正光束角透镜及具有该正光束角透镜的灯具及灯具组件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种灯具透镜，具体为一种正光束角透镜及具有该正光束角透镜的灯具及灯具组件，解决现有反光束角透镜体积过大、照明范围及均匀度的问题，包括半球形凸透镜及位于半球形凸透镜正下方的圆柱形镜体，半球形凸透镜与圆柱形镜体的直径相等；半球形凸透镜的半球形曲面作为出光面；圆柱形镜体的底部中心向内凹陷，形成光源容纳腔室，光源容纳腔室的内壁作为入光面，入光面与出光面中心线同轴。本正光束角透镜出光面与入光面均为凸透镜，合理利用光的折射效应，使得发光角度越小，透镜结构越小，制作简单、成本低、反光角度调整灵活、安装/更换方便、适用范围广，满足各种发光角度的LED灯具，尤其适用于大功率、发光不同角度LED灯具。

【技术实现步骤摘要】
正光束角透镜及具有该正光束角透镜的灯具及灯具组件
本技术涉及一种灯具透镜，具体涉及一种正光束角透镜及具有该正光束角透镜的灯具。
技术介绍
随着传统的白炽灯泡慢慢淡出历史舞台，以LED为代表的第四代固态光源逐渐建立起在照明领域的核心领导地位。LED(LightEmittingDiode)以其效率高，光色纯、能耗低、寿命长、无污染等优点成为21世纪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。然而，LED芯片的表面出光为Lambertian分布，无法直接应用于照明系统。因此，以LED为光源的二次配光设计显得尤为重要。目前的大功率照明灯具的光源一般由多颗LED排列组成，所以相应的配光光学器件也要设计成多颗的模组形式。然而，目前市场上的多合一配光模组一般以反光杯为主，即通常用的透镜为反光束角透镜，这样的多合一反光杯模组一般存在体积过大的问题，反光束角透镜是角度越小，结构尺寸越大，占据空间就越大，由于单个反光杯的体积较大，多合一集成后，整体的体积更大，从而使得灯具整体设计尺寸无法减小，市场使用范围较小。且现有的透镜投射的光斑为圆形，中心与周边之间的光强度相差较大；对于一些在某个方向上需要大范围照明，而在另一方向上却需要小范围照明的场合，例如道路照明，在道路延伸方向上要求照射范围宽，照明效果好，角度需求大；而在垂直道路方向上并不需要宽范围的照明，否则，既浪费电能，还会对周围环境造成光污染。但对于现有的圆形透镜的LED来说，只能通过在道路延伸方向上多设灯具，通过相邻灯具的光斑叠加来达到光强度要求，即使这样，也难以避免“排骨路”的照明效果，灯具正下方的照度高，其它区域照度低，导致路面平均照度低且均匀度差，这种亮暗不均的照明，直接影响行车安全。
技术实现思路
为了解决现有反光束角透镜体积过大、照明范围及均匀度的问题，本技术提供一种正光束角透镜及具有该正光束角透镜的灯具。本技术的技术解决方案是提供一种正光束角透镜，其特殊之处在于：包括半球形凸透镜及位于半球形凸透镜正下方且一体设置的圆柱形镜体，半球形凸透镜与圆柱形镜体的直径相等；上述半球形凸透镜的半球形曲面作为出光面；上述圆柱形镜体的底部中心向内凹陷，形成光源容纳腔室，光源容纳腔室的内壁作为入光面，入光面与出光面中心线同轴。进一步地，光源容纳腔室内部空腔的形状为三棱柱形状；且三棱柱的其中一个矩形面位于圆柱形镜体的底部，空腔内棱内角均倒圆；定义圆柱形镜体的底部上在平面为XY平面，使得沿XY平面的配光面为蝙蝠翼形状，沿YZ平面的配光面为水滴状。进一步地，光源容纳腔室顶部中心距离出光面中心的距离大于半球形凸透镜的半径；光源容纳腔室的Z向高度与半球形凸透镜的半径相等，光源容纳腔室开口端X向尺寸大于半球形凸透镜的半径。进一步地，该正光束角透镜Z向高度为18mm，半球形凸透镜的半径为8mm，圆柱形镜体的Z向高度为11.3mm，光源容纳腔室开口端Y向尺寸为8.3mm，X向尺寸为9mm。进一步地，为了方便安装，该正光束角透镜，还包括设置在圆柱形镜体底部的环形安装件，环形安装件的端面上设置凸起。本技术还提供一种具有正光束角透镜的灯具，其特殊之处在于：包括固定座、多个LED灯珠及多个上述的正光束角透镜；上述多个LED灯珠均匀布设在固定座上，上述正光束角透镜扣设在每个LED灯珠上，并固定在固定座上。进一步地，光源容纳腔室内部空腔的形状为圆柱形状，且内棱倒圆，定义圆柱形镜体的底部上在平面为XY平面，使得沿XY平面的配光面为水滴状，沿YZ平面的配光面为水滴状。进一步地，光源容纳腔室顶部中心距离出光面中心的距离等于半球形凸透镜的半径；光源容纳腔室的Z向高度小于半球形凸透镜的半径，光源容纳腔室开口端X向尺寸与Y向尺寸均大于半球形凸透镜的半径。进一步地，Z向高度为15mm，半球形凸透镜的半径为8mm，圆柱形镜体的Z向高度为8.5mm，光源容纳腔室的Z向高度为7mm，倒圆半径为2mm。进一步地，为了便于安装，该正光束角透镜还包括设置在圆柱形镜体底部的环形安装件，环形安装件的端面上设置凸起。本技术还提供一种具有正光束角透镜的灯具，其特殊之处在于：包括固定座、多个LED灯珠及多个上述的正光束角透镜；上述多个LED灯珠均匀布设在固定座上，上述正光束角透镜扣设在每个LED灯珠上，并固定在固定座上。本技术还提供一种具有正光束角透镜的灯具组件，其特殊之处在于：包括上述两种的具有正光束角透镜的灯具。本技术的有益效果是：1、本技术正光束角透镜出光面与入光面均为凸透镜，合理利用光的折射效应，使得发光角度越小，透镜结构越小；2、本技术正光束角透镜具有结构小、制作简单、成本低、反光角度调整灵活、安装/更换方便、适用范围广，满足各种发光角度的LED灯具，尤其适用于大功率、发光不同角度LED灯具。3、本技术正光束角透镜光强分布均匀，且在水平方向与竖直方向的分布范围不同，在实际应用中，光效利用率高。附图说明图1为本技术实施例一正光束角透镜的结构示意图；图2为本技术实施例一正光束角透镜沿yz面的结构剖视图；图3为本技术实施例一正光束角透镜的正视图；图4为本技术实施例一正光束角透镜的仰视图；图5为本技术实施例一正光束角透镜的光强分布曲线；图6为本技术实施例二正光束角透镜的结构示意图；图7为本技术实施例二正光束角透镜的正视图；图8为本技术实施例二正光束角透镜沿yz面的结构剖视图；图9为本技术实施例二正光束角透镜的光强分布曲线；图中附图标记为：1-半球形凸透镜，2-圆柱形镜体，3-光源容纳腔室，4-环形安装件，5-凸起。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术做进一步地描述。实施例一如图1所示，本实施例正光束角透镜的材料为PC，包括半球形凸透镜1及位于半球形凸透镜正下方且一体设置的圆柱形镜体2，半球形凸透镜与圆柱形镜体的直径相等；其中半球形凸透镜的半球形曲面作为该透镜的出光面；圆柱形镜体的底部中心向内凹陷，形成光源容纳腔室3，光源容纳腔室3的内壁作为入光面，入光面与出光面中心线同轴。定义圆柱形镜体2的底部所在平面为XY平面，结合图2、图3与图4，本实施例中光源容纳腔3内部空腔的形状为三棱柱形状；且三棱柱的其中一个矩形面位于圆柱形镜体2的底部，空腔内棱内角均倒圆。为了将正光束角透镜固定在LDE灯珠外部，本实施例还包括设置在圆柱形镜体底部的环形安装件4，环形安装件4的端面上设置凸起5，通过凸起5实现安装固定。具体将LDE灯珠均布在固定板上之后，再在LDE灯珠上扣设本实施例的正光束角透镜，形成LDE灯具。如图5，本实施例正光束角透镜在XY平面方向即水平方向的配光面为蝙蝠翼形状，在YZ方向即竖直方向的配光面为水滴状，如应用与路灯，则可以解决排骨路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正光束角透镜，其特征在于：包括半球形凸透镜(1)及位于半球形凸透镜(1)正下方且一体设置的圆柱形镜体(2)，半球形凸透镜(1)与圆柱形镜体(2)的直径相等；所述半球形凸透镜(1)的半球形曲面作为出光面；所述圆柱形镜体(2)的底部中心向内凹陷，形成光源容纳腔室(3)，光源容纳腔室(3)的内壁作为入光面，入光面与出光面中心线同轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种正光束角透镜，其特征在于：包括半球形凸透镜(1)及位于半球形凸透镜(1)正下方且一体设置的圆柱形镜体(2)，半球形凸透镜(1)与圆柱形镜体(2)的直径相等；所述半球形凸透镜(1)的半球形曲面作为出光面；所述圆柱形镜体(2)的底部中心向内凹陷，形成光源容纳腔室(3)，光源容纳腔室(3)的内壁作为入光面，入光面与出光面中心线同轴。


