基于正反雙向菲涅爾透鏡的高光效防眩led定向燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED配光的研究領(lǐng)域，特別涉及一種基于正反雙向菲涅爾透鏡的高光 效防眩LED定向燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)外照明行業(yè)COB芯片價格高居不下，中功率芯片模組因價格低廉成為追 捧的寵兒，但是因單個光源芯片具有相對獨立性，一般二次配光設(shè)計時采用PC透鏡設(shè)計或 者采用鍍鋁反射器，導(dǎo)致LED定向燈二次配光中會存在以下技術(shù)問題：1、中功率芯片模組 低光效，能耗高，代替鹵素?zé)艄β势毡槠停?、二次配光設(shè)計照度均勻性難控制。所以，一種 使光斑更加均勻的防眩LED定向燈時本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于正反雙向菲涅 爾透鏡的高光效防眩LED定向燈，縮短光程減小了光損，提高光學(xué)效率。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于正反雙向菲涅爾透鏡的 高光效防眩LED定向燈，包括LED基板、反射器、正向菲涅爾透鏡及反向菲涅爾透鏡，所述反 射器設(shè)置在LED基板上，所述正向菲涅爾透鏡設(shè)置在反射器的腔體內(nèi)，正向菲涅爾透鏡安 裝在反射器的底部，所述反向菲涅爾透鏡懸空架設(shè)在反射器的頂部，以LED基板幾何中心 為基準(zhǔn)點，芯片發(fā)光角度分割成0° -γ°和-90°兩個環(huán)帶部分。
[0005] 優(yōu)選的，所述0° -γ°環(huán)帶的配光設(shè)計為：
[0006] 光線i經(jīng)反射器反射，光能傳播滿足反射定律入射角α =反射角β，Θ角為光線 與X軸夾角，μ角為P點斜率夾角，P(X，y)為曲Π 面上一點，則P點斜率為：
[0007] tan ( μ ) = dy/dx ； (I)
[0008]
.(:2.)
[0009] 又因光線il為中功率模組LED基板方向傳播，可以得出P θ ;求解（I)、（2) 得出P的微分方程F(dx，dy)，給出P點初始位置，就可以計算出P點0° -γ°各點位置， 擬合出反射器的自由曲面面型。
[0010] 優(yōu)選的，所述γ° -90°環(huán)帶的配光設(shè)計為：
[0011] 光線j經(jīng)過懸空結(jié)構(gòu)設(shè)計的正向菲涅爾透鏡和反向菲涅爾透鏡發(fā)生折射，通過調(diào) 節(jié)正、反向菲涅爾透鏡齒輪上的自由曲面曲率，自由曲面滿足菲涅爾方程：
[0012]
[0013] 其中，k為斜率，r為自由曲面斜率半徑，a I........a 8為系數(shù)，調(diào)節(jié)各個參數(shù)改 變光線折射角，設(shè)正向菲涅爾透鏡自由曲面方程為F1 (Z)，反向菲涅爾透鏡自由曲面方程為 F2 (Z)，調(diào)整兩個方程的參數(shù)從使得光線按照目標(biāo)區(qū)域折射。
[0014] 優(yōu)選的，所述LED基板上設(shè)有多顆LED發(fā)光二級管，所述多顆LED發(fā)光二級管按設(shè) 定形狀排列在LED基板上。
[0015] 優(yōu)選的，所述反向菲涅爾透鏡的邊緣設(shè)有一圈凹槽，所述凹槽與反射器的頂部外 邊緣相匹配，安裝時，反向菲涅爾透鏡卡合在反射器上。
[0016] 優(yōu)選的，所述反射器上的內(nèi)表面上設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面。
[0017] 優(yōu)選的，所述反射器為鋁材質(zhì)的反射器。
[0018] 優(yōu)選的，所述反向菲涅爾透鏡的齒輪上設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面，齒輪排布呈同 心環(huán)。
[0019] 優(yōu)選的，所述正向菲涅爾透鏡上設(shè)有多個安裝腳，所述安裝腳固定在反射器底部 上所述反向菲涅爾透鏡的齒輪上設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面，齒輪排布呈同心環(huán)。
[0020] 優(yōu)選的，所述正向菲涅爾透鏡的直徑小于反射器底部開口的直徑。
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明懸空結(jié)構(gòu)設(shè)計正向菲涅爾透鏡，縮短光程減小了光損，光學(xué)效率提高 5%，中心光強提高30%。
[0023] 2、本發(fā)明正、反雙向設(shè)計菲涅爾透鏡起到聚光效果，達(dá)到提高中心光強的作用，可 實現(xiàn)代替高功率鹵素?zé)簟?br>[0024] 3、本發(fā)明的反射器和菲涅爾透鏡方式讓光源裸露的空間變大，反光杯材料為鋁 材，在一定程度上增加了 LED光源的散熱；
[0025] 4、本發(fā)明解決了目前反射器在光學(xué)設(shè)計時邊緣出現(xiàn)光環(huán)的問題，使得光斑更加均 勻。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明裝置的分解圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明芯片發(fā)光角度分割成0° -γ°，γ° -90°兩個環(huán)帶部分的示意 圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明0° -γ°環(huán)帶配光示意圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明γ° -90°環(huán)帶配光示意圖；
[0031] 圖6是本發(fā)明LED發(fā)光二級管在基板上的布置圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。
[0033] 實施例
[0034] 如圖1、圖2所示，本實施例基于正反雙向菲涅爾透鏡的高光效防眩LED定向燈，包 括LED基板1、反射器2、正向菲涅爾透鏡3及反向菲涅爾透鏡4,所述反射器2設(shè)置在LED 基板1上，所述正向菲涅爾透鏡3設(shè)置在反射器2的腔體內(nèi)，正向菲涅爾透鏡3安裝在反射 器的底部，所述反向菲涅爾透鏡4懸空架設(shè)在反射器2的頂部；中功率模組幾何中心為基準(zhǔn) 點，芯片發(fā)光角度分割成0° -γ°，γ° -90°兩個環(huán)帶部分，針對兩個部分光學(xué)進行獨立 設(shè)計。
[0035] 為了達(dá)到更好的出光效果，本實施例中，所述LED基板1上設(shè)有多顆LED發(fā)光二級 管，所述多顆LED發(fā)光二級管按設(shè)定形狀排列在LED基板1上，如圖6所示，本實施例中LED 發(fā)光二極管分內(nèi)外兩層布置，外層設(shè)置為圓形，內(nèi)層設(shè)置為矩形。
[0036] 如圖2所示，所述反向菲涅爾透鏡4的邊緣設(shè)有一圈凹槽，所述凹槽與反射器2的 頂部外邊緣相匹配，安裝時，反向菲涅爾透鏡4卡合在反射器2上。
[0037] 所述反射器2上的內(nèi)表面上設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面，通過調(diào)整反射器自由曲面 曲率，使得經(jīng)過反射器2反射的光線垂直于中功率模組LED基板1方向傳播。
[0038] 同理，所述反向菲涅爾透鏡4的齒輪上設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面，光線經(jīng)過懸空 結(jié)構(gòu)設(shè)計正向菲涅爾透鏡3和反向菲涅爾透鏡4發(fā)生折射，通過調(diào)節(jié)菲涅爾透鏡齒輪上的 自由曲面曲率，改變光線折射角，從使得光線按照目標(biāo)區(qū)域折射。
[0039] 本實施例中，所述反射器為鋁材質(zhì)的反射器，在一定程度上增加了 LED光源的散 熱。
[0040] 如圖2