一種led投光燈的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及LED投光燈領(lǐng)域，尤其涉及一種LED投光燈。
【【背景技術(shù)】】
[0002]LED(發(fā)光二極管，Light-Emitting D1de)是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光和輻射能的發(fā)光器件，具有效率高、功耗小、壽命長、發(fā)光質(zhì)量高、光色純等優(yōu)點(diǎn)。而為了使LED光源獲得較為均勻的泛光配光效果，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用凹透鏡或泛光全反射透鏡對LED光源進(jìn)行配光，其中，采用凹透鏡對LED光源進(jìn)行配光會使LED光源的光通量的利用率比較低，而采用現(xiàn)有的泛光全反射透鏡則會使LED光源的泛光效果不均勻。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中還公開了一種LED燈的配光結(jié)構(gòu)，其包括置于工作面上且對光源件發(fā)出的光朝某一方向反射的二次光學(xué)元件，以及包括設(shè)于所述二次光學(xué)元件上方且將光源件的光線發(fā)射至工作面上的反光板。其中，反光板與二次光學(xué)元件共同作用，將LED光源件發(fā)出的光線照射在指定的工作面上并形成光斑圖像。上述的配光結(jié)構(gòu)由于無法實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件與反光板的特點(diǎn)相配合，且反光板設(shè)置的缺陷，使LED光源的發(fā)光角較大的光線無法被利用，從而使燈具的光效利用率太低。
[0004]此外，LED投光燈一般用于廣告牌照明、大面積作業(yè)場礦、建筑物輪廓、公園和花壇等，尤其對于用于廣告照明中的LED投光燈，對投光燈的出射光束角度、照明亮度、光照均勻度等有較高的要求?，F(xiàn)有的LED投光燈易出現(xiàn)光源不均勻?qū)е戮植康墓鈴?qiáng)度過大、無法有效展現(xiàn)被照射物體、光利用率低等問題，無法滿足市場的要求，因此，亟待對LED投光燈配光結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]為克服目前現(xiàn)有LED投光燈中配光效果不佳的問題，本發(fā)明提供一種具有較優(yōu)出光效果的LED投光燈。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提出如下的技術(shù)方案:一種LED投光燈，所述LED投光燈包括至少一光源及與其對應(yīng)設(shè)置的透鏡，所述透鏡包括一上曲面與至少一側(cè)面，所述上曲面包括一前上曲面與一后上曲面，所述前上曲面使光源射出的光線均勻發(fā)散并射出所述透鏡，所述后上曲面與所述側(cè)面配合，使所述光源射出的光線發(fā)生全反射。
[0007]優(yōu)選地，所述透鏡包括一下平面，所述透鏡包括至少兩個設(shè)置在所述上曲面與所述下平面之間的側(cè)面;所述側(cè)面包括一沿所述透鏡寬度方向設(shè)置的第二側(cè)面，所述第二側(cè)面與所述下平面的夾角為0°-45°。
[0008]優(yōu)選地，所述側(cè)面包括兩沿所述透鏡長度方向?qū)ΨQ設(shè)置的第一側(cè)面，所述第二側(cè)面設(shè)置在兩個所述第一側(cè)面之間，所述第一側(cè)面與所述下平面的夾角為0° _40°。
[0009]優(yōu)選地，所述透鏡沿其長度方向由所述第二側(cè)面的一端向另一端的厚度逐漸減少。
[0010]優(yōu)選地，提供一XYZ坐標(biāo)軸，并以所述光源中心作為XYZ坐標(biāo)軸原點(diǎn)，所述上曲面包括前上曲面及后上曲面；
[0011 ]所述前上曲面的曲面方程式為:
[0012]Z = H1-kiX4-k2 (Y+Li) 4_k3X2 X 2 (Y+Li) 2~k4X2~a (Y+Li)2 ；
