可實現超均勻光斑的燈具的製作方法
2023-06-01 13:39:06
專利名稱：可實現超均勻光斑的燈具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燈具，更具體地說，涉及一種可實現超均勻光斑的燈具。
背景技術：
由於發光二極體(light emitting diode，簡稱LED)具備小巧、輕便、節能、高效的 特點，目前正廣泛應用於各種燈具。眾所周知，由於LED本身的一次透鏡配光角度受限，制 造商通常僅生產90度、120度、170度配光的LED ；並且，如圖1所示，LED裸光源的發光形狀 為近似朗伯形分布，光能量在中心處(0度)最強，角度越大光強越弱，當裸光源直接用於照 明時，會產生被照面中心亮度高、周邊亮度低的問題。因此，LED的二次光學配光透鏡的開 發和生產顯得尤為重要。為了實現LED的均勻配光，目前已經出現了平凹透鏡和CPC複合曲面透鏡。如圖2 所示，平凹透鏡100的第一側101為平面，第二側102為曲面，且第一側靠近LED 103，光線 經第二側102出射。其中第二側102可以是球面或者非球面。圖3示出了其配光曲線圖。 這種平凹透鏡多適用於出射光線大角度發散的均勻配光系統，並不適用於出射光線小角度 發散且光斑均勻度要求較高的場所。如圖4所示，CPC複合曲面透鏡200包括杯狀反射面201，在透鏡200內還設置有 穿透面202。LED 203設置在透鏡200內，一部分光線經穿透面202出射，另一部分光線經 反射面201反射後出射。這種CPC複合曲面透鏡的缺點在於，模具複雜、成本很高，當採用 這種方式設計出射光線小角度發散且光斑均勻度要求較高的透鏡時，容易導致LED晶片的 成像出現問題，如圖5所示，該透鏡200實現的光斑均勻度不高。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術中的燈具不能在出射光線小角度發 散的情況下實現均勻光斑的缺陷，提供一種可實現超均勻光斑的燈具，即使在要求出射光 線小角度發散的情況下也可實現均勻照明。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種可實現超均勻光斑的燈 具，包括點光源、以及設置在所述點光源前方的透鏡，其中，所述透鏡包括朝向所述點光源 凸出的非球面、以及遠離所述點光源的平面。根據本發明所述的可實現超均勻光斑的燈具，所述非球面的面型公式為7cr2L =-,=1 + Vl-(1 + K)c2r2其中，K值為-10 0。根據本發明所述的可實現超均勻光斑的燈具，所述透鏡包括帶有所述非球面的第 一部分、以及帶有所述平面且呈圓柱狀的第二部分。根據本發明所述的可實現超均勻光斑的燈具，所述透鏡的材料為聚甲基丙烯酸甲 酯或者聚碳酸酯。3
根據本發明所述的可實現超均勻光斑的燈具，所述透鏡的直徑為所述點光源直徑 的8-12倍。根據本發明所述的可實現超均勻光斑的燈具，所述第二部分的厚度小於或等於其 直徑的1/5。實施本發明的可實現超均勻光斑的燈具，具有以下有益效果通過採用朝向點光 源凸出的非球面、以及遠離點光源的平面，即使在出射光線小角度發散的聚光情況下，也能 輕易地實現均勻配光效果。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1是現有技術中LED裸光源的配光曲線圖；圖2是採用平凹透鏡的燈具的結構示意圖；圖3是採用平凹透鏡的燈具的配光曲線圖；圖4是採用CPC複合曲面透鏡的燈具的結構示意圖；圖5是採用CPC複合曲面透鏡的燈具的光斑效果圖；圖6是本發明中燈具的結構示意圖；圖7是本發明中燈具的光路示意圖；圖8是本發明中燈具在1米處的光斑效果圖；圖9是本發明中燈具在1米處的照度曲線圖；圖10是本發明中在1米處照度的平面分布圖。
具體實施例方式如圖6所示，本發明的燈具300包括點光源301、以及設置在點光源301前方的透 鏡302。該點光源301可以是LED，其發出的絕大部分光線經過透鏡302後出射。整個透鏡302由兩部分組成帶有非球面303的第一部分305、以及帶有平面304 且呈圓柱狀的第二部分306。該其中非球面303朝向點光源301凸出，平面304遠離點光源 301。通過將非球面與平面配合，且非球面朝向點光源301，可使得光線在透鏡中發生折射， 實現對光線的精確控制，以達到被照射面的照度均勻的效果。非球面303的面型公式為
權利要求
1.一種可實現超均勻光斑的燈具，包括點光源、以及設置在所述點光源前方的透鏡，其 特徵在於，所述透鏡包括朝向所述點光源凸出的非球面、以及遠離所述點光源的平面。
2.根據權利要求1所述的可實現超均勻光斑的燈具，其特徵在於，所述非球面的面型 公式為1 + Vl-(1 + K)c2r2其中，κ值為- ο 0。
3.根據權利要求1所述的可實現超均勻光斑的燈具，其特徵在於，所述透鏡包括帶有 所述非球面的第一部分、以及帶有所述平面且呈圓柱狀的第二部分。
4.根據權利要求1所述的可實現超均勻光斑的燈具，其特徵在於，所述透鏡的材料為 聚甲基丙烯酸甲酯或者聚碳酸酯。
5.根據權利要求1所述的可實現超均勻光斑的燈具，其特徵在於，所述透鏡的直徑為 所述點光源直徑的8-12倍。
6.根據權利要求3所述的可實現超均勻光斑的燈具，其特徵在於，所述第二部分的厚 度小於或等於其直徑的1/5。
全文摘要
本發明涉及一種可實現超均勻光斑的燈具，包括點光源、以及設置在所述點光源前方的透鏡，其中，所述透鏡包括朝向所述點光源凸出的非球面、以及遠離所述點光源的平面。通過採用朝向點光源凸出的非球面、以及遠離點光源的平面，即使在出射光線小角度發散的聚光情況下，也能輕易地實現均勻配光效果。
文檔編號F21Y101/02GK102042556SQ20091011078
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月16日 優先權日2009年10月16日
發明者劉延明, 周明傑 申請人: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