數(shù)改 變光線折射角，設正向菲涅爾透鏡自由曲面方程為Fi (Z)，反向菲涅爾透鏡自由曲面方程為 F2 (Z)，調(diào)整兩個方程的參數(shù)從使得光線按照目標區(qū)域折射。
[0014] 優(yōu)選的，所述LED基板上設有多顆LED發(fā)光二級管，所述多顆LED發(fā)光二級管按設 定形狀排列在LED基板上。
[0015] 優(yōu)選的，所述反向菲涅爾透鏡的邊緣設有一圈凹槽，所述凹槽與反射器的頂部外 邊緣相匹配，安裝時，反向菲涅爾透鏡卡合在反射器上。
[0016] 優(yōu)選的，所述反射器上的內(nèi)表面上設有曲率可調(diào)的自由曲面。
[0017] 優(yōu)選的，所述反射器為鋁材質(zhì)的反射器。
[0018] 優(yōu)選的，所述反向菲涅爾透鏡的齒輪上設有曲率可調(diào)的自由曲面，齒輪排布呈同 心環(huán)。
[0019] 優(yōu)選的，所述正向菲涅爾透鏡上設有多個安裝腳，所述安裝腳固定在反射器底部 上所述反向菲涅爾透鏡的齒輪上設有曲率可調(diào)的自由曲面，齒輪排布呈同心環(huán)。
[0020] 優(yōu)選的，所述正向菲涅爾透鏡的直徑小于反射器底部開口的直徑。
[0021] 本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：
[0022] 1、本實用新型懸空結(jié)構設計正向菲涅爾透鏡，縮短光程減小了光損，光學效率提 高5%，中心光強提高30%。
[0023] 2、本實用新型正、反雙向設計菲涅爾透鏡起到聚光效果，達到提高中心光強的作 用，可實現(xiàn)代替高功率鹵素燈。
[0024] 3、本實用新型的反射器和菲涅爾透鏡方式讓光源裸露的空間變大，反光杯材料為 鋁材，在一定程度上增加了 LED光源的散熱；
[0025] 4、本實用新型解決了目前反射器在光學設計時邊緣出現(xiàn)光環(huán)的問題，使得光斑更 加均勻。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本實用新型裝置的結(jié)構示意圖；
[0027] 圖2是本實用新型裝置的分解圖；
[0028] 圖3是本實用新型芯片發(fā)光角度分割成0° -y°，y° -90°兩個環(huán)帶部分的示 意圖；
[0029] 圖4是本實用新型0° -Y°環(huán)帶配光示意圖；
[0030] 圖5是本實用新型Y ° -90°環(huán)帶配光示意圖；
[0031] 圖6是本實用新型LED發(fā)光二級管在基板上的布置圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施 方式不限于此。
[0033] 實施例
[0034] 如圖1、圖2所示，本實施例基于正反雙向菲涅爾透鏡的高光效防眩LED定向燈，包 括LED基板1、反射器2、正向菲涅爾透鏡3及反向菲涅爾透鏡4,所述反射器2設置在LED 基板1上，所述正向菲涅爾透鏡3設置在反射器2的腔體內(nèi)，正向菲涅爾透鏡3安裝在反射 器的底部，所述反向菲涅爾透鏡4懸空架設在反射器2的頂部；中功率模組幾何中心為基準 點，芯片發(fā)光角度分割成0° -y°，y° -90°兩個環(huán)帶部分，針對兩個部分光學進行獨立 設計。
[0035] 為了達到更好的出光效果，本實施例中，所述LED基板1上設有多顆LED發(fā)光二級 管，所述多顆LED發(fā)光二級管按設定形狀排列在LED基板1上，如圖6所示，本實施例中LED 發(fā)光二極管分內(nèi)外兩層布置，外層設置為圓形，內(nèi)層設置為矩形。
[0036] 如圖2所示，所述反向菲涅爾透鏡4的邊緣設有一圈凹槽，所述凹槽與反射器2的 頂部外邊緣相匹配，安裝時，反向菲涅爾透鏡4卡合在反射器2上。
[0037] 所述反射器2上的內(nèi)表面上設有曲率可調(diào)的自由曲面，通過調(diào)整反射器自由曲面 曲率，使得經(jīng)過反射器2反射的光線垂直于中功率模組LED基板1方向傳播。
[0038] 同理，所述反向菲涅爾透鏡4的齒輪上設有曲率可調(diào)的自由曲面，光線經(jīng)過懸空 結(jié)構設計正向菲涅爾透鏡3和反向菲涅爾透鏡4發(fā)生折射，通過調(diào)節(jié)菲涅爾透鏡齒輪上的 自由曲面曲率，改變光線折射角，從使得光線按照目標區(qū)域折射。
[0039] 本實施例中，所述反射器為鋁材質(zhì)的反射器，在一定程度上增加了 LED光源的散 熱。
[0040] 如圖2所示，所述正向菲涅爾透鏡上