基于正反双向菲涅尔透镜的高光效防眩led定向灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及LED配光的研究领域，特别涉及一种基于正反双向菲涅尔透镜的 高光效防眩LED定向灯。
【背景技术】
[0002] 目前国内外照明行业C0B芯片价格高居不下，中功率芯片模组因价格低廉成为追 捧的宠儿，但是因单个光源芯片具有相对独立性，一般二次配光设计时采用PC透镜设计或 者采用镀铝反射器，导致LED定向灯二次配光中会存在以下技术问题：1、中功率芯片模组 低光效，能耗高，代替卤素灯功率普遍偏低；2、二次配光设计照度均匀性难控制。所以，一种 使光斑更加均匀的防眩LED定向灯时本领域技术人员研究的方向。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于正反双向 菲涅尔透镜的高光效防眩LED定向灯，缩短光程减小了光损，提高光学效率。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基于正反双向菲涅尔透 镜的高光效防眩LED定向灯，包括LED基板、反射器、正向菲涅尔透镜及反向菲涅尔透镜，所 述反射器设置在LED基板上，所述正向菲涅尔透镜设置在反射器的腔体内，正向菲涅尔透 镜安装在反射器的底部，所述反向菲涅尔透镜悬空架设在反射器的顶部，以LED基板几何 中心为基准点，芯片发光角度分割成0° -y°和y° -90°两个环带部分。
[0005] 优选的，所述0° -y°环带的配光设计为：
[0006] 光线i经反射器反射，光能传播满足反射定律入射角a =反射角0，0角为光线 与X轴夹角，y角为p点斜率夹角，P(x，y)为曲il面上一点，则P点斜率为：
[0009] 又因光线il为中功率模组LED基板方向传播，可以得出y 求解（1)、（2) 得出P的微分方程F(dx，dy)，给出P点初始位置，就可以计算出P点0° 各点位置， 拟合出反射器的自由曲面面型。
[0010] 优选的，所述y° -90°环带的配光设计为：
[0011] 光线j经过悬空结构设计的正向菲涅尔透镜和反向菲涅尔透镜发生折射，通过调 节正、反向菲涅尔透镜齿轮上的自由曲面曲率，自由曲面满足菲涅尔方程：
[0013] 其中，k为斜率，r为自由曲面斜率半径，a 1........a 8为系数，调节各个参数改 变光线折射角，设正向菲涅尔透镜自由曲面方程为Fi (Z)，反向菲涅尔透镜自由曲面方程为 F2 (Z)，调整两个方程的参数从使得光线按照目标区域折射。
[0014] 优选的，所述LED基板上设有多颗LED发光二级管，所述多颗LED发光二级管按设 定形状排列在LED基板上。
[0015] 优选的，所述反向菲涅尔透镜的边缘设有一圈凹槽，所述凹槽与反射器的顶部外 边缘相匹配，安装时，反向菲涅尔透镜卡合在反射器上。
[0016] 优选的，所述反射器上的内表面上设有曲率可调的自由曲面。
[0017] 优选的，所述反射器为铝材质的反射器。
[0018] 优选的，所述反向菲涅尔透镜的齿轮上设有曲率可调的自由曲面，齿轮排布呈同 心环。
[0019] 优选的，所述正向菲涅尔透镜上设有多个安装脚，所述安装脚固定在反射器底部 上所述反向菲涅尔透镜的齿轮上设有曲率可调的自由曲面，齿轮排布呈同心环。
[0020] 优选的，所述正向菲涅尔透镜的直径小于反射器底部开口的直径。
[0021] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0022] 1、本实用新型悬空结构设计正向菲涅尔透镜，缩短光程减小了光损，光学效率提 高5%，中心光强提高30%。
[0023] 2、本实用新型正、反双向设计菲涅尔透镜起到聚光效果，达到提高中心光强的作 用，可实现代替高功率卤素灯。
[0024] 3、本实用新型的反射器和菲涅尔透镜方式让光源裸露的空间变大，反光杯材料为 铝材，在一定程度上增加了 LED光源的散热；
[0025] 4、本实用新型解决了目前反射器在光学设计时边缘出现光环的问题，使得光斑更 加均匀。
【附图说明】
[0026] 图1是本实用新型装置的结构示意图；
[0027] 图2是本实用新型装置的分解图；
[0028] 图3是本实用新型芯片发光角度分割成0° -y°，y° -90°两个环带部分的示 意图；
[0029] 图4是本实用新型0° -Y°环带配光示意图；
[0030] 图5是本实用新型Y ° -90°环带配光示意图；
[0031] 图6是本实用新型LED发光二级管在基板上的布置图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施 方式不限于此。
[0033] 实施例
[0034] 如图1、图2所示，本实施例基于正反双向菲涅尔透镜的高光效防眩LED定向灯，包 括LED基板1、反射器2、正向菲涅尔透镜3及反向菲涅尔透镜4,所述反射器2设置在LED 基板1上，所述正向菲涅尔透镜3设置在反射器2的腔体内，正向菲涅尔透镜3安装在反射 器的底部，所述反向菲涅尔透镜4悬空架设在反射器2的顶部；中功率模组几何中心为基准 点，芯片发光角度分割成0° -y°，y° -90°两个环带部分，针对两个部分光学进行独立 设计。
[0035] 为了达到更好的出光效果，本实施例中，所述LED基板1上设有多颗LED发光二级 管，所述多颗LED发光二级管按设定形状排列在LED基板1上，如图6所示，本实施例中LED 发光二极管分内外两层布置，外层设置为圆形，内层设置为矩形。
[0036] 如图2所示，所述反向菲涅尔透镜4的边缘设有一圈凹槽，所述凹槽与反射器2的 顶部外边缘相匹配，安装时，反向菲涅尔透镜4卡合在反射器2上。
[0037] 所述反射器2上的内表面上设有曲率可调的自由曲面，通过调整反射器自由曲面 曲率，使得经过反射器2反射的光线垂直于中功率模组LED基板1方向传播。
[0038] 同理，所述反向菲涅尔透镜4的齿轮上设有曲率可调的自由曲面，光线经过悬空 结构设计正向菲涅尔透镜3和反向菲涅尔透镜4发生折射，通过调节菲涅尔透镜齿轮上的 自由曲面曲率，改变光线折射角，从使得光线按照目标区域折射。
[0039] 本实施例中，所述反射器为铝材质的反射器，在一定程度上增加了 LED光源的散 热。
[0040] 如图2所示，所述正向菲涅尔透镜上