一种用于筒灯配光的凸透镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明技术领域，特别是一种用于LED筒灯配光的透镜。
【背景技术】
[0002]目前的LED筒灯一般应用于基础照明，所以其照射的范围比较大，所以配光角度也比较大，所以大部分的筒灯都采用在灯具的出光口加一块扩散板，以达到大范围均匀照明的目的，且筒灯一般采用多颗中小功率的LED作为光源，如果对每一颗LED光源都配一个透镜进行配光，将需要多颗小透镜组成透镜模组，这样无疑会增加成本。所以，目前的LED筒灯采用扩散板对光源进行二次配光似乎成为最优方案。但是，采用扩散板进行配光却有下面几点缺陷:
[0003]一为了达到均匀照明和降低光源亮度的目的，扩散板的雾度一般都比较大，但这使得扩散板的透光率都非常低，所以造成整灯的灯具效率偏低，为了弥补这一缺陷，有的筒灯会采用反光纸，以提高灯具效率，但这样会增加整个灯具的成本。
[0004]二因扩散板内加了扩散剂的原因，光线经过扩散板后，会往各个方向进行扩散，形成漫透射，光线出射的方向往各个方向都有，所以在大角度方向，从扩散板漫透射出来的光也会比较大，所以在实际的照明应用中，在大角度的方向会造成眩光。如图1所示，为一般采用扩散板的筒灯的配光曲线，可以看出大角度方向的光强比较强。部分筒灯为了消除眩光，而增加一个遮光的结构，虽然可以达到防眩光的目的，却降低了光通量。
[0005]三虽然采用扩散板后，用一块扩散板就可以实现对多颗LED光源进行配光的目的，避免了采用多颗小透镜组成的透镜模组的高成本方案。虽然在小口径的筒灯中，一块扩散板的价格不高。但随着筒灯尺寸的加大，出光口的半径也增大，所需要的扩散板的尺寸也增大，扩散板的成本也随之提高。
[0006]四采用扩散板，虽然可以达到均匀照明的目的，但扩散板无法对光线进行精确控制，所形成的配光却不一定是效率最高，最优化的配光方式。，
[0007]从以上分析可以看出，目前LED筒灯采用扩散板进行配光虽然应用的非常广泛，但仍然有不少的缺陷和有待提高的地方。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术所存在的不足，针对目前LED筒灯采用扩散板进行配光，而造成灯具效率偏低，在大角度方向无法消除眩光的，对配光无法精确控制等缺陷，提供一种效率高、成本低、具有筒灯配光方式的凸透镜。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0010]一种用于筒灯配光的凸透镜，包括入射折射曲面、出射折射曲面，其特征在于:所述入射折射曲面为内凹型，入射折射曲面为椭圆面的一部分，其位于所述凸透镜的底部；所述出射折射曲面为外凸型，出射折射面为抛物面的一部分，其位于所述凸透镜的顶部；入射折射曲面与出射折射面之间形成一中间厚边缘薄的凸透镜体。
[0011]以凸透镜纵向截面为平面，以凸透镜底部中心为原点建立横坐标X和纵坐标y的直角坐标；
[0012]所述入射折射曲面纵截形成的入射曲线满足如下方程式:
[0013]x2/a2+(y+m) 2/b2=l, a, b, m 满足如下三个不等式:
[0014]不等式1:0〈m〈b,
[0015]不等式2:b-m>h,
[0016]不等式3:a2-a2m2/b2>R2
[0017]其中:h为凸透镜所配LED光源的高度，R为凸透镜所配光源的半径；
[0018]所述出射折射曲面纵截形成的出射曲线满足如下方程式:
[0019]x2=-4p (y-g), p和g满足以下两不等式:
[0020]不等式4:g>h,
[0021]不等式5: 4pg> a2_a2m2/b2，
[0022]其中，p为该抛物线焦点到准线距离的一半，g为整个凸透镜的高度。
[0023]其中，p、g在满足如上不等式的情况下，可以根据透镜的所需尺寸和配光曲线进行选择。
[0024]进一步地，凸透镜底部侧面有一体结构的固定环。
[0025]进一步地，凸透镜为旋转对称体。
[0026]进一步地，凸透镜采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料注塑而成的一体结构。
[0027]进一步地，入射折射曲面为磨砂面。
[0028]与现有技术相比，本实用新型的有益效果有以下几点:
[0029]1、凸透镜为旋转对称体，而入射折射曲面为椭圆面的一部分，出射折射面为抛物面的一部分，渐变的凹凸双透镜入射、出射表面配合，使得本实用新型可以在实现一个透镜对多个小功率LED光源的配光，且可以适用于COB光源，具有比较强的通用性，方便产品更新换代；且在配和多颗LED光源使用时，可将多个光源集中焊接并容纳在内凹的底部位置，相对于单个光源单独配制透镜而言可以尽量的减少材料使用量，降低灯具成本。
[0030]2、凸透镜为旋转对称体，而入射折射曲面为椭圆面的一部分，出射折射面为抛物面的一部分，渐变的凹凸双透镜表面配合，使得本实用新型相对于扩散板可以比较精确的控制配光曲线，不但可以实现采用扩散板时的均匀照明，同时降低大角度方向的眩光；且其透光率比较高，可以提高整灯的灯具效率。
[0031]3、凸透镜为旋转对称体，凸透镜采用聚甲基丙烯酸甲酯材料注塑而成的一体结构，制作方便，成本低。
【附图说明】
[0032]图1是一般LED筒灯采用扩散板的筒灯的配光曲线；
