CN106287572A - 环形led灯具光学面罩及其灯具 - Google Patents

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王坤
李建
廖俊枫
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Engineering and Technical College of Chengdu University of Technology
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/046—Refractors for light sources of lens shape the lens having a rotationally symmetrical shape about an axis for transmitting light in a direction mainly perpendicular to this axis, e.g. ring or annular lens with light source disposed inside the ring

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种环形LED灯具光学面罩，由若干个圆环形光学面罩单元(或若干个椭圆形光学面罩单元)同心设置依次套装拼接而成，每个圆环形光学面罩单元(或椭圆形光学面罩单)均包括微自由曲面环状体(或微自由曲面椭圆环体)，微自由曲面环状体(或微自由曲面椭圆环体)是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈圆形(或椭圆)的中空圆台(或中空椭圆台)。本发明还公开了包括上述环形LED灯具光学面罩的LED灯具。本发明的环形LED灯具光学面罩中同心依次套装设置的微自由曲面环状体或微自由曲面椭圆环体形成类似于菲涅尔透镜的结构，利用相关的光学原理形成光环，同时利用微自由曲面进行弥散，在提高光源光通量利用率的同时，明显降低眩光。

Description

环形LED灯具光学面罩及其灯具
技术领域
本发明涉及灯具面罩技术领域，具体涉及一种环形LED灯具光学面罩，本发明还涉及包括上述环形LED灯具光学面罩的LED灯具。
背景技术
随着发光效率的提高和价格的降低，第四代照明光源--发光二极管(LightEmitting Diode,LED)正逐渐走进我们的生活中。但LED不等于LED光源，作为点光源，LED需要进行二次光学设计才能应用于各种照明灯具。
在LED照明领域，很多厂家和用户只片面追求LED路灯的电学效果而忽视了光学效果，即只关心光源能否正常点亮，而不去考虑光学方面是否达到光学要求。在LED二次光学设计领域，由于LED与传统光源有很大差异，其设计方法有较大不同。如何合理分配LED光源光通量，进而提高光通量利用率，是LED照明领域的重要问题。但片面追求提高光通量利用率的过程中，会造成眩光过强等新问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有技术中的LED灯具在光通量提高的同时所引起的炫光过强问题，进而提供一种既能提高LED灯具的光通量又能减少炫光的环形LED灯具光学面罩，本发明还提供包括上述环形LED灯具光学面罩的灯具。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种环形LED灯具光学面罩，由若干个圆环形光学面罩单元或若干个椭圆形光学面罩单元同心设置依次套装拼接而成：
每个所述圆环形光学面罩单元均包括微自由曲面环状体，所述微自由曲面环状体是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈圆形的中空圆台,所述中空圆台的内表面为柱面环面或锥形环面；
每个所述椭圆形光学面罩单元均包括一个微自由曲面椭圆环体，所述微自由曲面椭圆环体是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈椭圆形的中空椭圆台,所述中空椭圆台的内表面为柱形椭圆环面或锥形椭圆环面；
所有所述微自由曲面的截面的单侧或双侧为自由曲线且一侧较低，呈拱形。
优选地，所述圆环形光学面罩单元还包括柱形环状体，所述柱形环状体与所述微自由曲面环状体通过大小相同的底面相接一体成型；
所述椭圆形光学面罩单元还包括柱形椭圆环体，所述微自由曲面椭圆环体与所述柱形椭圆环体通过大小相同的底面相接一体成型。
优选地，每个所述中空圆台的侧面与所述环形LED灯具光学面罩的底面成不同的角度；
每个所述中空椭圆台的侧面与所述环形LED灯具光学面罩的底面成不同的角度。
优选地，临近的两个所述圆环形光学面罩单元中套装在外侧的所述圆环形光学面罩单元的内表面与套装在内侧的所述圆环形光学面罩单元的所述柱形环状体的外表面紧密配合；
临近的两个所述椭圆形光学面罩单元中套装在外侧的所述椭圆形光学面罩单元的内表面与套装在内侧的所述椭圆形光学面罩单元的所述柱形椭圆环体的外表面紧密配合。
优选地，所述环形LED灯具光学面罩由若干圆环形光学面罩单元组成，所述环形LED灯具光学面罩的底面成圆形；
所述环形LED灯具光学面罩由若干椭圆形光学面罩单元组成，所述环形LED灯具光学面罩的底面成椭圆形。
本发明还提供包括所述环形LED灯具光学面罩的LED灯具。
本发明的有益效果如下：
本发明的环形LED灯具光学面罩中同心依次套装设置的微自由曲面环状体或微自由曲面椭圆环体形成类似于菲涅尔透镜的结构，将微自由曲面与菲涅尔透镜相结合，利用相关的光学原理形成光环，同时利用微自由曲面进行弥散，使本发明的环形LED灯具光学面罩实现了LED灯具光斑分布、光强分布与均匀性的有效控制，能够合理分配LED光源光通量，在提高光源光通量利用率的同时，明显降低眩光，显著改善了LED灯具照明品质。
