专利名称：用于led照明装置的透镜和具有该透镜的led照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于LED照明装置的透镜。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的LED照明装置。
背景技术：
由于人们对照明要求的不断提高，以及环保节能意识的不断增强，人们越来越愿意使用LED照明装置作为光源，这是因为LED照明装置具有长的使用寿命，高的发光效率和较低的能耗。在类似于加油站的场所中，由于其通常M小时营业，LED照明装置本身的低能耗的特点更是能够大大降低运营者的运营成本。同时LED冷光源由于其独有的防爆性能， 更适合引用在加油站这种对防爆性能要求较高的场所中。通常，LED照明装置被安装在加油站的加油区域的屋顶上。这种LED照明装置通常采用能够产生矩形光斑的透镜，或者采用能够产生圆形光斑的透镜，从而实现对加油场所的照明。但是存在的一个问题是，在加油站中通常存在有多个规则布置的加油泵，这些加油泵竖立在地面上，并且在用于显示加油量和价钱的显示区域通常距离地面有一定的高度， 以方便工作人员和加油者阅读。而通过通常的透镜产生的光斑仅仅能够对加油场所的地面实施有效的照明，而并不能顾及到加油泵的显示区域。这种类型的透镜并不能对加油泵的显示区域提供有效的照明。根据以往的经验，在地面上的平均照度值应达到300勒克斯，而在加油泵的显示区域上的平均照度值应达到150勒克斯才可以进行有效阅读。显然，已知的透镜仅仅能够满足对地面的照明要求，而不能满足对加油泵的照明要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种用于LED照明装置的透镜，照明装置的光源通过该透镜后形成适当形状的光斑，该光斑不仅能够为地面提供良好的照明，同时也能对竖立在地面上的待照明物体进行良好的照明。此外，本发明还提出了一种具有上述类型的透镜的LED照明装置。本发明的第一个目的通过一种用于LED照明装置的透镜由此实现，即根据本发明的透镜具有底面和在底面上隆起的出射面，该底面的中央形成凹进区域，该凹进区域的表面形成入射面。LED照明装置的光源设置在凹进区域中，其中，入射面包括至少三个远离光源凹进的凹面部分，相邻的所述凹面部分平滑地过渡，其中，至少三个所述凹面部分在所述底面中分别投影出蝴蝶翅尖型轮廓。由于在入射面上形成有远离光源凹进的凹面部分，因此相对地在凹面部分之间形成朝向光源突出的凸面部分。该凸面部分与透镜的出射面共同构成一种类似于凸面镜的结构，经过该结构折射的光线的出射角度更加偏离于光轴的方向，从而获得更加向外延伸的照明区域。在例如加油站的实际的应用环境中，调整透镜的位置后，通过这种类似于凸透镜型的结构可以形成照射到加油泵上的光斑，从而能够良好地观察加油泵的显示区域，同时又不会影响对地面的照明。根据本发明的一个优选的设计方案，所述入射面包括第一、第二、第三和第四凹面部分，其中，相邻的第一、第二、第三和第四凹面部分以朝向光源弯曲的第一、第二、第三和第四连接曲面平滑地过渡，所述第一、第二、第三和第四凹面部分在底面投影出具有四个蝴蝶翅尖型轮廓的完整的蝶翅形轮廓。这种类型的透镜能够产生蝴蝶形的光斑，蝴蝶形的光斑的每个翅尖都能够投射到一个待照明的物体上，从而实现利用一个LED照明装置同时对四个待照明的物体和地面进行照明。有利的是，第一、第二、第三和第四连接曲面在底面(1)上分别投影出第一、第二、 第三和第四连接曲线，其中可通过以下方程式获得第一、第二、第三和第四连接曲线y = 0. 233x2+2. 2918X+6. 4拟6，其中χ和y为底面中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。优选的是，彼此相对的第一凹面部分和第三凹面部分相对于经过光源的光轴的第一截面，并且彼此相对的第二凹面部分和第四凹面部分相对于与第一截面正交的第二截面镜像对称。此外，入射面在第一截面中投射出经过两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的第一曲线，并且入射面在第二截面中投射出经过另外两个相对的翅尖的顶点的第二曲线。这样能够确保由透镜产生的蝴蝶形的光斑的翅尖是两两对称的，从而能够良好地适应于实际的应用环境，例如在加油站的应用环境中能够很好使蝴蝶形的光斑的翅尖能够很好地对应于加油泵的位置。进一步优选的是，第一曲线投射在底面中的连接两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度等于第二曲线投射在底面中的连接另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度。