專利名稱：一種led防眩燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明燈具，更具體地說(shuō)，涉及一種LED防眩燈。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)具有光效率高、光線質(zhì)量好、能耗小、壽 命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于照明行業(yè)。在室內(nèi)照明中，LED燈由于光源尺寸較小(一般直徑小于6mm)，光通量又較高 (601m/ff以上)，造成LED表面亮度很高，一般最大亮度都有超過(guò)300000cd/m2。而人眼能適 應(yīng)的亮度范圍為普通日光燈管的表面亮度范圍，約為7000 8000cd/m2，即該亮度在室內(nèi) 環(huán)境下能滿足人眼對(duì)眩光要求。圖1所示為現(xiàn)有LED光源如CREE XR-E 3ff LED的配光曲 線圖，圖2所示為其光斑效果圖，圖3所示為其照度曲線圖。從圖中可以看出，這種LED光 源產(chǎn)生的配光曲線中心高周邊低(如圖1所示)。特定距離的光斑效果也是照度極高(如 圖2和圖3所示)，表面亮度平均為3162^cd/m2，光源對(duì)人眼的刺激比較嚴(yán)重。所以在很 大程度上需要有效限制LED燈的眩光。如圖4所示，現(xiàn)有LED泛光燈具大多采用反射器作為配光光學(xué)元件。此種方法通 過(guò)設(shè)置燈具保護(hù)角α的方式來(lái)限制眩光，但由于其不能降低燈具表面亮度，當(dāng)人眼在保護(hù) 角α之外看燈具，仍然會(huì)有光線直接射入人眼，會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)。因此需要一種通過(guò)降低LED點(diǎn)光源的表面亮度而使人眼直接注視燈具不會(huì)有刺 激感的LED防眩燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有LED燈具的上述表面亮度過(guò)大的缺陷， 提供一種LED防眩燈。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種由LED光源、一次泛光的 凹透鏡以及二次泛光的防眩透明件組成的LED防眩燈。本發(fā)明提供了包括具有一次透鏡的LED光源、包覆所述LED光源的一次透鏡的凹 透鏡，其用于對(duì)LED光源的出射光進(jìn)行第一次泛光；以及包覆所述凹透鏡的設(shè)有透鏡小單元陣列的防眩透明件，其用于對(duì)凹透鏡泛光 后的光線進(jìn)行第二次泛光。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述凹透鏡具有入射曲面和出射曲面，所述凹透 鏡向出射曲面方向彎曲，且所述凹透鏡從其中心到邊緣的厚度逐漸增大。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述入射曲面為非球面，所述入射曲面上從其中 心到邊緣的各點(diǎn)到LED光源的距離逐漸增大。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述出射曲面為非球面，所述出射曲面上從其中 心到邊緣的各點(diǎn)到LED光源的距離逐漸增大。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述透鏡小單元為方形的雙凸球面鏡。
在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件垂直于LED光源中軸線。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件的透鏡小單元的邊長(zhǎng)小于或等于 6mm ο在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件與凹透鏡之間的間距為20_40mm。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯 制成。在本發(fā)明所述的LED防眩燈中，所述防眩透明件的透過(guò)率大于92%，折射率為 1. 4923。實(shí)施本發(fā)明的LED防眩燈，具有以下有益效果本發(fā)明的LED防眩燈能有效降低燈 具表面的亮度，并實(shí)現(xiàn)相對(duì)均勻的照明，能夠滿足室內(nèi)環(huán)境下人眼對(duì)亮度適應(yīng)的要求。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是現(xiàn)有LED光源的配光曲線圖；圖2是現(xiàn)有LED光源的光斑效果圖；圖3是現(xiàn)有LED光源的照度曲線圖；圖4是現(xiàn)有LED反光燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例的光路圖；圖6是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的凹透鏡的立體圖；圖8是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的凹透鏡與LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的凹透鏡的配光曲線圖；圖10是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的防眩透明件的立體示意圖；圖11是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的防眩透明件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的防眩透明件的配光曲線圖；圖13是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的防眩透明件的表面光亮度曲線圖。
