一种基于单向映射技术的高光效防眩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，特别涉及一种基于单向映射技术的高光效 防眩LED定向灯。
【背景技术】
[0002] 目前国内外照明行业⑶B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定向灯是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，提供一种基于单向映射 技术的高光效防眩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：一种基于单向映射技术的高 光效防眩LED定向灯，包括LED基板、透镜、透镜固定座;其中，透镜固定座设置在LED基板上， 透镜设置在透镜固定座的腔体内，透镜的内表面采用单向映射结构，以LED基板几何中心为 基准点，芯片发光角度分割成0° - γ °和γ ° -90°两个环带部分。
[0005] 所述0° - γ °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α =反射角β，θ角为光线与X轴 夹角，μ角为Ρ点斜率夹角，P(x，y)为曲il面上一点，则Ρ点斜率为：
[0007] tan(y) =dy/dx； (1)
[0008] 又由 θ =α+β -|; (2) 2
[0009] 又因光线il为中功率模组LED基板方向传播，可以得出Ρ ;求解⑴、⑵得 出Ρ的微分方程F(dx，dy)，给出Ρ点初始位置，就可以计算出Ρ点0°-丫°各点位置，拟合出反 射器的自由曲面面型。
[0010]所述γ ° -90°环带的配光设计为：
[0011]光线从单颗芯片的几何中心发出，经过P(x，y)点折射后，调整Ρ点的曲率时的光线 向目标平面偏转。光源和目标平面之间形成一一映射关系，即建立映射方程，即P点的方程：
[0012]
(3)
[0013] 其中，k为斜率，r为自由曲面斜率半径，A1E1........AiEi为系数，调节各个参数 改变光线折射角，对应每颗芯片建立一个方程F(Z1)........F(Zi)调整方程的参数从使得 光线按照目标区域折射。
[0014] 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] 所述透镜外表面设有曲率可调的自由曲面。
[0016] 所述透镜材质为光学高透过型材质。
[0017] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0018] 1、本实用新型芯片采用的是中功率芯片，成本相对于C0B芯片降低约50%。
[0019] 2、本实用新型功率模组芯片采用单向映射技术，实现多颗发光光源与接收光屏幕 之间一对一单向映射，故在相同设计尺寸范围内，中心光强比传统的射灯提升30%。
[0020] 3、本实用新型TIR曲面分N层，逐层采用微积分全反射技术，使得每个层上的反射 光斑在光屏几何中心叠加，使得光屏上的亮度均匀达到防眩晕效果；
[0021 ] 4、本实用新型光效可以做到801m/W以上，比传统的C0B射灯光效提升30%。
【附图说明】
[0022] 图1是本实用新型装置的结构示意图；
[0023] 图2是本实用新型装置的分解图；
[0024]图3是本实用新型芯片发光角度分割成0°-γ°，γ°-90°两个环带部分的示意图； [0025]图4是本实用新型0° - γ °环带配光示意图；
[0026] 图5是本实用新型γ ° -90°环带配光示意图；
[0027] 图6是本实用新型LED发光二级管在基板上的布置图。
[0028] 图中标号与名称如下：
[0029]
【具体实施方式】
[0030]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。
[0031 ] 实施例
[0032]如图1、图2、图6所示，本实施例基于单向映射技术的高光效防眩LED定向灯，包括 LED基板1、透镜2、透镜固定座3;其中，透镜固定座3设置在LED基板1上，透镜2设置在透镜固 定座3的腔体内，透镜2的内表面采用单向映射结构，以LED基板1几何中心为基准点，芯片发 光角度分割成0° - γ °和γ ° -90°两个环带部分，针对两个部分光学进行独立设计。
[0033]为了达到更好的出光效果，本实施例中，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;透镜2外表面设有曲率可调的自由曲 面;透镜2材质为光学高透过型材质。
[0034]本实用新型的工作原理如下：
