一种非对称配光led防爆灯具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种非对称配光LED防爆灯具，由由灯盖，灯体，带散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源，超环面复合透镜，钢化玻璃保护罩，面板构成，大功率多芯片封装白光LED光源由大功率LED芯片排列构成，并带有散热支架，位于灯体的底部，灯体后端连接灯盖，前端依次设置超环面复合透镜、钢化玻璃保护罩和面板。超环面复合透镜由非球面、锥面，非球面全反射表面、超环面阵列面配合构成，非球面、锥面，非球面全反射表面对LED光源发出的宽光束进行收集调整，最后通过超环面阵列面实现光通量的合理分配，进行非对称配光。整个防爆灯具效率高，成本低，使用寿命长，通过优化超环面复合透镜参数，可实现x，y两个方向光斑的压缩比在0.1～0.6可调。
【专利说明】一种非对称配光LED防爆灯具
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于大功率LED防爆灯的【技术领域】，具体涉及一种非对称配光LED防 爆灯具。
【背景技术】
[0002] 我国煤矿、石油、化工和船舶等需要防爆照明的场所至今仍在使用传统金卤灯或 白炽灯作为主要光源，不仅费电，而且灯具和光源温度高、易破碎、显色性差、照度低、寿命 短，LED光源以其高效、节能、长寿命等优点得到了广泛应用。根据试验验证及照明灯具现 场测试，在相同的照度情况下，采用LED光源的照明灯具将实现较普通照明灯具直接节约 电能达到60%以上。
[0003] LED防爆灯具的光学系统设计对LED防爆照明的普及以及真正实现绿色照明起 了至关重要的作用，无论是传统还是现在的LED防爆灯，多采用对称配光方式，形成圆形光 斑，如果提高工作面照度值，灯具将选用较小的角度，造成照明区域明显的光斑；如果提高 均匀度只能选用较大角度，但较大的角度又会造成工作面照度值过低，而且对称配光，在对 通道，巷道，泵房等狭长区域照明时，不仅会对一些不用区域照明，还容易造成光污染。
[0004] 随着LED光源防爆灯领域应用，设计开发一种非对称配光LED防爆灯具可有效解 决上述问题，对LED在特种照明领域未来的发展尤为重要。
【发明内容】
[0005] 为了解决大功率LED在现有的特种照明应用技术中存在配光不合理，照明效果不 佳以及光污染问题，本实用新型旨在提供一种非对称配光LED防爆灯具解决方案，通过合 理的机械结构和光学系统，提高灯具的整体光效，实现合理的光分布，降低能耗。
[0006] 所述的一种非对称配光LED防爆灯具，由灯盖（1)，灯体（2)，带散热支架的大功率 多芯片封装白光LED光源（3)，超环面复合透镜（4)，钢化玻璃保护罩（5)，面板（6)构成，带 散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源（3)由相应的大功率LED阵列排列构成，设置 在灯体（2)底部，灯体（2)后端连接灯盖（1)，灯体（2)前端依次连接超环面复合透镜（4)、 钢化玻璃保护罩（5)，面板（6)。
[0007] 所述的一种非对称配光LED防爆灯具，其特征在于超环面复合透镜（4)由非球面 a、锥面b，非球面全反射表面c、超环面阵列面d配合构成。
[0008] 所述的一种非对称配光LED防爆灯具，其特征在于超环面复合透镜（4)，由一组超 环阵列面d构成，阵列面的外形为4-6个边所构成的正多边形，每个边的长度为5-10mm。
[0009] 本实用新型可实现的效益为：
[0010] 1、采用超环面复合透镜⑷，利用它的全反射表面c，对LED阵列光源发出的宽光 束的进行收集和调整，将光线角度调整到±10度到±20度范围；利用超环阵列面d，对LED 发光强度进行合理分配，实现非对称配光；
[0011] 2、整个防爆灯具效率高，成本低，使用寿命长，通过优化超环面复合透镜参数，可 实现X，y两个方向光斑的压缩比在0. 1?0. 6可调
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 下面结合附图及实施案例对本实用新型作进一步说明。
[0013] 图1为本实用新型主体结构示意图；
[0014] 图2为光路原理图；
[0015] 图3为超环面复合透镜结构示意图；
[0016] 图4为超环阵列面结构单元示意图；
[0017] 图5为实施案例的发光强度分布图；