具體實(shí)施例方式如圖5所示，是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例的光路圖。本發(fā)明的LED防眩燈包括 LED光源100、凹透鏡200以及防眩透明件300 ；其中，所述LED光源100位于LED防眩燈的 中心，所述凹透鏡200包覆LED光源100，用于對(duì)LED光源100發(fā)出的光線進(jìn)行第一次泛光， 所述防眩透明件300包覆所述凹透鏡200，用于對(duì)凹透鏡200泛光后的光線進(jìn)行第二次泛 光，從而將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化為面光源。如圖6所示，為L(zhǎng)ED光源100的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例中采用的LED光源100 為CREE XR-E 3ff LED。該LED光源100具有一個(gè)發(fā)出光線的LED光源中心101以及一次透 鏡102。其中，一次透鏡102為球面透鏡。圖1、圖2和圖3分別示出了其配光曲線圖、光斑效 果圖和照度曲線圖?？梢钥闯?，其特定距離的光斑的照度極高，表面亮度平均為316228cd/ m2，光源對(duì)人眼的刺激比較嚴(yán)重。如圖7所示，為本發(fā)明LED防眩燈所采用的凹透鏡200的立體圖；圖8為本發(fā)明LED防眩燈所采用的凹透鏡200與LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)一并參閱圖7及圖8，所述凹 透鏡200為非球面凹透鏡，其具有入射曲面201和出射曲面202，所述凹透鏡200向出射曲 面202方向彎曲。且所述凹透鏡200從其中心到邊緣的厚度AB逐漸增大。在本實(shí)施例中， 所述入射曲面201為中心曲率大，邊緣曲率漸小的非球面，即所述入射曲面201上從其中心 至邊緣的各點(diǎn)到LED光源中心101的距離逐漸增大，即圖8中線段OA。這種結(jié)構(gòu)有利于將 光線很好的發(fā)散。出射曲面202與入射曲面201的形狀類似，同樣為中心曲率大，邊緣曲率 漸小的非球面。且所述出射曲面202上從其中心至邊緣的各點(diǎn)到LED光源中心101的距離 逐漸增大，即圖8中線段0B。這樣使得從LED光源中心101發(fā)出并經(jīng)過(guò)入射曲面201邊緣 折射的光能夠再次通過(guò)出射曲面202的邊緣折射。凹透鏡200的尺寸應(yīng)盡量小，從而提高 透鏡的光通利用率。在本實(shí)施例中，該凹透鏡200的最大直徑為16mm，高度為4. 5mm。圖9示出了經(jīng)過(guò)凹透鏡200后的配光曲線圖。可以看到，光源通過(guò)二次光學(xué)透鏡， 即凹透鏡200之后，光線重新進(jìn)行了分配，降低了 LED光源的亮度，使得在正負(fù)60度角內(nèi)發(fā) 光強(qiáng)度一致。如圖10所示，為本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的防眩透明件300的立體圖。如 圖11所示，是本發(fā)明LED防眩燈實(shí)施例中采用的防眩透明件300的結(jié)構(gòu)示意圖。所述防眩 透明件300為由多個(gè)透鏡小單元301構(gòu)成的陣列，所述透鏡小單元301為方形的雙凸球面 鏡。所述防眩透明件300垂直于LED光源101中軸線。防眩透明件300與凹透鏡200之間的間距M(如圖5所示)與凹透鏡200對(duì)光線 的發(fā)散角度成反比。即如果光線經(jīng)凹透鏡200后較為發(fā)散，則防眩透明件300距離凹透鏡 200可較近，即減小間距M ；而如果光線經(jīng)凹透鏡200后發(fā)散角度小，則需適當(dāng)增加間距M。 本發(fā)明的間距M為20-40mm，優(yōu)選30mm。防眩透明件300可采用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)或 聚碳酸酯材料(Polycarbonate，PC)制成，透過(guò)率大于92%，折射率為1.4923。需要注意的是，當(dāng)間距M較小時(shí)，照射到防眩透明件300上單位面積的光強(qiáng)增加， 則透鏡小單元301的邊長(zhǎng)d需要適當(dāng)減小，曲率適當(dāng)增大，從而有效地對(duì)出射光線進(jìn)行泛 光，保障防眩效果。反之，所設(shè)計(jì)的透鏡小單元301的邊長(zhǎng)d需要適當(dāng)增大，曲率適當(dāng)減小。