其中，第一曲线和第二曲线可通过以下方程式获得y =-0. 0946x2+1E-15x+2. 563 或 y = 0. 0021χ4+1Ε-14χ3_0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为第一截面和所述第二截面中的x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。由于竖立在地面上的各个待照明物体可能布置成正方形。因此，蝴蝶形的光斑的四个蝴蝶翅尖型轮廓刚好能够投射到处于正方形的各个角上的待照明物体上。可选的是，第一曲线投射在底面中的连接两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度小于第二曲线投射在底面中的连接另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度，并且第一曲线和第二曲线可分别通过以下方程式获得y =-0. 0946x2+1E-15X+2. 563，y = 0. 0021χ4+1Ε_14χ3-0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为第一截面和第二截面中的x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。由于竖立在地面上的各个待照明物体可能布置成长方形。因此，蝴蝶形的光斑的四个蝴蝶翅尖型轮廓也刚好能够投射到处于长方形的各个角上的待照明物体上。有利的是，入射面在经过光源的光轴和第一、第三连接曲面在底面中形成的两个轮廓线的顶点的第三截面中投射出经过两个轮廓线的顶点的第三曲线，并且入射面在经过光轴和第二、第四连接曲面在底面中形成的两个轮廓线的顶点的并与第三截面正交的第四截面中投射出经过另外两个轮廓线的顶点的第四曲线。通过调整第三和第四曲线的弧度能够控制蝴蝶形光斑的蝴蝶翅尖型轮廓向外伸展的程度，从而根据实际情况来调整对待照射物体的照射效果。进一步有利的是，第三曲线投射在底面中的连接两个轮廓线的顶点的直线的长度等于第四曲线投射在所述底面中的连接另外两个轮廓线的顶点的直线的长度，其中，第三曲线和所述第四曲线可分别通过以下方程式获得y = 7E-06x6+1E-12x5-0. 0021x4+6E-11x3 -ο. 204x2-2E-09X+2. 55，其中，χ和y为第三截面和所述第四截面中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。这进一步确保了四个蝴蝶翅尖型轮廓相对于光轴的对称性。根据本发明的另一个优选的设计方案提出，入射面包括第一、第二和第三凹面部分，其中，第一凹面部分和第二凹面部分之间以及第二凹面部分和所述第三凹面部分之间以朝向光源弯曲的第一和第二连接曲面平滑地过渡，并且所述第一凹面部分和所述第三凹面部分之间以远离光源弯曲的第五连接曲面平滑地过渡，第一、第二和第三凹面部分在底面投影出具有三个蝴蝶翅尖型轮廓的不完整的蝶翅形轮廓。在实际的应用环境中，LED照明装置可能仅仅需要对地面和两个竖立在地面上的待照明物体进行照明。在根据本发明的透镜应用在设置在房顶的边缘上的LED照明装置中时，可仅仅对处于屋顶内侧的待照明物体进行照明。优选的是，彼此相对的第一凹面部分和第三凹面部分相对于经过光源的光轴的第一截面镜像对称。此外，入射面在与第一截面正交的第二截面投射出经过两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的第五曲线，并且入射面在第一截面中投射出经过另外的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点和第五连接曲面在底面上投影出的轮廓线的顶点的第六曲线。这样能够确保由透镜产生的蝴蝶形的光斑的翅尖是彼此对称的，从而能够良好地适应于实际的应用环境，例如在加油站的应用环境中能够很好使蝴蝶形的光斑的翅尖能够很好地对应于加油泵的位置。有利的是，第五曲线可通过以下方程式获得y = -0.0946X2+lE-lh+2. 563或y = 0. 0021x4+1E-14X3-0. 1503X2+2E_13X+2. 55，其中，χ和y为第一截面中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。有利的是，入射面在经过第一连接曲面在底面中形成的轮廓线的顶点和光轴的第三截面中投射出第七曲线，并且入射面在经过第二连接曲面在底面中形成的另一轮廓线的顶点和光轴的第四截面中投射出第八曲线。通过调整第七和第八曲线的弧度能够控制蝴蝶形光斑的蝴蝶翅尖型轮廓向外伸展的程度，从而根据实际情况来调整对待照射物体的照射效果。