[0013]其中，Z20，Y<-L1;
[0014]所述后上曲面的曲面方程式為:
[0015]Z = H1-kiX4-k2 (Y+Li) 4_k3X2 X 2 (Y+Li) 2-k4X2-b (Y+Li)2 ；
[0016]其中，Z20，Y2-Li;
[0017]X、Y、Z分別對應(yīng)所述上曲面在X軸、Y軸及Z軸所界定的寬度值、長度值及高度值;所述Hi值表示為所述上曲面的最大高度;所述Li值為一常數(shù)，Li值的數(shù)值范圍為5-20mm;所述1^值、k2值、k3值、k4值及a值均為常數(shù)，所述1^值、k2值、k3值、k4值及a值的數(shù)值范圍為0_1。
[0018]優(yōu)選地，所述透鏡進(jìn)一步包括一下曲面，所述下曲面由所述下平面中部內(nèi)凹形成，所述上曲面與所述下曲面均為非對稱結(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選地，提供一XYZ坐標(biāo)軸，并以所述光源中心作為XYZ坐標(biāo)軸原點(diǎn)，所述下曲面包括前下曲面及后下曲面；
[0020]所述前下曲面的曲面方程為:
[0021]Z = H2-fiX2-f2 (Y-L2)2;
[0022]其中，Z20，Y<L2;
[0023]所述后下曲面的曲面方程式為:
[0024]Z = H2-fiX2-f3 (Y-L2)2;
[0025]其中，Z20，Y2L2;
[0026]X、Y、Z分別對應(yīng)所述下曲面在X軸、Y軸及Z軸所界定的寬度值、長度值及高度值，所述出值進(jìn)一步表示為所述下曲面的最大高度，所述L2值為一常數(shù)，1^值的數(shù)值范圍為1-15mm，所述^值、值及f3值為常數(shù)，所述fi值、ft值及f3值的數(shù)值范圍為0-1。
[0027]優(yōu)選地，所述下曲面與所述下平面相接處包括兩對稱設(shè)置的凹槽，兩所述凹槽分別與所述下曲面聯(lián)通。
[0028]優(yōu)選地，所述LED投光燈包括一反光罩結(jié)構(gòu)，所述透鏡收容于所述反光罩內(nèi)，所述透鏡與所述反光罩結(jié)構(gòu)構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。
[0029]優(yōu)選地，所述反光罩結(jié)構(gòu)包括與所述透鏡呈70°_100°設(shè)置的第一反光罩、第二反光罩及第三反光罩。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供LED投光燈具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0031]1、本發(fā)明所提供的LED投光燈包括至少一透鏡，所述透鏡包括一上曲面與至少一側(cè)面(如第一側(cè)面與第二側(cè)面)，所述前上曲面為偏光面，其可使由所述光源射出的光線均勻地發(fā)散并射出所述透鏡。所述后上曲面為收光面，所述后上曲面與所述第一側(cè)面配合使用，可使所述光源射出的光線發(fā)生全反射(還可為二次折射)，從而可起到收集出光角度較大的光線，提高所述光源光利用率的作用。
[0032]2、在本發(fā)明所提供的LED投光燈中，所述第一側(cè)面與所述第二側(cè)面與下平面具有一定的夾角，通過夾角角度的設(shè)定(如為，可獲得最優(yōu)的光發(fā)射效果。
[0033]3、本發(fā)明所提供的LED投光燈包括一反光罩結(jié)構(gòu)，所述透鏡與所述反光罩結(jié)構(gòu)匹配組成一光學(xué)系統(tǒng)，所述透鏡與所述反光罩結(jié)構(gòu)共同作用，使由所述光源射出的光線經(jīng)過透鏡折射及所述反光罩結(jié)構(gòu)反射后，朝向一定角度進(jìn)行投射。此外，通過調(diào)整所述透鏡與所述反光罩結(jié)構(gòu)的夾角(如70°-100°)，可進(jìn)一步對所述LED投光燈投射的高度、范圍、照度等進(jìn)行調(diào)整，如通過調(diào)整所述第一反光罩與所述透鏡的夾角(如70°-100°)，可使所述LED投光燈光線投射角度抬高，而通過調(diào)整所述第二反光罩、第三反光罩與所述透鏡的夾角，則可使所述LED投光燈光線投射范圍變寬。
