一种配光透镜及其ＬＥＤ灯具制造技术

本发明专利技术涉及一种配光透镜及其ＬＥＤ灯具，所述配光透镜用于对ＬＥＤ光源发出的光线进行均匀配光，其包括呈半球壳状的透镜本体，其中，所述透镜本体的外表面为球面，内表面中部下凹，与所述外表面组成凹透镜，用于发散所述ＬＥＤ光源发出的中心强度较强光线；所述内表面周边凸起，与所述外表面组成凸透镜，用于会聚所述ＬＥＤ光源发出的四周强度较弱光线。本发明专利技术通过采用非球面与球面相结合的透镜，并通过中心处构成的凹透镜发散中心强光线，以及通过周边的凸透镜会聚四周的强度较弱光线，实现了对光线的精确控制，以达到被照面照度均匀的效果，在距离为２ｍ、直径为４．４ｍ的圆形被照区域内，照度均匀度可达到８６％以上。

Light distribution lens and LED lamp thereof

The invention relates to an optical lens and LED lamps, wherein the lens for the LED light uniform light distribution, which comprises a lens body, hemisphere shell like the outer surface of the lens body is spherical, the inner surface of the central concave, and the concave surface. For a lens, spread the LED light source center strong light; the inner surface of the peripheral projection, and the outer surface is composed of convex lens for condensing the surrounding light emitted by the LED light source intensity is weak. The invention of the aspheric surface through the lens and spherical surfaces with concave lens, divergence center of strong light and through the center of the convex lens, and the surrounding convergence around the weak light, to achieve precise control of light, in order to achieve the illuminance uniformity effect, at a distance of 2m, diameter of 4.4m the circular illuminated area, the illuminance uniformity can reach above 86%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种配光透镜，尤其涉及一种采用非球面均匀配光的配光透镜及其 LED灯具。
技术介绍
大功率贴片式Led的发展如火如荼，LED 二次光学配光透镜也随之起步并得以发 展，因为裸光源LED配光一般都是lambertain型发光，比较单一，而市场所需的配光又是多 种多样，因此目前市场上应用的绝大多数LED都配有二次光学透镜，通过二次透镜实现了 LED泛光、投光、聚光等配光形式。 目前大多数LED 二次透镜均由普通的半球壳状的球面镜120实现，如图1所示，光 源110设置在其球面中心位置。采用该透镜，被照面的光斑照度会从中心开始向四周衰减， 即中心亮四周暗，给应用带来局限性，并且不均匀的照明会给人以疲劳的视觉感受，此类透 镜的配光曲线中心高周边低，特定距离的光斑效果也是中心照度高，并向周边衰减很快，被 照面的均匀度低。 另一种方案是利用光的全反射原理设计的LED 二次透镜140，如图2所示，光源 130也是从其底面中心处发光，该透镜通过透射面141、透射面142和反射面143的面型实 现各种角度的配光。虽然此设计方案也可以实现均匀配光效果，但目前此类透镜材料常采 用聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯，材料特性决定了在透镜的全反射面143底部光线难以达 到全反射角，部分光线还是通过透镜侧边出射，损失了部分能量，灯具效率不高。 因此，现有技术有待改进和提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种照度均匀性， 配光角度大，适用于近距离下的均匀照明，能提高光能量利用率的非球面均匀配光透镜及 其LED灯具。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 构造一种配光透镜，用于对LED光源发出的光线进行均匀配光，包括呈半球壳状 的透镜本体，其中，所述透镜本体的外表面为球面，内表面中部下凹，与所述外表面组成凹 透镜，用于发散位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的LED光源发出的中心强度较强光 线；所述内表面周边凸起，与所述外表面组成凸透镜，用于会聚位于所述半球壳状的透镜本 体的球心处的LED光源发出的四周强度较弱光线。 本专利技术所述的配光透镜，其中，所述透镜本体内表面的横截面为以Y轴为对称轴 对称的曲折线，由多段直线段连接组成，其中，在X轴正方向上，各直线段端点横纵坐标依 次为 (0.5， 5. 7)， (1,5.4)， (1.5， 5.1)， (2,4.6)， (2. 5， 4.0)， (3,3.0)， (3. 5， 2.1)， (4， 1. 4) ， (4. 5，0. 9) ， (5，0. 4) ， (5. 5，0)。 本专利技术所述的配光透镜，其中，所述透镜本体采用聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。 本专利技术所述的配光透镜，其中，所述半球壳状透镜本体对应球心处设置有光源固 定位，用于固定LED光源。 —种LED灯具，包括配光透镜和LED光源，其中，所述配光透镜包括呈半球壳状的透镜本体，所述LED光源固定设置在所述半球壳状透镜本体的球心处； 所述透镜本体的外表面为球面，内表面中部下凹，与所述外表面组成凹透镜，用于发散位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的LED光源发出的中心强度较强光线； 所述内表面周边凸起，与所述外表面组成凸透镜，用于会聚光源四周的弱光，用于会聚位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的LED光源发出的四周强度较弱光线。 本专利技术所述的LED灯具，其中，所述透镜本体内表面的横截面为以Y轴为对称轴对称的曲折线，由多段直线段连接组成，其中，在X轴正方向上，各直线段端点横纵坐标依次为 (0. 5,5.7)， (1,5.4)， (1. 5,5.1)， (2,4.6)， (2. 5,4.0)， (3,3.0)， (3. 5,2.1)， (4， 1. 4) ， (4. 5，0. 9) ， (5，0. 4) ， (5. 5，0)。 本专利技术所述的LED灯具，其中，所述半球壳状透镜本体对应球心处设置有光源固 定位。 本专利技术所述的LED灯具，其中，所述光源固定位为两个固定脚，用于适配LED光源 上的固定孔。 本专利技术所述的LED灯具，其中，所述透镜本体采用聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。 本专利技术通过采用非球面与球面相结合的透镜，并通过中心处构成的凹透镜发散中 心强光线，以及通过周边的凸透镜会聚四周的强度较弱光线，实现了对光线的精确控制，以 达到被照面照度均匀的效果，在距离为2M、直径为4. 4M的圆形被照区域内，照度均匀度达 到86%以上。附图说明 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中 图1是现有技术的配光透镜结构图一 ； 图2是现有技术的配光透镜结构图二 ； 图3是本专利技术实施例一的LED光源配光曲线； 图4是本专利技术实施例一的配光透镜立体图； 图5是本专利技术实施例二的安装有光源的配光透镜立体图； 图6是本专利技术实施例二的安装有光源的配光透镜剖视图； 图7是本专利技术实施例一的配光透镜光学原理图； 图8是本专利技术实施例一的配光透镜的配光曲线； 图9是本专利技术实施例一的配光透镜内表面的横截面曲线坐标。具体实施例方式本专利技术的配光透镜及LED灯具适合采用120°发散的LED光源，该LED光源的 lambertain配光曲线如图3所示，其中心光线一般较强，四周的光线较弱。下面结合图示，对本专利技术的优选实施例作详细介绍。 本专利技术实施例一提供了一种配光透镜，用于对LED光源发出的光线进行均匀配 光，其结构如图4所示，包括呈半球壳状的透镜本体210，该半球壳状配光透镜相对应的球 心处可设置光源固定位，以固定LED光源。透镜本体210的剖视图如图6所示，其外表面 211为球面，内表面212中部下凹，与外表面211组成凹透镜，可发散位于半球壳状的透镜本 体的球心处的LED光源发出的中心强度较强光线；内表面212周边凸起，与外表面211组成 凸透镜，可会聚位于半球壳状的透镜本体的球心处的LED光源发出的四周强度较弱光线。 本专利技术实施例二提供了一种LED灯具，如图5所示，包括实施例一中的配光透镜和 LED光源220，其中配光透镜的结构描述参见实施例一，在此不再重复。可在半球壳状的透 镜本体210底面中心处，即对应的球心处，设置一光源固定位213，以固定LED光源220，该 光源固定位213可以为两个固定脚，以适配LED光源220上的固定孔。 以上实施例一和二中所采用的透镜本体210的内表面的横截面为曲线状，将其置 于XY坐标系中，如图9所示，根据点光源的配光原理，其是由多段直线段连接组成，位于第 一象限相连接的各直线段端点的横纵坐标依次为(0.5，5.7)， (1,5.4)， (1.5,5.1)， (2， 4.6)， (2. 5， 4.0)， (3,3.0)， (3.5,2. 1) ， (4,1.4)， (4. 5， 0.9)， (5,0.4)， (5. 5，0)，坐标长度 单位可以是厘米、毫米、米或其整数倍；其位于第二象限的曲线与第一象限以Y轴为对称轴 相对称，对应的坐标在此不再赘述。 以上曲折线是经多次配光试验所得的最优的配光曲线，可以使配光透镜达到最优 的均匀配光效果，其光路图如图7所示。中心的强光通过凹透镜发散，四周的光线通过凸透 镜汇聚后，可以均匀的照在被照面300上，配光曲线示意图如图8所示，可实现在2米远的 被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配光透镜，用于对ＬＥＤ光源发出的光线进行均匀配光，包括呈半球壳状的透镜本体，其特征在于，所述透镜本体（２１０）的外表面（２１１）为球面，内表面（２１２）中部下凹，与所述外表面（２１１）组成凹透镜，用于发散位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的ＬＥＤ光源发出的中心强度较强光线；所述内表面（２１２）周边凸起，与所述外表面（２１１）组成凸透镜，用于会聚位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的ＬＥＤ光源发出的四周强度较弱光线。