进一步有利的是，第七曲线和第八曲线可分别通过以下方程式获得y = 7E-06x6+ 1E-12x5-0. 0021x4+6E-1 Ix3-O. 204x2-2E_09x+2. 55，其中，χ 和 y 为第三截面和第四截面中的 x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。优选的是，出射面相对于光轴旋转对称。进一步优选的是，出射面包括凹面弯曲的中间区域和凸面弯曲的边缘区域，并且中间区域与边缘区域平滑过渡，其中中间区域与边缘区域分别相对于光轴旋转对称。这种类型的出射面能够获得均勻的光分布。当然，该出射面也可以是相对于光轴旋转对称的弧面，其中，该弧面在垂直于底面并经过光轴的平面中的投影的曲线可通过以下方程式计算获得y = -0. 0059X4-0. 0452X3-0 .1285x2-0. 1032X+6. 1456，其中，χ和y为该平面中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。本发明的另一目的通过一种LED照明装置实现，该LED照明装置具有上述类型的透镜。该LED照明装置的光源通过该透镜后形成适当形状的光斑，该光斑不仅能够为地面提供良好的照明，同时也能对竖立在地面上的待照明物体进行良好的照明。
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出图1是根据本发明的第一实施例的透镜的三维透视图；图2是根据本发明的第一实施例的透镜在底面上的投影的示意图；图3a是在第一截面上截取的根据本发明的第一实施例的透镜的截面图；图北是在第二截面上截取的根据本发明的第一实施例的透镜的截面图；图3c是在第三和第四截面上截取的根据本发明的第一实施例的透镜的截面图；图4是光源通过根据本发明的第一实施例的透镜产生的光斑的示意图；图5是光源通过根据本发明的第一实施例的透镜产生的光强分布图；图6是根据本发明的第二实施例的透镜的三维透视图；图7是根据本发明的第二实施例的透镜在底面上的投影的示意图；图是在第一截面上截取的根据本发明的第二实施例的透镜的截面图；图8b是在第二截面上截取的根据本发明的第二实施例的透镜的截面图；图8c是在第三和第四截面上截取的根据本发明的第二实施例的透镜的截面图；图9是光源通过根据本发明的第二实施例的透镜产生的光斑的示意图；图10是光源通过根据本发明的第二实施例的透镜产生的光强分布图。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的第一实施例的透镜的三维透视图。从图中可见，该透镜具有底面1和在底面1上隆起的出射面2。底面1的中央形成凹进区域3，该凹进区域3的表面形成入射面4，LED照明装置的光源(未示出)设置在凹进区域3。在图中进一步可见，入射面4包括四个远离光源凹进的第一、第二、第三和第四凹面部分如1、如2、如3、如4， 相邻的第一、第二、第三和第四凹面部分如1、如2、如3、如4平滑地过渡，其中，第一、第二、 第三和第四凹面部分如1、如2、如3、如4在底面1中分别投影出蝴蝶翅尖型轮廓(参见图 2)。此外，相邻的第一、第二、第三和第四凹面部分如1、如2、如3、如4以朝向光源弯曲的第一、第二、第三和第四连接曲面5ajb、5c、5d平滑地过渡，第一、第二、第三和第四凹面部分4al、4a2、4a3、4a4在底面1分别投影出具有四个蝴蝶翅尖型轮廓的完整的蝶翅形轮廓。 来自光源的光线分别通过第一、第二、第三和第四连接曲面如、513、5(3、5(1和出射面2折射后形成蝴蝶翅尖型轮廓的光斑。在本实施例中，第一、第二、第三和第四连接曲面5ajb、5c、 5d在底面1上分别投影出第一、第二、第三和第四连接曲线6a、6b、6c、6d，其中可通过以下方程式获得第一、第二、第三和第四连接曲线y = 0. 233x2+2. 2918x+6. 4拟6，其中χ和y为底面1中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。在本发明中，出射面2也可以是相对于光轴(X)旋转对称的弧面，其中，该弧面在垂直于底面1并经过光轴X的平面中的投影的曲线可通过以下方程式计算获得y = -0. 00 59x4-0. 0452X3-0. 1285X2-0. 1032X+6. 1456，其中，χ和y为该平面中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。图2示出了根据本发明的第一实施例的透镜在底面上的投影的示意图。从图中可见，第一、第二、第三和第四凹面部分如1、如2、如3、如4在底面1投影出具有四个蝴蝶翅尖型轮廓的完整的蝶翅形轮廓，从而使所述凹进区域3在底面1上形成了一个蝶翅形轮廓。在CN 102434850 A
