透镜、透镜模组及灯具的制作方法

文档序号:13744399阅读:157来源:国知局
本发明涉及LED灯配光领域,尤其涉及一种透镜、透镜模组及灯具。
背景技术
:随着传统的白炽灯泡慢慢淡出历史舞台,以LED为代表的第四代固态光源逐渐建立起在照明领域的核心领导地位。LED(LightEmittingDiode)以其效率高,光色纯、能耗低、寿命长、无污染等优点成为21世纪具有竞争力的新型光源。随着LED光通量及光效的不断提高,LED在照明领域的应用也越来越广泛。然而,LED芯片的表面出光为Lambertian分布,无法直接应用于照明系统。因此,以LED为光源的二次配光设计显得尤为重要。目前的大功率照明灯具的光源一般由多颗LED排列组成(既LED发光模组),所以相应的配光光学器件也要设计成多颗的模组形式。然而,目前市场上的多合一配光模组一般以反光杯为主,这样的多合一反光杯模组一般存在以下缺陷:1、体积过大,由于单个反光杯的体积较大,多合一集成后,整体的体积更大,从而使得灯具整体设计尺寸无法减小;2、由于单独使用反光杯无法使灯具达到防尘防水功能,一般需要在反光杯外部再加一个透明件,由此增加了灯具的设计成本;3、反光杯的配光效率较低,光斑不够均匀。因此,急需设计一种能够提高配光效率,使得光斑均匀并且设计成本低的透镜。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种能够提高配光效率,使得光斑均匀并且设计成本低的透镜、透镜模组及灯具。为了解决上述技术问题,本发明提供了一种透镜,所述透镜包括相对设置的入光面和出光面,所述入光面为平面,所述出光面为由一第一曲线绕所述透镜的光轴旋转360度形成,并且所述出光面为球面,所述入光面上开设有光源容纳腔,用以容纳光源,所述光源容纳腔的底面为由一第二曲线绕所述光轴旋转360度形成,并且所述底面为椭球面。其中,所述第一曲线满足以下公式:(X^2)/25+(Y^2)/3.24=1,其中X≤0,Y>0;所述第二曲线满足以下公式:Y=0.004156051*X^5+0.051052398*X^4+0.22723681*X^3+0.31732324*X^2+0.25693928*X+7.0202304,其中X≤0,Y>0。其中,所述第一曲线满足以下公式:(X^2)/36+(Y^2)/3.24=1,其中X≤0,Y>0;所述第二曲线满足以下公式:Y=0.004489138*X^5+0.056235217*X^4+0.25669193*X^3+0.37580618*X^2+0.30420509*X+8.0229691,其中X≤0,Y>0。其中,所述第一曲线满足以下公式:(X^2)/6.25+(Y^2)/1.7372=1,其中X≤0,Y>0;所述第二曲线满足以下公式:Y=0.001835075*X^5+0.020198686*X^4+0.087136415*X^3+0.074011249*X^2+0.11085758*X+6.1151506,其中X≤0,Y>0。同时,本发明还提供了一种透明模组,所述透镜模组包括固定座及前述的透镜,所述多个透镜均匀排列固设于所述透镜模组上。其中,所述固定座包括第一表面,所述第一表面上开设有多个凹槽,所述多个透镜收容并固定于所述多个凹槽内。其中,所述固定座还包括第二表面,所述第二表面与所述第一表面相对设置,所述第二表面的边缘处设置有密封槽,所述密封槽沿所述第二表面的周向环绕,所述密封槽用以容置密封圈或密封垫圈。其中,所述固定座上还设置有接线口让位凸台,以便于接线及走线。其中,所述固定座上还设置有两根定位柱,所述两根定位柱用于与灯具的光源连接。同时,本发明还提供了一种灯具,包括前述的透镜模组及光源组件,所述光源组件与所述透明模组固定连接。本发明提供的透镜以及透镜模组,通过将多个透镜设置在一起形成透镜模组,从而可实现透镜模组的一体化设计,既能实现配光功能,同时也可实现透明件的防护功能,并且由于其为一体化设计,故而能够减少设计成本。本发明提供的透镜及透镜模组具有结构简单、便于加工的优点。本发明提供的灯具,通过透镜模组实现泛光配光功能,并且光斑均匀规则,可满足配光效率要求。