CN202392688U - 一种led二次光学透镜 - Google Patents

一种led二次光学透镜 Download PDF

Info

Publication number
CN202392688U
CN202392688U CN2011204751891U CN201120475189U CN202392688U CN 202392688 U CN202392688 U CN 202392688U CN 2011204751891 U CN2011204751891 U CN 2011204751891U CN 201120475189 U CN201120475189 U CN 201120475189U CN 202392688 U CN202392688 U CN 202392688U
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical lens
secondary optical
led
light
representative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2011204751891U
Other languages
English (en)
Inventor
张道强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Winghing Electronic Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Dongguan Winghing Electronic Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Winghing Electronic Science & Technology Co Ltd filed Critical Dongguan Winghing Electronic Science & Technology Co Ltd
Priority to CN2011204751891U priority Critical patent/CN202392688U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202392688U publication Critical patent/CN202392688U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种LED二次光学透镜，结构简单、照度均匀，包括入射面、全反射面和出射面，出射面为十字形曲面，十字形曲面由在水平方向和垂直方向结构相同圆滑过渡的凹面及处于水平方向和垂直方向的凹面之间的圆滑过渡的凸面构成；出射面设置于全反射面的正上方，全反射面呈椎体结构，覆盖整个入射面；本实用新型结构设计合理，聚光效果好，在照射面形成一个的方形光斑，照度均匀，有效的遏制眩光，光照更为均匀，可以有效提高光的利用率。