说明书
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图2中可见，彼此相对的第一凹面部分4al和第三凹面部分4a3相对于经过光源的光轴X 的第一截面Si，并且彼此相对的第二凹面部分4a2和第四凹面部分4a4相对于与第一截面 Sl正交的第二截面S2镜像对称。进一步参考图2可见，入射面4在经过光轴X和第一、第三连接曲面5a、5c在底面1中形成的两个轮廓线的顶点的第三截面S3中投射出经过两个所述轮廓线的顶点的第三曲线C3，并且入射面4在经过光轴X和第二、第四连接曲面恥、5(1 在底面1中形成的另外两个轮廓线的顶点的并与第三截面S3正交的第四截面S4中投射出经过另外两个轮廓线的顶点的第四曲线C4。图中示出的各个曲线共同勾勒出了入表面4的曲面轮廓。在图3a至图3d中进一步示出了各个曲线在截面上的走向。图3a示出了第一曲线Cl在第一截面Sl上的走向。图: 示出了第二曲线C2在第二截面S2上的走向，并且图 3c示出了第三和第四曲线C3，C4在第三和第四截面S3，S4上的走向，其中，第三曲线C3和第四曲线C4可分别通过以下方程式获得y = 7E-06x6+1E-12x5-0. 0021x4+6E-1 Ix3-O. 204x2 -2E-09X+2. 55，其中，χ和y为第三截面S3和第四截面S4中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。此外，从图3a至图3d中可见，出射面2包括凹面弯曲的中间区域加和凸面弯曲的边缘区域2b，并且中间区域加与边缘区域2b平滑过渡，其中所述中间区域加与边缘区域 2b分别相对于光轴X旋转对称。图4示出了光源通过根据本发明的第一实施例的透镜产生的光斑的示意图。从图中可见，该光斑具有蝴蝶形的轮廓，这四个蝴蝶翅尖型轮廓的光斑刚好照射到对应的加油泵上。图5示出了光源通过根据本发明的第一实施例的透镜产生的光强分布图，从图中可见，四个蝴蝶翅尖型轮廓的光斑提供了足够的照明强度，并且对地面照明的区域也提供了足够的照明强度。根据本发明的透镜主要应用在类似于加油站的工作环境中，在加油站中，相邻的四个加油泵可以布置成正方形的，例如其之间的间距可以为5X5米，6X6米或者7X7米等。当然，相邻的四个加油泵可以布置成也可以布置成长方形的，例如其之间的间距可以为 5X6米，6X7米或者7X8米等等。这就要求通过透镜产生的四个蝴蝶翅尖光斑能够照射到相应的加油泵上。为此在本发明的一个具体的解决方案中，第一曲线Cl投射在底面1中的连接两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度等于第二曲线C2投射在底面1中的连接另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度。这样正方形布置的四个加油泵都可以被准确地照射到。此时，第一曲线Cl和第二曲线C2可通过以下方程式获得y =-0. 0946x2+1E-15x+2. 563 或 y = 0. 0021χ4+1Ε-14χ3_0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为第一截面Sl和第二截面S2中的x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。在本发明的另一个具体的解决方案中，第一曲线Cl投射在底面1中的连接两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度小于第二曲线C2投射在底面1中的连接另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度，例如第一曲线Cl和第二曲线C2的长度比可以为4 5。由此就能够根据实际情况来对长方形布置的四个加油泵进行准确的照射。此时，第一曲线Cl和第二曲线C2可分别通过以下方程式获得y = -0. 0946x2+1E-15x+2. 563， y = 0. 0021x4+1E-14x3-0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为第一截面 Sl 和第二截面 S2 中的x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