附图说明为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的灯具的结构示意图;图2是本发明实施例提供的透镜模组的结构示意图;图3是本发明实施例一提供的透镜的结构示意图;图4是图3中透镜的配光原理图;图5是本发明实施例一提供的透镜模组的极坐标配光曲线图;图6是本发明实施例一提供的透镜模组的直角坐标配光曲线图;图7是本发明实施例一提供的灯具在6米处远的照度图;图8是本发明实施例二提供的透镜的配光曲线图;图9是本发明实施例二提供的透镜模组的极坐标配光曲线图;图10是本发明实施例二提供的透镜模组的直角坐标配光曲线图;图11是本发明实施例二提供的灯具在6米处的照度图;图12是本发明实施例三提供的透镜的配光曲线图;图13是本发明实施例三提供的透镜模组的极坐标配光曲线图;图14是本发明实施例三提供的透镜模组的直角坐标配光曲线图;图15是本发明实施例三提供的灯具在5米处的照度图;图16是本发明实施例四提供的透镜的结构示意图;图17是图16的另一方向的示意图;图18是本发明实施例四提供的灯具在1米处的照度图。具体实施方式下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。请一并参阅图1至图2,本发明实施例提供的一种灯具100,包括透镜模组10以及光源组件(未图示)。所述光源组件与所述透镜模组10固定连接。所述光源组件包括铝基板(未图示)以及光源22。本实施例中,所述铝基板21与所述透镜模组10固定连接。所述光源22固设于所述铝基板21上,并且所述光源22为朗伯光源。所述透镜模组10包括固定座11以及多个透镜12,所述固定座11与所述铝基板21固定连接,所述透镜12固设于所述固定座11上。在本实施例中,所述固定座11为方形板状结构。所述固定座11包括一个第一表面11a,所述第一表面11a设置有多个凹槽(未图示),用以容置固定所述多个透镜12。具体的,所述凹槽沿所述固定座11上排列形成3×6的排列组合,以便于容置3×6组合排列的透镜,以满足配光照度要求。可以理解的是,在其他实施例中,所述凹槽的排列组合也可根据配光照度要求调整。所述固定座11还包括一第二表面11b,所述第二表面11b与所述第一表面11a相对设置,所述第二表面11b的边缘处设置有密封槽111,所述密封槽111沿所述第二表面11b的周向环绕,所述密封槽11b用以容置密封圈或密封垫圈。本实施例中,所述第二表面11b上设置有两个所述密封槽111,并且所述两个密封槽111嵌套设置。所述两个密封槽111内均可容置密封圈或密封垫圈,以使所述透镜模组10与所述灯具100的壳体连接后,能够保证所述灯具100的防水密封性。可以理解的是,在其他实施例中,所述密封槽111也可为1个或3个等。为了进一步的改进,在本实施中,所述第二表面11b上还设置有加强筋112,设于所述两个密封槽111之间,当将所述密封圈或密封垫圈容置于所述密封槽111内时,所述加强筋112用以紧压所述密封圈或密封垫圈,以使所述密封圈或密封垫圈变形,进而使得所述密封圈或密封垫圈与所述密封槽111的表面充分贴合,进一步保证所述灯具100的防水密封性。为了进一步的改进,所述固定座11上还设置有接线口让位凸台113,以便于接线及走线。在本实施例中,所述接线口让位凸台113设于所述第一表面11a上,以使的当所述固定座11与所述铝基板21连接时,能够便于所述铝基板21的接线及走线。为了进一步的改进,所述固定座11上还设有两根定位柱114,所述两根定位柱114用于与所述光源组件连接。在本实施例中,所述两根定位柱114设于所述第一表面11a上,并且所述两根定位柱114均为螺柱。所述两根定位柱114为沿所述固定座11的对角线对称设置,以便于与所述光源组件连接时,能够固定所述光源组件的位置,防止所述光源组件移位。请一并参阅图3至图4,为本发明实施例一提供的透镜的结构示意图。本实施例中,所述透镜12采用光学级透明塑胶材料制成,以便于减少所述透镜模组10的整体质量。可以理解的是,在其他实施例中,所述透镜12也可采用玻璃材料制成。所述透镜12包括相对设置的入光面12a及出光面12b。所述入光面12a为平面,所述出光面12b为由一第一曲线121绕所述透镜12的光轴OO’旋转360形成,并且所述出光面12b为球面,所述入光面12a上开设有一个光源容纳腔122,用以容纳光源。所述光源容纳腔122的底面123为由一第二曲线124绕所述光轴OO’旋转360度形成,并且所述底面123为椭球面。在本实施例中,所述第一曲线121满足以下公式:(X^2)/25+(Y^2)/3.24=1,其中X≤0,Y>0;所述第二曲线124满足以下公式:Y=0.004156051*X^5+0.051052398*X^4+0.22723681*X^3+0.31732324*X^2+0.25693928*X+7.0202304,其中X≤0,Y>0。当所述光源22容置于所述光源容纳腔122内时,所述光源22发出的光线L1通过所述底面123折射至所述出光面12b上,并在所述出光面12b上发生第二次折射,当采用18颗发光角度为150度的光源22设于所述透镜模组10上时,各所述光源22发出的光线L1经过所述透镜模组10后,形成一个配光角度为70度的配光泛光。