[0018] 附图中：1_灯盖、2-灯体、3-带散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源、4-超 环面复合透镜、5-钢化玻璃保护罩、6-面板、a-非球面、b-锥面、c-非球面全反射表面、 d-超环阵列面。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图对本实用新型专利作进一步说明，并给出【具体实施方式】。
[0020] 如图1所示，本实用新型主体包括灯盖（1)，灯体（2)，带散热支架的大功率多芯片 封装白光LED光源（3)，灯体（2)与带散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源（3)的散 热支架相连，将带散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源（3)产生的热量散走，使整个 灯具工作在合适的温度范围，提高整个灯具的使用寿命。灯体（2)前端依次连接超环面复 合透镜（4)，钢化玻璃保护罩（5)和面板（6)。光路原理图如图2所示。
[0021] 由于带散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源（3)发出的光一般为宽角度， 角度小的光线光强较强，随着角度增大逐渐减弱，本发明使用超环面复合透镜（4)，对LED 光源所发出的光线进行分角度范围调整。对于小于30度的光线，先经过超环面复合透镜 (4)的非球面a折射后，再经过超环面阵列面d，在目标面上形成一定的照度分布；对于小于 30度的光线，先经过锥面b折射，再经过非球面全反射面c反射，最后经过超环面阵列面d 出射，在目标面上形成一定的照度分布。
[0022] 实施案例：
[0023] 与带散热支架的大功率多芯片封装白光LED光源（3)为3X2阵列LED，每个LED 发光芯片为ImmX 1mm，总功率为6W，涂覆荧光粉后，硅胶封装，可看作直径为6mm的发光 面，半强度角为120度。超环面复合透镜（4)由4个基本面构成，如图3所示，a为球面，曲 率半径为8mm, b为锥面,锥角为12度，c为复合抛物面，面形轨迹方程为4 = ，L = a' (1+sin Θ Jcot Θ ysin Θ i = (a+a' )cot Θ p f = a' （1+sin Θ J，其中的参数设置为： a = 22.5mm, a' = 8mm, =6° ,d为超环阵列面，单元结构如图4所示，每个超环单元 为正方形，边长为5_，超环面的形成是通过定义一个Y-Z平面的曲率，然后将此曲率绕一 条平行于Y轴并与Z轴相交的轴线旋转。Y-Z平面的曲线为 ：
[0024] Z =--Cy = + o^y2 + a2y4 + a3y6 + a4y8 l + Vl-(l + K)C2y
[0025] 其的参数设置为：C = -0· 05mm_l，K = 0, a i = -7, a i = 2. 3e_5, a i = 3. 5e_7， a i = -5. le-8灯具的发光强度分布如图5所示，在发光强度曲线上可以看出，光束在两个 相互垂直的方向上的角度分别是±35度和±-65度，实现非对称配光。
【权利要求】
1. 一种非对称配光LED防爆灯具，由灯盖（1)，灯体（2)，带散热支架的大功率多芯片 封装白光LED光源（3)，超环面复合透镜（4)，钢化玻璃保护罩（5)，面板（6)构成，带散热支 架的大功率多芯片封装白光LED光源（3)由相应的大功率LED阵列排列构成，设置在灯体 (2)底部，灯体（2)后端连接灯盖（1)，灯体（2)前端依次连接超环面复合透镜（4)、钢化玻 璃保护罩（5)，面板（6)。
2. 根据权利要求1所述的一种非对称配光LED防爆灯具，其特征在于超环面复合透镜 (4)由非球面a、锥面b、非球面全反射表面c、超环面阵列面d配合构成。
3. 根据权利要求1所述的一种非对称配光LED防爆灯具，其特征在于超环面复合透镜 (4)，由一组超环阵列面d构成，阵列面的外形为4-6个边所构成的正多边形，每个边的长度 为 5~1Ommη
【文档编号】F21V25/12GK203907282SQ201420249499
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】黄来波, 李晓艳, 吴伟丹, 陈亮, 邹细勇, 石岩, 杨凯, 金尚忠 申请人:宁波燎原灯具股份有限公司