【技术特征摘要】
一种配光透镜，用于对LED光源发出的光线进行均匀配光，包括呈半球壳状的透镜本体，其特征在于，所述透镜本体(210)的外表面(211)为球面，内表面(212)中部下凹，与所述外表面(211)组成凹透镜，用于发散位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的LED光源发出的中心强度较强光线；所述内表面(212)周边凸起，与所述外表面(211)组成凸透镜，用于会聚位于所述半球壳状的透镜本体的球心处的LED光源发出的四周强度较弱光线。2. 根据权利要求l所述的配光透镜，其特征在于，所述透镜本体(210)内表面(212)的 横截面为以Y轴为对称轴对称的曲折线，由多段直线段连接组成，其中，在X轴正方向上，各 直线段端点横纵坐标依次为(0. 5， 5. 7) ， (1，5. 4) ， (1. 5， 5. 1) ， (2， 4. 6) ， (2. 5， 4. 0) ， (3， 3. 0) ， (3. 5， 2. 1) ， (4， 1. 4)， (4. 5，0. 9) ， (5，0. 4) ， (5. 5，0)。3. 根据权利要求1或2所述的配光透镜，其特征在于，所述透镜本体(210)采用聚甲基 丙烯酸甲酯材料制成。4. 根据权利要求1或2所述的配光透镜，其特征在于，所述半球壳状透镜本体(210)对 应球心处设置有光源固定位，用于固定LED光源。5. —种LED灯具，包括配光透镜和LED光源(220)，其特征在于，所述配光透镜包括呈 半球壳状的透镜本体(210)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘延明，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]