图6示出了本发明的第二实施例的透镜的三维透视图。该透镜与图1中示出的透镜的区别在于，入射面4包括三个凹面部分，即第一、第二和第三凹面部分如1、如2、如3，其中，第一凹面部分4al和第二凹面部分4a2之间以及第二凹面部分4a2和第三凹面部分4a3 之间以朝向光源弯曲的第一和第二连接曲面如、恥平滑地过渡，并且第一凹面部分4al和第三凹面部分4a3之间以远离光源弯曲的第五连接曲面^平滑地过渡。第一、第二和第三凹面部分4al、4a2、4a3在底面1投影出具有三个蝴蝶翅尖型轮廓的不完整的蝶翅形轮廓。 通过该透镜的光线形成了具有两个蝴蝶翅尖型轮廓的光斑。图7示出了根据本发明的第二实施例的透镜在底面上的投影的示意图。参考图 6，彼此相对的第一凹面部分4al和第三凹面部分4a3相对于经过光源的光轴X的第一截面Sl镜像对称，并且入射面4在与第一截面Sl正交的第二截面S2投射出经过两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的第五曲线C5，其中，第五曲线C5可通过以下方程式获得y =-0. 0946x2+1E-15x+2. 563 或 y = 0. 0021χ4+1Ε-14χ3_0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为第一截面Sl中的x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。入射面4在第一截面Sl中投射出经过另外的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点和所述第五连接曲面k在底面1上投影出的轮廓线的顶点的第六曲线C6。此外，入射面4在经过第一连接曲面fe在底面1中形成的轮廓线的顶点和光轴X的第三截面S3中投射出第七曲线C7，并且入射面4在经过第二连接曲面恥在底面1中形成的另一轮廓线的顶点和光轴X的第四截面S4中投射出第八曲线C8，其中第七曲线C7和第八曲线C8可分别通过以下方程式获得y = 7E-06x6+1E-12x5-0. 0021x4+6E-11x3 -0. 204x2-2E-09X+2. 55，其中，χ和y为第三截面S3和第四截面S4中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。图至图8c中进一步示出了各个曲线在截面上的走向，其与图3a至图3c中示出的各个曲线的区别在于图8b中的第六曲线。从图8b中可见，在光轴X的右侧的曲线的走向比左侧的曲线走向更陡。图9示出了光源通过根据本发明的第二实施例的透镜产生的光斑的示意图。从图中可见，该光斑具有带有两个蝴蝶翅尖型轮廓的不完整的蝴蝶形轮廓，这两个蝴蝶翅尖型轮廓的光斑刚好照射到对应的加油泵上。图10是光源通过根据本发明的第二实施例的透镜产生的光强分布图，从图中可见，两个蝴蝶翅尖型轮廓的光斑提供了足够的照明强度，并且对地面照明的区域也提供了足够的照明强度。本实施例中的透镜同样应用在类似于加油站的工作环境中，但区别在于，该透镜主要应用在处于照明区域的边缘的照明装置中。其在实际的工作中只需要对两个相邻的加油泵和地面进行照射。在本发明的设计方案中，为了获得预期的照明效果，可通过实验模拟的手段来调整各个曲线的弧度，从而根据实际情况来调整对待照射物体的照射效果。以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。参考标号1 底面
2出射面
2a中间区域
2b边缘区域
3凹进区域
4入射面
4al第一凹面部分
4a2第二凹面部分
4a3第三凹面部分
4a4第四凹面部分
5a第一连接曲面
5b第二连接曲面
5c第三连接曲面
5d第四连接曲面
5e第五连接曲面
6a第一连接曲线
6b第二连接曲线
6c第三连接曲线
6d第四连接曲线
5e第五连接曲面
X光轴
Sl第一截面
S2第二截面
S3第三截面
S4第四截面
Cl第一曲线
C2第二曲线
C3第三曲线
C4第四曲线
C5第五曲线
C6第六曲线
C7第七曲线
C8第八曲线
权利要求
1.一种用于LED照明装置的透镜，具有底面(1)和在所述底面(1)上隆起的出射面 O)，所述底面(1)的中央形成凹进区域(3)，所述凹进区域(3)的表面形成入射面，所述LED照明装置的光源设置在所述凹进区域C3)中，其特征在于，所述入射面(4)包括至少三个远离所述光源凹进的凹面部分，相邻的所述凹面部分G平滑地过渡，其中，至少三个所述凹面部分在所述底面(1)中分别投影出蝴蝶翅尖型轮廓。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述入射面(4)包括第一、第二、第三和第四凹面部分Gal、4a2、4a3、4a4)，其中，相邻的所述第一、第二、第三和第四凹面部分(如1、 4a2.4a3.4a4)以朝向所述光源弯曲的第一、第二、第三和第四连接曲面(fe、5b、5c、5d)平滑地过渡，所述第一、第二、第三和第四凹面部分Gal、4a2、4a3、4a4)在所述底面(1)投影出具有四个蝴蝶翅尖型轮廓的完整的蝶翅形轮廓。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四连接曲面(fe、5b、5c、5d)在所述底面(1)上分别投影出第一、第二、第三和第四连接曲线(6a、 6b、6c、6d)，其中可通过以下方程式获得所述第一、第二、第三和第四连接曲线y = 0. 233x2+2. 2918X+6. 4拟6，其中χ和y为所述底面(1)中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