附图说明
图1为本发明的环形LED灯具光学面罩的立体结构示意图；
图2为本发明中的一个圆环形光学面罩单元侧视示意图；
图3为本发明中的一个圆环形光学面罩单元立体结构示意图；
图中：
1圆环形光学面罩单元、11微自由曲面环状体、12柱形环状体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案和有益效果进一步进行说明。
本发明中的微自由曲面环状体是指底面上的投影形成的圆环的宽度不超过1mm的自由曲面环状体。
参见附图1至附图3，本发明的环形LED灯具光学面罩，由若干个圆环形光学面罩单元1或若干个椭圆形光学面罩单元同心设置依次套装拼接而成：
每个圆环形光学面罩单元1均包括微自由曲面环状体11，微自由曲面环状体11是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈圆形的中空圆台，中空圆台的内表面为柱面环面或锥形环面；
每个椭圆形光学面罩单元均包括一个微自由曲面椭圆环体，微自由曲面椭圆环体是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈椭圆形的中空椭圆台，中空椭圆台的内表面为柱形椭圆环面或锥形椭圆环面；
所有所述微自由曲面的截面的单侧或双侧为自由曲线且一侧较低，呈拱形。
如图所示，中空圆台或中空椭圆台的侧面的微自由曲面呈拱形，或凹或凸。
为了方便圆各环形光学面罩单元1能够稳固的套装在一起，圆环形光学面罩单元1还包括柱形环状体12，柱形环状体12与微自由曲面环状体11通过大小相同的底面相接一体成型；
同样的，椭圆形光学面罩单元还包括柱形椭圆环体，微自由曲面椭圆环体与柱形椭圆环体通过大小相同的底面相接一体成型。
为了满足光通量在不同角度的分配要求，使每个所述中空圆台的侧面与所述环形LED灯具光学面罩的底面成不同的角度；
同样的，使每个所述中空椭圆台的侧面与所述环形LED灯具光学面罩的底面成不同的角度。
本发明中为了达到较好的效果，可以根据设计对象的不同，设计圆环形光学面罩单元1的中空空间的形状，如果设计对象为平行光的LED的话，则可设置圆环形光学面罩单元1的中空空间为圆柱形中空空间；如果设计对象为点发光的LED，则可设置圆环形光学面罩单元1的中空空间为圆锥形。相应地，圆环形光学面罩单元1可以包括柱形环状体12，临近的两个圆环形光学面罩单元1中套装在外侧的圆环形光学面罩单元1的内表面与套装在内侧的圆环形光学面罩单元1的柱形环状体12的外表面紧密配合；
同样地，椭圆形光学面罩单元的中空空间为椭圆柱形中空空间或椭圆锥形中空空间，临近的两个椭圆形光学面罩单元中套装在外侧的椭圆形光学面罩单元的内表面与套装在内侧的椭圆形光学面罩单元的柱形椭圆环体的外表面紧密配合。
本发明中，当环形LED灯具光学面罩由若干圆环形光学面罩单元1组成，环形LED灯具光学面罩的底面可以成圆形；当环形LED灯具光学面罩由若干椭圆形光学面罩单元组成，环形LED灯具光学面罩的底面可以成椭圆形。
本发明的环形LED灯具光学面罩采用透明光学材料制成，该透明光学材料可以为光学玻璃、PC或PMMA。
本发明还提供包括上述环形LED灯具光学面罩的LED灯具。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员科研根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种环形LED灯具光学面罩，其特征在于，由若干个圆环形光学面罩单元(1)或若干个椭圆形光学面罩单元同心设置依次套装拼接而成：
每个所述圆环形光学面罩单元(1)均包括微自由曲面环状体(11)，所述微自由曲面环状体(11)是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈圆形的中空圆台,所述中空圆台的内表面为柱面环面或锥形环面；
每个所述椭圆形光学面罩单元均包括一个微自由曲面椭圆环体，所述微自由曲面椭圆环体是一个侧面为微自由曲面、轴向剖面呈椭圆形的中空椭圆台,所述中空椭圆台的内表面为柱形椭圆环面或锥形椭圆环面；
所有所述微自由曲面的截面的单侧或双侧为自由曲线且一侧较低，呈拱形。
2.如权利要求1所述环形LED灯具光学面罩，其特征在于：
所述圆环形光学面罩单元(1)还包括柱形环状体(12)，所述柱形环状体(12)与所述微自由曲面环状体(11)通过大小相同的底面相接一体成型；
所述椭圆形光学面罩单元还包括柱形椭圆环体，所述微自由曲面椭圆环体与所述柱形椭圆环体通过大小相同的底面相接一体成型。
3.如权利要求2所述环形LED灯具光学面罩，其特征在于：
每个所述中空圆台的侧面与所述环形LED灯具光学面罩的底面成不同的角度；
每个所述中空椭圆台的侧面与所述环形LED灯具光学面罩的底面成不同的角度。
4.如权利要求3所述环形LED灯具光学面罩，其特征在于：
临近的两个所述圆环形光学面罩单元(1)中套装在外侧的所述圆环形光学面罩单元(1)的内表面与套装在内侧的所述圆环形光学面罩单元(1)的所述柱形环状体(12)的外表面紧密配合；
临近的两个所述椭圆形光学面罩单元中套装在外侧的所述椭圆形光学面罩单元的内表面与套装在内侧的所述椭圆形光学面罩单元的所述柱形椭圆环体的外表面紧密配合。
5.如权利要求4所述环形LED灯具光学面罩，其特征在于：
所述环形LED灯具光学面罩由若干圆环形光学面罩单元(1)组成，所述环形LED灯具光学面罩的底面成圆形；
所述环形LED灯具光学面罩由若干椭圆形光学面罩单元组成，所述环形LED灯具光学面罩的底面成椭圆形。
6.包括权利要求1至5中任一项所述环形LED灯具光学面罩的LED灯具。
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