CN105444119A - Led透镜模组及应用该透镜模组的led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED透镜模组，其包括数个透镜及承载板，所述数个透镜以一个透镜为圆心呈圆形依次排列在所述承载板上；所述每一个透镜包括光线入射面、安装面、连接面及光线出射面，所述光线入射面、安装面、连接面及光线出射面依次连接，所述安装面与光轴方向垂直，所述光纤入射面为椭圆面，所述光纤出射面为自由面，射入所述光线入射面的光线被折射后入射到所述光线出射面，再经所述光线出射面折射后射出相互叠加射出。

Description

LED透镜模组及应用该透镜模组的LED灯具
技术领域
本发明涉及照一种照明领域，尤其是涉及一种LED透镜模组以及具有该透镜的LED灯具。
背景技术
LED作为能够将电能转化为光能的半导体，以其效率高、能耗低、寿命长等优点被广泛地应用于各种照明灯具中，这些以LED为光源的灯具已经成为人们生活、工作中不可缺少的照明用器具，如冶金、煤炭、石化行业场地照明灯、港口码头路灯、景观路灯等。与白炽灯、金属卤素灯等360度全方向发光的传统光源不同的是，以LED为光源的灯具由其芯片封装的结构决定了发光的多样性。因此，在具体应用中，只是将LED简单排布以满足某项性能要求，由于发光角度的原因LED发出的大部分光线直接照射出去，不仅造成LED光能的大量损失，而且增加了耗能成本。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种实现大角度的照明且结构简单的LED透镜模组。
本发明还提供一种应用所述透镜的LED灯具。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED透镜模组，所述LED透镜模组包括数个透镜及承载板，所述数个透镜以一个透镜为圆心呈圆形依次排列在所述承载板上；所述每一个透镜包括光线入射面、安装面、连接面及光线出射面，所述光线入射面、安装面、连接面及光线出射面依次连接，所述安装面与光轴方向垂直，所述光纤入射面为椭圆面，所述光纤出射面为自由面，射入所述光线入射面的光线被折射后入射到所述光线出射面，再经所述光线出射面折射后射出相互叠加射出。
其中，所述连接面为反射面，射入所述光线入光面的光线经折射后有部分光线射入所述连接面后入经所述光线出射面射出。
其中，与所述每个透镜的中心相交的平面切割所述光线入射面形成的截面的轮廓满足椭圆方程式。
其中，所述透镜由光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料射出成型工艺制成。
其中，所述安装面为一圆环状平面，其连接于所述光线入射面与所述连接面之间，所述安装面用作所述透镜的安装基准。
其中，所述连接面为透镜的侧部的矩形凸出面，其连接于所述光线出射面与所述安装面之间，所述连接面用作所述透镜的卡持固定。
其中，射入所述光线入射面的光线被折射后入射到所述光线出射面，再经所述光线出射面折射后射出相互叠加射出形成所需出射角度和照度的光线，并从夹角为120°的区域内射出。
其中，所述光线出射面为外凸形自由曲面，并与所述光线入射面凸出方向一致。
本发明提供了一种LED灯具，包括铝基板及装于所述铝基板的数个光源，该LED灯具还包括权利要求以上所述的透镜，所述透镜装于所述铝基板上，所述光源分别与所述透镜的光线入射面相对。
其中，所述透镜一端开设有容置腔，该容置腔由所述光线入射面围成，所述光源的发光部容置于该容置腔内，其发出的光线照射至所述光线入射面上。
本发明的透镜模组所用透镜折射出来的光线相互叠加最终形成一个照明区域涵盖范围为120度的光斑，光斑满足均匀的照度要求，并且透镜模组结构简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例提供的LED透镜模组的透镜立体示意图。
图2是本发明实施例提供的LED透镜模组的立体示意图。
图3是本发明实施例提供的LED灯具的主视图。
图4是本发明实施例提供的LED灯具的光路示意图。
图5是本发明实施例提供的LED灯具结构示意图。
图6是本发明实施例提供的LED灯具的光强分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1与图2，本发明实施方式提供一种LED透镜模组10，其包括数个透镜11及承载板12，所述数个透镜11以一个透镜为圆心呈圆形依次排列在承载板上12；所述每一个透镜11包括光线入射面111、安装面112、连接面113及光线出射面114；所述光线入射面111、安装面112、连接面113及光线出射面114依次连接，所述安装面112与光轴方向垂直，所述光纤入射面111为椭圆面，所述光纤出射面114为自由面，射入所述光线入射面111的光线被折射后入射到所述光线出射面114，再经所述光线出射面114折射后射出相互叠加射出。