Description

一种LED二次光学透镜
技术领域
 本实用新型涉及LED灯二次光学透镜，特别涉及一种呈方形光斑的LED二次光学透镜。
背景技术
随着LED制造技术的不断进步，与传统光源比，LED体积小，在许多应用场合甚至可以将其当做电光源来处理，这给灯具的光学设计带来了很大的便利，同时，使用大尺寸传统光源灯具中出现的光源遮挡与吸收作用也不存在了。目前大功率白光LED的光效已达到100lm/w，稳定的产品的光效也有90lm/w以上。这一光效使得LED进入普通照明成为可能，特别是在道路照明等属于定向照明的领域已经逐步获得应用，但是，由于目前LED的价格比传统光源高得多，LED用于普通照明的推广必须以提高LED照明系统的整体光效为前提，而这依靠提高LED灯的有效光利用率。
但就目前的LED路灯、LED隧道灯而言，LED工作时所产生的光束是前射方向性的，还存在光照范围不大，光照强度在路面上分布不均匀的缺陷，从而在一定程度上限制了LED路灯、LED隧道灯的推广应用。目前，一般使用LED一次配光光罩进行聚光和导光，根据LED光源出射角度设计LED一次配光光罩的配光曲线，以增加光学反射，提升LED光源的出光效果。但是，现有的LED一次配光光罩配光设计一般为光的分布中心对称形，所投下的光斑的形状为圆形。当LED灯成组使用时，LED布阵排列一般为四方连续形，圆形光斑相互之间接合在一起时，光照均匀度差，同时还有刺眼的眩光。
为了有效控制LED光束改善光罩的均匀度，提高光通量，这就要配之以辅助光学器件进行二次配光。目前在LED二次配光方面大多采用光杯、反光盘之类结构，以此改善LED光照均匀度，然而现有此类技术方案使得光束多次交叉反射或折射，光通量受到相当程度的衰减，影响LED的光照性能。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种LED二次光学透镜，其结构简单、设计合理，聚光效果好，在照射面形成一个照度均匀的方形光斑，可以有效提高光的利用率，从而达到节能的目的。
为达上述目的，本实用新型提供的一种LED二次光学透镜，采用以下的技术方案：本实用新型包括入射面、全反射面和出射面，所述出射面为十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向结构相同圆滑过渡的凹面及处于水平方向和垂直方向的凹面之间的圆滑过渡的凸面构成；所述出射面设置于所述全反射面的正上方，所述全反射面呈椎体结构，覆盖整个入射面。
进一步地，所述凹面（31）符合如下非球面方程光学公式， 
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Z=非球面方程；
C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；
K代表：圆锥系数，k=-e2；
C2n代表：非球面系数，其中C4=-1.0X10-5~-7.0X10-5，其余非球面系数C2n的值均为零；
r2=x2+y2，其中x、y为坐标。
进一步地，所述凸面（32）符合如下非球面方程光学公式， 
Z=非球面方程；
C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；
K代表：圆锥系数，k=-e2；
C2n代表：非球面系数，其中C4=-1.0X10-6~-7.0X10-6，C6=-1.0X10-7~-7.0X10-7，其余非球面系数C2n的值均为零；
r2=x2+y2，其中x、y为坐标。
进一步地，所述十字形曲面的中心部位为凹槽曲面，所述凸面从十字形曲面中心部位向外部方向逐渐凸起。
进一步地，所述入射面呈球面或平面。
进一步地，所述二次光学透镜的光轴中心位置与LED光源芯片中心位置重合。
进一步地，所述全反射面底部设有LED光源槽。
进一步地，所述入射面与LED光源的外形尺寸精确定位。
进一步地，所述二次光学透镜采用光学塑料一体注塑成型。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述二次光学透镜每个为一个配光单元，该配光单元输出的光线在照射面形成一个照度均匀的方形光斑。可以采用多个二次光学透镜以增加LED灯的输出总光通量，不改变在照射面的照度分布，照度是简单的相加。
本实用新型所形成的方形光斑的边缘之间达到很好的接合，均匀性高，光照更为均匀，又可以实现很好的截光的作用，有效的遏制眩光，且具有较高有效光能利用率，是提高LED灯光照均匀度在二次透镜设计上的突破性改进。
附图说明
图1所示为本实用新型整体结构示意图。
图2所示为本实用新型图1所示的A-A剖面图。
图3所示为本实用新型图1所示的B-B剖面图。
图4所示为本实用新型所述的入射面为球面时的图1中的A-A剖面图。
图5所示为本实用新型所述的出射面的凹面上的光路图。
图6所示为本实用新型所述的出射面的凸面上的光路图。
图7所示为本实用新型多个二次光学透镜组合后的结构示意图。
图8所示为本实用新型LED光源经过二次光学透镜后的光线所形成的光斑。
图9所示为现有LED光源经过二次光学透镜后的光线所形成的光斑。
以下是本实用新型零部件符号标记说明：
入射面1、全反射面2、出射面3、凹面31、凸面32、LED光源4、LED光源槽5。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本实用新型的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本实用新型的详述得到进一步的了解。
如说明书附图所示，本实用新型包括入射面1、全反射面2和出射面3，所述全反射面2底部设有LED光源槽5，所述LED光源槽5用于置放LED光源4。所述出射面3为十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向结构相同圆滑过渡的凹面31及处于水平方向和垂直方向的凹面31之间的圆滑过渡的凸面32构成；所述出射面3设置于所述全反射面2的正上方，所述全反射面2呈椎体结构，覆盖整个入射面1。
如说明书附图2和图4所示，本实用新型所述入射面1呈球面或平面，所述入射面1与LED光源4的外形尺寸精确定位，确保所述二次光学透镜的光轴中心位置与LED光源4芯片中心位置重合且二者保持符合设计要求的间距。
如说明书附图5和图6所示，所述十字形曲面的中心部位为凹槽曲面，LED光源4所发出的光线在所述凹槽曲面的发散角度较小；所述凸面32从十字形曲面中心部位向外部方向逐渐凸起，圆滑过渡，LED光源4所发出的光线在所述凸面32上发散角度大。
所述二次光学透镜选用高纯度塑胶材质制作，一体注塑成型。重量轻，便于加工且成本低。
所述凹面（31）的非球面方程光学公式如下： 
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
Z=非球面方程；
C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；
K代表：圆锥系数，k=-e2；
C2n代表：非球面系数，其中C4=-1.0X10-5~-7.0X10-5，其余非球面系数C2n的值均为零；
r2=x2+y2，其中x、y为坐标。
所述凸面（32）非球面方程光学公式如下： 
Z=非球面方程；
C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；
K代表：圆锥系数，k=-e2；
C2n代表：非球面系数，其中C4=-1.0X10-6~-7.0X10-6，C6=-1.0X10-7~-7.0X10-7，其余非球面系数C2n的值均为零；
r2=x2+y2，其中x、y为坐标。
当LED光源4工作时，将LED光源4置放入LED光源槽5，二次光学透镜覆盖于LED光源4上，其光束沿所述出射面3向外发散，且发散角度从处于所述十字曲面中心的小发散角连续过渡到大发散角，从而形成方形光斑，且该方形光斑中各点的照度均匀性好。每个LED光源4对应一个二次光学透镜，形成一个配光单元，该配光单元输出的光线在照射目标面形成一个照度均匀的方形光斑，当LED光源4成组使用时，在多个二次光学透镜的光学作用下，形成方形光斑的衔接，从而大大提高LED光源4的光照均匀度和光通量，并改善LED眩光的视觉效果。且具有较高有效光能利用率的特性。
综上所述，本实用新型结构设计合理，所述二次光学透镜输出的光线在照射面形成一个照度均匀的方形光斑，光照均匀性高，有效的遏制眩光，且具有较高有效光能利用率，是提高LED光源4光照均匀度在二次透镜设计上的突破性改进。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED二次光学透镜，包括入射面（1）、全反射面（2）和出射面（3），其特征在于：所述出射面（3）为十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向结构相同圆滑过渡的凹面（31）及处于水平方向和垂直方向的凹面（31）之间的圆滑过渡的凸面（32）构成；所述出射面（3）设置于所述全反射面（2）的正上方，所述全反射面（2）呈椎体结构，覆盖整个入射面（1）。
2.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述凹面（31）符合如下非球面方程光学公式， 
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Z=非球面方程；
C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；
K代表：圆锥系数，k=-e2；
C2n代表：非球面系数，其中C4=-1.0X10-5~-7.0X10-5，其余非球面系数C2n的值均为零；
r2=x2+y2，其中x、y为坐标。
3.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述凸面（32）符合如下非球面方程光学公式， 
Figure 77231DEST_PATH_IMAGE001
Z=非球面方程；
C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；
K代表：圆锥系数，k=-e2；
C2n代表：非球面系数，其中C4=-1.0X10-6~-7.0X10-6，C6=-1.0X10-7~-7.0X10-7，其余非球面系数C2n的值均为零；
r2=x2+y2，其中x、y为坐标。
4.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述十字形曲面的中心部位为凹槽曲面，所述凸面（32）从十字形曲面中心部位向外部方向逐渐凸起。
5.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述入射面（1）呈球面或平面。
6.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述二次光学透镜的光轴中心位置与LED光源（4）芯片中心位置重合。
7.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述全反射面（2）底部设有LED光源槽（5）。
8.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述入射面（1）与LED光源（4）的外形尺寸精确定位。
9.根据权利要求1所述的一种LED二次光学透镜，其特征在于：所述二次光学透镜采用光学塑料一体注塑成型。
CN2011204751891U 2011-11-25 2011-11-25 一种led二次光学透镜 Expired - Fee Related CN202392688U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011204751891U CN202392688U (zh) 2011-11-25 2011-11-25 一种led二次光学透镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011204751891U CN202392688U (zh) 2011-11-25 2011-11-25 一种led二次光学透镜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202392688U true CN202392688U (zh) 2012-08-22