4.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，彼此相对的所述第一凹面部分(如1)和所述第三凹面部分( 相对于经过所述光源的光轴(X)的第一截面(Si)镜像对称，并且彼此相对的所述第二凹面部分( 和所述第四凹面部分(如4)相对于与所述第一截面(Si) 正交的第二截面(S》镜像对称。
5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述入射面(4)在所述第一截面(Si)中投射出经过两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的第一曲线(Cl)，并且所述入射面(4)在所述第二截面(S》中投射出经过另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的第二曲线(C2)。
6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述第一曲线(Cl)投射在所述底面(1) 中的连接两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度等于所述第二曲线((^)投射在所述底面(1)中的连接另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度，其中，所述第一曲线(Cl)和所述第二曲线(C2)可通过以下方程式获得y = -ο. 0946x2+1E-15x+2. 563 或 y = 0· 0021x4+1E-14x3-0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为所述第一截面(Si)和所述第二截面(S》中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
7.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述第一曲线(Cl)投射在所述底面(1)中的连接两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度小于所述第二曲线 (C2)投射在所述底面(1)中的连接另外两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的直线的长度，其中，所述第一曲线(Cl)和所述第二曲线(以)可分别通过以下方程式获得y =-0. 0946x2+1E-15X+2. 563，y = 0. 0021χ4+1Ε_14χ3-0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，χ 和 y 为所述第一截面(Si)和所述第二截面(S》中的x-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
8.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述入射面(4)在经过所述光源的光轴 (X)和所述第一、第三连接曲面(fe、5c)在所述底面(1)中形成的两个轮廓线的顶点的第三截面(S3)中投射出经过两个所述轮廓线的顶点的第三曲线(C3)，并且所述入射面(4)在经过所述光轴(X)和所述第二、第四连接曲面6b、5d)在所述底面(1)中形成的另外两个轮廓线的顶点的并与所述第三截面(S3)正交的第四截面(S4)中投射出经过另外两个所述轮廓线的顶点的第四曲线(C4)。
9.根据权利要求8所述的透镜，其特征在于，所述第三曲线(C3)投射在所述底面(1) 中的连接两个所述轮廓线的顶点的直线的长度等于所述第四曲线(C4)投射在所述底面 (1)中的连接另外两个所述轮廓线的顶点的直线的长度，其中，所述第三曲线(C3)和所述第四曲线(C4)可分别通过以下方程式获得y = 7E-06x6+1E-12x5-0. 0021x4+6E-1 Ix3-O. 20 4x2-2E-09X+2. 55，其中，χ和y为所述第三截面(S3)和所述第四截面(S4)中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