如图5及图6所示。请参阅图7,当采用18颗发光角度为150度的光源22与所述透镜模组10配合,所述光源22发出的光线经过所述透镜12后,能在6米远处形成一个半径为6米的圆形光斑,并且其光斑均匀变化。本发明实施例一采用的透镜12,通过设置第一曲线121及第二曲线124分别满足相应地公式要求,从而使得在6米远处能够得到一个光斑均匀变化的圆形光斑,从而实现圆形配光,并且满足配光照度要求。请参阅图8,为本发明实施例二提供的透镜13的配光曲线图。本发明实施例二与本发明实施例一的不同之处在于:实施例二的透镜13与实施例一的透镜12的第一曲线121以及第二曲线124满足的公式不同,其他部件均相同,故这里不再赘述。本发明实施例二提供的所述透镜13的第一曲线131满足的公式为:(X^2)/36+(Y^2)/3.24=1,其中X≤0,Y>0。所述第二曲线134满足的公式为:Y=0.004489138*X^5+0.056235217*X^4+0.25669193*X^3+0.37580618*X^2+0.30420509*X+8.0229691,其中X≤0,Y>0。当采用18颗发光角度为150度的光源22设于所述透镜模组10上时,各所述光源22发出的光线L1经过所述透镜模组10后,形成一个配光角度为70度的配光泛光。如图9及图10所示。请参阅图11,当采用18颗发光角度为150度的光源22与所述透镜模组10配合,所述光源22发出的光线经过所述透镜13后,能在6米远处形成一个半径为5米的圆形光斑,并且其光斑均匀变化。本发明实施例二采用的透镜13,通过设置第一曲线131及第二曲线134分别满足相应的公式要求,从而使得在6米远处能够得到一个光斑均匀变化的圆形光斑,从而实现圆形配光,并且满足配光照度要求。请参阅图12,为本发明实施例三提供的透镜14的配光曲线图。本发明实施例三与本发明实施例一及实施例二的不同之处在于:实施例三的透镜14与实施例一的透镜12的第一曲线121以及第二曲线124以及实施例二的透镜13的第一曲线131及第二曲线134满足的公式不同,其他部件均相同,故这里不再赘述。本发明实施例三提供的所述透镜14的第一曲线141满足的公式为:(X^2)/6.25+(Y^2)/1.7372=1,其中X≤0,Y>0;所述第二曲线144满足的公式为:Y=0.001835075*X^5+0.020198686*X^4+0.087136415*X^3+0.074011249*X^2+0.11085758*X+6.1151506,其中X≤0,Y>0。当采用18颗发光角度为150度的光源22设于所述透镜模组10上时,各所述光源22发出的光线L1经过所述透镜模组10后,形成一个配光角度为70度的配光泛光。如图13及图14所示。请参阅图15,当采用18颗发光角度为150度的光源22与所述透镜模组10配合,所述光源22发出的光线经过所述透镜14后,能在5米远处形成一个半径为5米的圆形光斑,并且其光斑均匀变化。本发明实施例三采用的透镜14,通过设置第一曲线141及第二曲线144分别满足相应的公式要求,从而使得在5米远处能够得到一个光斑均匀变化的圆形光斑,从而实现圆形配光,并且满足配光照度要求。请一并参阅图16至图17,为本发明实施例四提供的透镜15的结构示意图。本发明实施例四中,所述透镜15的光源容纳腔151的形状为柱状腔体。所述透镜15主要由第一方向D1的第一曲线152、第二曲线153及第二方向D2的第三曲线154、第四曲线155通过放样形成。其公式为:Y=A*X^5+B*X^4+C*X^3+D*X^2+E*X+F其中,A、B、C、D、E以及F的具体数值为:其中X≤0,Y>0。当采用18颗发光角度为150度的光源22与所述透镜模组10配合,所述光源22发出的光线经过所述透镜模组后形成一个配光角度为136°×74°的狭长型配光。如图18所示,采用18颗发光角度为150度的LED光源与透镜模组配合,光线经过所述透镜15后,能在1米远处形成一个长5米宽2米的矩形光斑,并且其光斑均匀变化。本发明提供的透镜以及透镜模组,通过将多个透镜设置在一起形成透镜模组,从而可实现透镜模组的一体化设计,既能实现配光功能,同时也可实现透明件的防护功能,并且由于其为一体化设计,故而能够减少设计成本。本发明提供的透镜及透镜模组具有结构简单、便于加工的优点。本发明提供的灯具,通过透镜模组实现泛光配光功能,并且光斑均匀规则,可满足配光效率要求。以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1