CN103133990A - Led灯具透镜及led灯具 - Google Patents

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周明杰
杜金
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Abstract

一种LED灯具透镜及LED灯具，包括：一种配光的透镜，包括呈半球状的透镜本体，所述透镜本体靠近所述LED光源的一侧为内凹球面，远离所述LED光源的一侧为自由曲面；所述内凹球面的曲率半径为100mm。本发明可满足被照面照度高度均匀的配光要求，在一定范围内照度均匀性可达90%以上。

Description

LED灯具透镜及LED灯具
技术领域
本发明涉及一种照明灯具，尤其涉及LED灯具的配光结构。
背景技术
LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED以效率高，光色存、能耗低、寿命长、无污染等优点成为具有竞争力的新型光源。随着LED光通量及光效的不断提高，LED在照明领域的应用也越来越广泛。为了满足在特定范围内的均匀发光，通常需要光学LED灯具透镜对LED出射光的方向进行调整，因此LED二次光学LED灯具透镜的性能也显得越来越重要。
目前，市面上应用较多的LED均匀LED灯具透镜主要采用两种类型：一种是多片非球面型，这种结构虽然照度均匀度较高，但是会增加光学系统的复杂度和装配的难度；另一种是单片非球面型，这种结构虽然光学复杂度低，但是又会出现照明均匀度较低而且不均匀的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提出一种LED灯具透镜及LED灯具，既可以降低光学系统复杂度，又能够确保高均匀度配光。
本发明针对上述技术问题而提出的技术方案包括，提出一种LED灯具透镜，包括呈半球状的透镜本体，所述透镜本体靠近所述LED光源的一侧为内凹球面，远离所述LED光源的一侧为自由曲面，该自由曲面为绕LED中心光轴旋转而成的对称性自由曲面；所述内凹球面的曲率半径为100mm。
所述LED灯具透镜的度数为60度。
所述内凹球面和自由曲面的中心厚度为10mm。
所述LED灯具透镜的度数为30度。
所述内凹球面和自由曲面的中心厚度为14mm。
所述自由曲面是旋转对称的。
所述自由曲面的母线是由1000个自由移动的点连接而成的。
所述LED灯具透镜还包括由所述透镜本体的边缘突伸出的周缘。
所述LED灯具透镜周缘的远离所述透镜本体的侧面是平齐的。
本发明针对上述技术问题而提出的技术方案还包括，提出一种LED灯具，包括LED光源，还包括如上所述的LED灯具透镜，所述LED光源位于所述的LED灯具透镜的中心对称轴上，所述LED光源的出光端面向所述的LED灯具透镜的内凹球面，所述LED光源的出光端与所述内凹球面顶点之间的间隔为8mm。  
与现有技术相比，本发明的LED灯具透镜及LED灯具，通过将入光侧设计成曲率半径为100mm的内凹球面、出光侧设计为自由曲面，在减少光学系统复杂度的同时，可实现被照面照度高度均匀的配光要求，从而在一定范围内照度均匀性可达90%以上。
附图说明
图1为本发明的LED灯具的侧面结构示意。
图2为本发明的LED灯具的剖面结构示意。
图3为本发明的LED灯具的光路原理示意。
图4为本发明的LED灯具第一实施例的照度曲线。
图5为本发明的LED灯具第一实施例的光强配光曲线。
图6为本发明的LED灯具第二实施例的照度曲线。
图7为本发明的LED灯具第二实施例的光强配光曲线。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
如图1至图3所示，本发明的LED灯具大致包括：相互之间间隔一设定距离d1的一LED光源1和一LED灯具透镜2。其中，该LED灯具透镜2用于对LED光源1发出的光线进行均匀配光，以满足被照面照度高度均匀的配光要求，其包括呈半球状的透镜本体，该透镜本体的靠近LED光源1的入光侧为内凹球面21、远离LED光源1的出光侧为自由曲面22，该自由曲面22为绕LED中心光轴11旋转而成的对称性自由曲面，所述内凹球面21和自由曲面22的中心厚度为d2。
为达到更好的均匀配光效果：在一定范围内照度均匀性可达90%以上，优选地，所述球面21的曲率半径为100mm。自由曲面22为旋转对称型的自由曲面，其母线由1000个自由移动的自由点连接而成，通过改变自由点的坐标可实现对每条光线的精确控制。
另外，为了方便该LED灯具透镜2在灯具中的安装与使用，该LED灯具透镜2还设有由透镜本体的边缘突伸出的周缘23。一圈的周缘23与内凹球面21配合可共同围合出一空腔24。优选地，周缘23的远离透镜本体的侧面，也就是面向LED光源1的一侧，是平齐的。
与现有技术相比，本发明的LED灯具，仅采用一片自由曲面均匀LED灯具透镜，用于对LED光源发出的光线进行重新分配，在减少光学系统复杂度的同时，可实现被照面照度高度均匀的配光要求，其在一定范围内照度均匀性可达90%以上的配光效果。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种LED灯具透镜，包括呈半球状的透镜本体，其特征在于：所述透镜本体靠近所述LED光源的一侧为内凹球面，远离所述LED光源的一侧为自由曲面，该自由曲面为绕LED中心光轴旋转而成的对称性自由曲面；所述内凹球面的曲率半径为100mm。
2.依据权利要求1所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述LED灯具透镜的度数为60度。
3.依据权利要求2所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述内凹球面和自由曲面的中心厚度为10mm。
4.依据权利要求1所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述LED灯具透镜的度数为30度。
5.依据权利要求4所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述内凹球面和自由曲面的中心厚度为14mm。
6.依据权利要求1所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述自由曲面是旋转对称的。
7.依据权利要求6所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述自由曲面的母线是由1000个自由移动的点连接而成的。
8.依据权利要求1所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述LED灯具透镜还包括由所述透镜本体的边缘突伸出的周缘。
9.依据权利要求8所述的LED灯具透镜，其特征在于，所述LED灯具透镜周缘的远离所述透镜本体的侧面是平齐的。
10.一种LED灯具，包括LED光源，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的LED灯具透镜，所述LED光源位于所述的LED灯具透镜的中心对称轴上，所述LED光源的出光端面向所述的LED灯具透镜的内凹球面，所述LED光源的出光端与所述内凹球面顶点之间的间隔为8mm。
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