10.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述入射面(4)包括第一、第二和第三凹面部分Gal、4a2、4a3)，其中，所述第一凹面部分(如1)和所述第二凹面部分( 之间以及所述第二凹面部分( 和所述第三凹面部分( 之间以朝向所述光源弯曲的第一和第二连接曲面(fe、5b)平滑地过渡，并且所述第一凹面部分Gal)和所述第三凹面部分 (4a3)之间以远离所述光源弯曲的第五连接曲面(5e)平滑地过渡，所述第一、第二和第三凹面部分Gal、4a2、4a;3)在所述底面(1)投影出具有三个蝴蝶翅尖型轮廓的不完整的蝶翅形轮廓。
11.根据权利要求10所述的透镜，其特征在于，彼此相对的所述第一凹面部分(如1)和所述第三凹面部分( 相对于经过所述光源的光轴(X)的第一截面(Si)镜像对称。
12.根据权利要求10所述的透镜，其特征在于，所述入射面(4)在与所述第一截面 (Si)正交的第二截面(S》投射出经过两个相对的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点的第五曲线 (C5)，并且所述入射面(4)在所述第一截面(Si)中投射出经过另外的蝴蝶翅尖型轮廓的顶点和所述第五连接曲面(5e)在所述底面(1)上投影出的轮廓线的顶点的第六曲线(C6)。
13.根据权利要求12所述的透镜，其特征在于，所述第五曲线(C5)可通过以下方程式获得:y = -0. 0946x2+1E-15x+2. 563 或 y = 0. 0021χ4+1Ε_14χ3-0. 1503x2+2E_13x+2. 55，其中，X和y为所述第一截面(Si)中的Χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
14.根据权利要求10所述的透镜，其特征在于，所述入射面(4)在经过所述第一连接曲面(5a)在所述底面(1)中形成的轮廓线的顶点和所述光轴(X)的第三截面(S； )中投射出第七曲线(C7)，并且所述入射面(4)在经过所述第二连接曲面(5b)在所述底面(1)中形成的另一轮廓线的顶点和所述光轴⑴的第四截面(S4)中投射出第八曲线(C8)。
15.根据权利要求14所述的透镜，其特征在于，所述第七曲线(C7)和所述第八曲线 (C8)可分别通过以下方程式获得y = 7E-06x6+1E-12x5-0. 0021x4+6E-1 Ix3-O. 204χ2_2Ε_09 χ+2. 55，其中，χ和y为所述第三截面(S3)和所述第四截面(S4)中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的透镜，其特征在于，所述出射面(2)相对于所述光轴(X)旋转对称。
17.根据权利要求16所述的透镜，其特征在于，所述出射面( 包括凹面弯曲的中间区域Qa)和凸面弯曲的边缘区域(2b)，并且所述中间区域Qa)与所述边缘区域Qb)平滑过渡，其中所述中间区域Oa)与所述边缘区域Qb)分别相对于所述光轴(X)旋转对称。
18.根据权利要求16所述的透镜，其特征在于，所述出射面(2)是相对于所述光轴(X) 旋转对称的弧面，其中，所述弧面在垂直于所述底面(1)并经过所述光轴(X)的平面中的投影的曲线可通过以下方程式计算获得y = -0. 0059x4-0. 0452x3-0. 1285x2-0. 1032x+6. 1456，其中，χ和y为所述平面中的χ-y坐标系中的横坐标和纵坐标。
19. 一种LED照明装置，其特征在于，所述照明装置具有根据权利要求1至18中任一项所述的透镜。
全文摘要
本发明涉及一种用于LED照明装置的透镜，具有底面(1)和在底面(1)上隆起的出射面(2)，底面(1)的中央形成凹进区域(3)，凹进区域(3)的表面形成入射面(4)，LED照明装置的光源设置在凹进区域(3)中，其中，入射面(4)包括至少三个远离光源凹进的凹面部分(4a)，相邻的凹面部分(4a)平滑地过渡，其中，至少三个凹面部分(4a)在底面(1)中分别投影出蝴蝶翅尖型轮廓。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的LED照明装置。
文档编号F21Y101/02GK102434850SQ20111033649
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者刘廷明, 明玉生, 郑盛梅, 钟传鹏 申请人:欧司朗股份有限公司