[0035]以LED基板1几何中心为基准点，芯片发光角度分割成0°-γ°，γ°-90°两个环带部 分如图3,其中tan γ =H/D，H为透镜2的高度，D为透镜2的半径。整个半球可分为两个环带即 0° - γ °，γ ° -90°。针对两个部分光学进行独立设计。
[0036] 1、0°-γ°环带配光设计:如图4,光线i经反射器反射，光能传播满足反射定律入射 角α =反射角β，θ角为光线与X轴夹角，μ角为p点斜率夹角，P(X，y)为曲Π 面上一点，则P点斜 率为：
[0037] tan(y) =dy/dx； (1)
[0038] 又由? = Ct + β -吾； (2)
[0039] 又因光线il为中功率模组LED基板方向传播，可以得出θ I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°-丫°各点位置，拟合出反 射器的自由曲面面型；
[0040] γ°-90°环带配光设计:如图5所示，γ°-90°环带的配光设计为：
[0041] 光线从单颗芯片的几何中心发出，经过P(x，y)点折射后，调整Ρ点的曲率时的光线 向目标平面偏转。光源和目标平面之间形成一一映射关系，即建立映射方程，即P点的方程：
[0042]
(3)
[0043] 其中，k为斜率，r为自由曲面斜率半径，A1E1........AiEi为系数，调节各个参数 改变光线折射角，对应每颗芯片建立一个方程F(Z1)........F(Zi)调整方程的参数从使得 光线按照目标区域折射。使得γ-90°环带区域的光线能更精准的控制，不会造成眩晕，0°-γ环带区域光线直接经过透镜2反射，成本相对于C0B芯片降低约50%，光效提升30%。
[0044] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于单向映射技术的高光效防眩Lm)定向灯，其特征在于:包括Lm)基板、透镜、 透镜固定座;其中，透镜固定座设置在L邸基板上，透镜设置在透镜固定座的腔体内，透镜的 内表面采用单向映射结构，WLm)基板几何中屯、为基准点，忍片发光角度分割成0° - 丫 °和 丫°-90°两个环带部分。2. 根据权利要求1所述的基于单向映射技术的高光效防眩Lm)定向灯，其特征在于:所 述〇°-丫°环带的配光设计为： 光线i经反射器反射，光能传播满足反射定律入射角α =反射角β，θ角为光线与X轴夹 角，y角为Ρ点斜率夹角，p(x，y)为曲il面上一点，贝化点斜率为： tan(y)=dy/dx; (1) 又由尚 又因光线η为中功率模组LED基板方向传播，可W得出4=^ 0 ;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W计算出P点0°-丫°各点位置，拟合出反射器的 自由曲面面型。3. 根据权利要求1所述的基于单向映射技术的高光效防眩Lm)定向灯，其特征在于:所 述丫 °-90°环带的配光设计为： 光线从单颗忍片的几何中屯、发出，经过P(x，y)点折射后，调整P点的曲率时的光线向目 标平面偏转，光源和目标平面之间形成一一映射关系，即建立映射方程，即P点的方程：向 其中，k为斜率，r为自由曲面斜率半径，A1E1........AiEi为系数，调节各个参数改变 光线折射角，对应每颗忍片建立一个方程F(Z1)........F(Zi)调整方程的参数从使得光线 按照目标区域折射。4. 根据权利要求1所述的基于单向映射技术的高光效防眩Lm)定向灯，其特征在于:所 述Lm)基板上设有多颗L邸发光二级管，所述多颗Lm)发光二级管按设定形状排列在L邸基板 上。5. 根据权利要求1所述的基于单向映射技术的高光效防眩Lm)定向灯，其特征在于:所 述透镜外表面设有曲率可调的自由曲面。6. 根据权利要求1所述的基于单向映射技术的高光效防眩Lm)定向灯，其特征在于，所 述透镜材质为光学高透过型材质。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于单向映射技术的高光效防眩LED定向灯，包括LED基板、透镜、透镜固定座；其中，透镜固定座设置在LED基板上，透镜设置在透镜固定座的腔体内，透镜的内表面采用单向映射结构，以LED基板几何中心为基准点，芯片发光角度分割成0°-γ°和γ°-90°两个环带部分。本实用新型具有缩短光程减小了光损、提高光学效率及防眩晕等效果。
【IPC分类】F21Y105/12, F21V5/04, F21Y115/10
【公开号】CN205208444
【申请号】CN201520973078
【发明人】胡太荣, 陈欣平, 药左红, 方惊响, 罗婷
【申请人】横店集团得邦照明股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月30日