Family

ID=46667613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011204751891U Expired - Fee Related CN202392688U (zh) 2011-11-25 2011-11-25 一种led二次光学透镜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202392688U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106555952A (zh) * 2016-11-16 2017-04-05 南京东晖光电有限公司 一种应用教室照明的双曲面透射式led黑板灯
CN111989519A (zh) * 2018-04-20 2020-11-24 日亚化学工业株式会社 光源模组

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106555952A (zh) * 2016-11-16 2017-04-05 南京东晖光电有限公司 一种应用教室照明的双曲面透射式led黑板灯
CN111989519A (zh) * 2018-04-20 2020-11-24 日亚化学工业株式会社 光源模组
CN111989519B (zh) * 2018-04-20 2023-07-04 日亚化学工业株式会社 光源模组
EP3783260B1 (en) * 2018-04-20 2024-03-27 Nichia Corporation Light source module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102401319B (zh) 一种led二次光学透镜
EP3098503B1 (en) Light distribution method for cob module led streetlamp lens capable of illuminating 3-5 lanes
CN201377699Y (zh) 一种具有二次光学透镜的led灯
CN102121678B (zh) Led灯具配光模块的设计方法
CN202469873U (zh) Led双蝙蝠翼光学透镜及led灯
CN104456420A (zh) 一种用于筒灯配光的凸透镜
CN206055461U (zh) 一种汽车照明led组态车灯
CN103277740A (zh) Led灯用的光学透镜
CN102588878A (zh) 大功率led路灯透明灯罩及透镜模组
CN203258583U (zh) 变焦led灯
CN201902999U (zh) 反光罩
CN204739534U (zh) 聚光透镜
CN203703824U (zh) 一种全反射型的led路灯透镜
CN202392688U (zh) 一种led二次光学透镜
CN203202908U (zh) Led路灯配光透镜
CN104566216A (zh) 一种非对称型led路灯透镜
CN101858558B (zh) 一种led路灯二次光学透镜
CN201795382U (zh) 采用自由曲面透镜二次光学配光的led路灯光源
CN102748709A (zh) 一种全反射透镜和使用该透镜的led灯具
CN201535478U (zh) 一种led透镜
CN203489166U (zh) 一种带偏光灯罩的灯具
CN203442590U (zh) 一种远程投光的灯具模块
CN101865418B (zh) 一种与大功率led灯配套的透镜
CN102425761A (zh) 一种集成式大功率封装led光源光学透镜及使其的路灯
CN204285313U (zh) 一种用于筒灯配光的凸透镜

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120822

Termination date: 20121125