[0034]4、本發(fā)明所提供的LED投光燈進(jìn)一步包括上曲面與下曲面，所述上曲面與所述下曲面為非對稱結(jié)構(gòu)且厚度不均一，以及對所述上曲面與所述下曲面曲率變化范圍的限定，可以使經(jīng)過所述透鏡與所述反光罩結(jié)構(gòu)整體配合為一完整的光學(xué)系統(tǒng)，以獲得最優(yōu)的光線投射效果，提高出光效率，并避免形成局部的光斑。
[0035]5、本發(fā)明LED投光燈的透鏡與所述反光罩結(jié)構(gòu)形成一光投射系統(tǒng)，采用所形成的光投射系統(tǒng)，可使由光源發(fā)出的光均勻分布在被照射物體的照明區(qū)域，避免出現(xiàn)局部光斑過大問題。
[0036]6、本發(fā)明所提供的透鏡的第一側(cè)面及第二側(cè)面，可以使所述光源發(fā)出的光線發(fā)生全反射，從而可有效避免光線散射，提高光利用率，更加有利于光型分布。
[0037]7、所述透鏡分為上曲面與下曲面，所述上曲面還可進(jìn)一步細(xì)分為前上曲面及后上曲面，所述下曲面進(jìn)一步包括前下曲面及后下曲面，本發(fā)明中還對所述前上曲面及所述后上曲面、所述前下曲面及所述后下曲面的曲面方程進(jìn)行了進(jìn)一步限定，以獲得更優(yōu)的出光角度，使所述透鏡的上下曲面具有較大的偏光區(qū)域，并形成利于光線集中的收光區(qū)域。從而，有利于所述光源發(fā)出的光線均勻分散，避免出現(xiàn)局部光斑等問題，更加適用于戶外廣告牌的照明應(yīng)用中。
[0038]8、在本發(fā)明中，與所述透鏡對應(yīng)設(shè)置的所述反光罩結(jié)構(gòu)有利于所述光源射出的光線朝某一特定的方向進(jìn)行投射，并使光線較為集中。所述反光罩結(jié)構(gòu)中第一反光罩與所述透鏡之間呈一定角度，從而可使光線獲得最佳的反射角度，以使所述LED投光燈獲得最佳的投射效果。
[0039]9、所述透鏡還包括兩個透鏡通孔，所述透鏡通孔可用于所述透鏡與所述第一遮蓋板之間的螺絲擰合，與現(xiàn)有技術(shù)中采用粘膠粘結(jié)的方式相比，當(dāng)所述光源出現(xiàn)故障或損壞時，可只更換所述光源部分，而無需連同所述透鏡一并廢棄。此外，本發(fā)明中通過對所述透鏡的其它參數(shù)的設(shè)置，可有效避免所述透明通孔的設(shè)置會對所述LED投光燈的出光效率。
【【附圖說明】】
[0040]圖1是本發(fā)明LED投光燈的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]圖2是本發(fā)明LED投光燈的配光結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042 ]圖3A是圖2中所示LED投光燈的透鏡的主視圖。
[0043 ]圖3B是圖3A中所示透鏡的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖3C是圖3A中所示透鏡沿A-A方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖3D是圖3A中所示透鏡沿B-B方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖4A是圖3B中所示透鏡的上曲面與下曲面的光路示意圖。
[0047 ]圖4B是圖3B中所示的透鏡的第二側(cè)面光路示意圖。
[0048]圖4C是圖3A中所示透鏡的第一側(cè)面剖面部分光路示意圖。[0049 ]圖4D-圖4E是圖3A中所示透鏡的極坐標(biāo)光強(qiáng)度分布曲線。
[0050]圖5A是圖2中所示的LED配光結(jié)構(gòu)的反光罩結(jié)構(gòu)與遮蓋結(jié)構(gòu)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖5B是圖5A中所示反光罩結(jié)構(gòu)中的第一反光罩的立體