請(qǐng)參閱圖11，所述防眩透明件300的透鏡小單元301的邊長(zhǎng)d小于或等于6mm，在 本實(shí)施例中邊長(zhǎng)d為6mm，通過(guò)防眩透明件300的透鏡小單元301的曲率計(jì)算，能將分配到 防眩透明件300上的光線以正負(fù)50度的角度近似朗伯型的光線出射。且將光源發(fā)光半徑 放大了 5倍，即面積放大了 25倍。圖12和圖13分別示出了采用防眩透明件300的配光曲 線圖和表面光亮度曲線圖?？梢钥吹?，點(diǎn)光源通過(guò)防眩透明件300的二次泛光被轉(zhuǎn)化為面 光源。在LED防眩燈的表面的亮度由3162^cd/m2降至6398cd/m2，已滿足在室內(nèi)環(huán)境下人 眼對(duì)亮度適應(yīng)的要求。由此可見(jiàn)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用凹透鏡200及防眩透明件300對(duì)LED光源 進(jìn)行兩次泛光，有效地降低了燈具表面的亮度，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)均勻的照明。需要說(shuō)明地是，本發(fā)明所提供的LED防眩燈也可以作為一個(gè)特征單元，可以根據(jù) 實(shí)際照明需要將該特征單元陣列成nXn形式，或者其它排列形式，從而實(shí)現(xiàn)更大功率的照 明。雖然本發(fā)明已參照當(dāng)前的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施方式僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，并非用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何在本發(fā) 明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED防眩燈，包括具有一次透鏡(10 的LED光源(100)，其特征在于，還包括 包覆所述LED光源(100)的一次透鏡(10 的凹透鏡000)，其用于對(duì)LED光源(100)的出 射光進(jìn)行第一次泛光；以及包覆所述凹透鏡(200)的設(shè)有透鏡小單元(301)陣列的防眩透明件(300)，其用于 對(duì)凹透鏡(200)泛光后的光線進(jìn)行第二次泛光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述凹透鏡(200)具有入射曲面 (201)和出射曲面002)，所述凹透鏡O00)向出射曲面Q02)方向彎曲，且所述凹透 鏡 (200)從其中心到邊緣的厚度(AB)逐漸增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED防眩燈，其特征在于，所述入射曲面O01)為非球面，所 述入射曲面(201)上從其中心到邊緣的各點(diǎn)到LED光源(100)的距離(OB)逐漸增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED防眩燈，其特征在于，所述出射曲面(20 為非球面，所 述出射曲面(202)上從其中心到邊緣的各點(diǎn)到LED光源(100)的距離(OA)逐漸增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述透鏡小單元(301)為方形的雙 凸球面鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)垂直于LED 光源(100)中軸線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)的透鏡小單 元(301)的邊長(zhǎng)(d)小于或等于6mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)與凹透鏡 (200)之間的間距(M)為20-40mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)由聚甲基丙 烯酸甲酯或聚碳酸酯制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED防眩燈，其特征在于，所述防眩透明件(300)的透過(guò)率 大于92%，折射率為1.4923。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED防眩燈，包括具有一次透鏡(102)的LED光源(100)、包覆所述LED光源(100)的一次透鏡(102)的凹透鏡(200)，其用于對(duì)LED光源(100)的出射光進(jìn)行第一次泛光；以及包覆所述凹透鏡(200)的設(shè)有透鏡小單元(301)陣列的防眩透明件(300)，其用于對(duì)凹透鏡(200)泛光后的光線進(jìn)行第二次泛光。本發(fā)明的LED防眩燈能有效降低燈具表面的亮度，并實(shí)現(xiàn)相對(duì)均勻的照明，能夠滿足室內(nèi)環(huán)境下人眼對(duì)亮度適應(yīng)的要求。
文檔編號(hào)F21V5/04GK102042503SQ20091019079
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者劉延明, 周明杰 申請(qǐng)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