[0033]图2是本实用新型的侧视图；
[0034]图3是本实用新型的正视图；
[0035]图4是本实用新型的凸透镜的剖视图；
[0036]图5是采用本实用新型的筒灯的配光曲线。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，但并非是对本实用新型结构的限定。
[0038]请参阅图4，其为本实用新型的凸透镜的剖视图。本实用新型所述的凸透镜1，包括位于凸透镜I底部的内凹型入射折射曲面12和位于凸透镜I顶部的外凸型出射折射曲面11，入射折射曲面12与出射折射面11之间形成一中间厚边缘薄的凸透镜体。
[0039]凸透镜I为旋转对称体，其旋转轴为Z轴，固定环13位于凸透镜I的底部侧面。入射折射曲面12为椭圆面的一部分，如图4所示，以凸透镜纵向截面为平面，以凸透镜底部中心O为原点，建立横坐标X和纵坐标y的直角坐标；
[0040]入射折射曲面纵截形成的入射曲线满足如下方程式:x2/a2+(y+m)2/b2=l，其中，a, b, m满足如下三个不等式:
[0041]不等式1:0〈m〈b,
[0042]不等式2:b-m>h,
[0043]不等式3:a2-a2m2/b2>R2。
[0044]其中:h为凸透镜所配LED光源的高度，R为凸透镜所配光源的半径，
[0045]其中a，b，m在满足如上不等式的情况下，可以根据透镜的所需尺寸和配光曲线进行选择。
[0046]所述出射折射面11为抛物面的一部分，出射折射曲面11纵截形成的出射曲线满足如下方程式:x2=-4p (y-g),
[0047]其中，P和g满足以下两不等式:
[0048]不等式4:g>h,
[0049]不等式5: 4pg> a2-a2m2/b2,
[0050]其中，p为该抛物线焦点到准线距离的一半，g为整个凸透镜的高度。
[0051]其中，p、g在满足如上不等式的情况下，可以根据透镜的所需尺寸和配光曲线进行选择。
[0052]请参阅图2和图3，入射折射曲面12和出射折射曲面11为分布为其母线绕中心轴Z轴旋转而成。
[0053]请参阅图5，为采用本实用新型后的配光曲线，对比采用扩散板配光的LED筒灯的配光(参阅图1)，可以看出，采用凹凸的非球面入射、出射曲面，其同样实现了大范围的均匀照明，同时大角度方向的光强要降低，降低了该方向的眩光，同时控制大角度方向的配光往下面照射，以提高地面的照度值，同时在保证大角度方向低眩光值的情况下，同时保证大角度方向一定的光强值，以保证垂直面的照度。
[0054]本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形。
【主权项】
1.一种用于筒灯配光的凸透镜，包括入射折射曲面、出射折射曲面，其特征在于:所述入射折射曲面为内凹型，入射折射曲面为椭圆面的一部分，其位于所述凸透镜的底部；所述出射折射曲面为外凸型，出射折射面为抛物面的一部分，其位于所述凸透镜的顶部；入射折射曲面与出射折射面之间形成一中间厚边缘薄的凸透镜体。
2.根据权利要求1所述的凸透镜，其特征在于:以凸透镜纵向截面为平面，以凸透镜底部中心为原点建立横坐标X和纵坐标y的直角坐标； 所述入射折射曲面纵截形成的入射曲线满足如下方程式: x2/a2+ (y+m) 2/b2=l, a, b, m满足如下三个不等式: 不等式1:0〈m〈b, 不等式2:b-m>h,不等式 3:a2-a2m2/b2>R2 其中:h为凸透镜所配LED光源的高度，R为凸透镜所配光源的半径。
3.根据权利要求2所述的凸透镜，其特征在于:以凸透镜纵向截面为平面，以凸透镜底部中心为原点建立横坐标X和纵坐标y的直角坐标； 所述出射折射曲面纵截形成的出射曲线满足如下方程式: x2=-4p (y-g), p和g满足以下两不等式: 不等式4:g>h,不等式 5: 4pg> a2-a2m2/b2, 其中，P为该抛物线焦点到准线距离的一半，g为整个凸透镜的高度。
4.根据权利要求1所述的凸透镜，其特征在于:所述凸透镜底部侧面有一体结构的固定环。
5.根据权利要求1或4所述一种用于筒灯配光的凸透镜，其特征在于:所述凸透镜为旋转对称体。
6.根据权利要求5所述的凸透镜，其特征在于:所述凸透镜采用聚甲基丙烯酸甲酯材料注塑而成的一体结构。
7.根据权利要求1所述的凸透镜，其特征在于:所述入射折射曲面为磨砂面。
【专利摘要】本实用新型涉及的一种用于筒灯配光的凸透镜，包括入射折射曲面和出射折射曲，入射折射曲面为内凹型，入射折射曲面为椭圆面的一部分，其位于凸透镜的底部；出射折射曲面为外凸型，出射折射面为抛物面的一部分，其位于凸透镜的顶部；在凸透镜的底部外圈有一固定环。本实用新型目的在于提供一种效率高、成本低、具有筒灯配光方式的凸透镜，其可以在实现一个透镜对多个小功率LED光源的配光，且可以适用于COB光源，具有比较强的通用性，方便产品更新换代；其在配和多颗LED光源使用时，在光源集中焊接的情况下，该凸透镜可以尽量的减少材料使用量，降低灯具成本；其相对于扩散板可以比较精确的控制配光曲线，可以提高整灯的灯具效率。
【IPC分类】F21Y101-02, F21V5-04
【公开号】CN204285313
【申请号】CN201420795843
【发明人】孙勇
【申请人】江门市天加力照明有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月17日