2.根据权利要求1所述的正光束角透镜，其特征在于：光源容纳腔室(3)内部空腔的形状为三棱柱形状；且三棱柱的其中一个矩形面位于圆柱形镜体(2)的底部，空腔内棱内角均倒圆；定义圆柱形镜体的底部所在平面为XY平面，使得沿XY平面的配光面为蝙蝠翼形状，沿YZ平面的配光面为水滴状。


3.根据权利要求2所述的正光束角透镜，其特征在于：光源容纳腔室(3)顶部中心距离出光面中心的距离大于半球形凸透镜(1)的半径；光源容纳腔室(3)的Z向高度与半球形凸透镜(1)的半径相等，光源容纳腔室(3)开口端X向尺寸大于半球形凸透镜(1)的半径。


4.根据权利要求3所述的正光束角透镜，其特征在于：Z向高度为18mm，半球形凸透镜(1)的半径为8mm，圆柱形镜体(2)的Z向高度为11.3mm，光源容纳腔室(3)开口端Y向尺寸为8.3mm，X向尺寸为9mm；
还包括设置在圆柱形镜体(2)底部的环形安装件(4)，环形安装件(4)的端面上设置凸起(5)。


5.根据权利要求1所述的正光束角透镜，其特征在于：光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家培，胡民海，
申请(专利权)人：西安智海电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61