请参阅图3，在本发明实施例中，所述透镜11由光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料射出成型工艺制成。与所述每个透镜11的中心相交的平面切割所述光线入射面111形成的截面的轮廓满足椭圆方程式。
进一步的，所述光线出射面114为外凸形自由曲面，并与所述光线入射面111凸出方向一致。所述光线出射面114为对称设置，其表面坐标包括a(0.00,5.00,0.00)、b(2.07,4.91,0.00)、c(3.92,4.42,0.00)、d(5.06,3.58,0.00)、e(5.64,2.49,0.00)
所述透镜11还开设有容置腔15。所述容置腔15开设于所述透镜11的光线入射端，本实施例中为安装面112。所述承载板上设有数个与所述数个透镜11相对并贯通。所述光线入射面111围成了所述容置腔14。
进一步的，所述安装面112为一圆环状平面，其连接于所述光线入射面111与所述连接面113之间，所述安装面112用作所述透镜11的安装基准。本实施例中，所述安装面112与光纤入射面111连接并围绕所述容置腔15设置。
进一步的，所述连接面113为矩形凸出面，其连接于所述光线出射面114与所述安装面112之间，所述连接面113为所述透镜11的侧部，用作所述透镜11与所述承载板12卡持固定。本实施例中，所述连接面113为反射面，射入所述光线入射面111的光线经折射后有部分光线射入所述连接面113后入经所述光线出射面114射出。
请参阅图4，进一步的，射入所述光线入射面111的光线(如图4中所示的光线①和光线②)被折射后入射到所述光线出射面114，再经所述光线出射面114折射后射出相互叠加射出形成所需出射角度和照度的光线并从夹角为120°的区域内射出，半光强角度为110度。
请参阅图5，本发明还提供一种LED灯具，包括铝基板21及装于所述铝基板21的数个光源22。该LED灯具还包括所述的透镜模组，所述透镜11装于所述铝基板21上，所述光源22分别与所述透镜11的光线入射面111相对。所述光源22的发光部容置于该容置腔15内，其发出的光线照射至所述光线入射面111上。LED经透镜模块配光后，其相应的光强分布如附图6，其照明的区域涵盖120度范围。
本发明的所用透镜11折射出来的光线相互叠加最终形成一个照明区域涵盖范围为120度的光斑，光斑满足均匀的照度要求，提高了光能利用率，非常适合均匀照度、环形配光的灯具使用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED透镜模组，其特征在于，所述LED透镜模组包括数个透镜及承载板，所述数个透镜以一个透镜为圆心呈圆形依次排列在所述承载板上；所述每一个透镜包括光线入射面、安装面、连接面及光线出射面，所述光线入射面、安装面、连接面及光线出射面依次连接，所述安装面与光轴方向垂直，所述光纤入射面为椭圆面，所述光纤出射面为自由面，射入所述光线入射面的光线被折射后入射到所述光线出射面，再经所述光线出射面折射后射出相互叠加射出。
2.根据权利要求1所述的LED透镜模组，其特征在于，所述连接面为反射面，射入所述光线入光面的光线经折射后有部分光线射入所述连接面后入经所述光线出射面射出。
3.根据权利要求1所述的LED透镜模组，其特征在于，与所述每个透镜的中心相交的平面切割所述光线入射面形成的截面的轮廓满足椭圆方程式。
4.根据权利要求1所述的LED透镜模组，其特征在于，所述透镜由光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料射出成型工艺制成。
5.根据权利要求3所述的LED透镜模组，其特征在于，所述安装面为一圆环状平面，其连接于所述光线入射面与所述连接面之间，所述安装面用作所述透镜的安装基准。
6.根据权利要求5所述的LED透镜模组，其特征在于，所述连接面为透镜的侧部的矩形凸出面，其连接于所述光线出射面与所述安装面之间，所述连接面用作所述透镜的卡持固定。
7.根据权利要求1所述的LED透镜模组，其特征在于，射入所述光线入射面的光线被折射后入射到所述光线出射面，再经所述光线出射面折射后射出相互叠加射出形成所需出射角度和照度的光线，并从夹角为120°的区域内射出。
8.根据权利要求3所述的LED透镜模组，其特征在于，所述光线出射面为外凸形自由曲面，并与所述光线入射面凸出方向一致。
9.一种LED灯具，包括铝基板及装于所述铝基板的数个光源，其特征在于，该LED灯具还包括权利要求1至8任意一项所述的透镜，所述透镜装于所述铝基板上，所述光源分别与所述透镜的光线入射面相对。
10.根据权利要求9所述的LED透镜模组，其特征在于，所述透镜一端开设有容置腔，该容置腔由所述光线入射面围成，所述光源的发光部容置于该容置腔内，其发出的光线照射至所述光线入射面上。
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