一种led投光灯的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及LED投光灯领域，尤其涉及一种LED投光灯。
【【背景技术】】
[0002]LED(发光二极管，Light-Emitting D1de)是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，具有效率高、功耗小、寿命长、发光质量高、光色纯等优点。而为了使LED光源获得较为均匀的泛光配光效果，现有技术中一般采用凹透镜或泛光全反射透镜对LED光源进行配光，其中，采用凹透镜对LED光源进行配光会使LED光源的光通量的利用率比较低，而采用现有的泛光全反射透镜则会使LED光源的泛光效果不均匀。
[0003]现有技术中还公开了一种LED灯的配光结构，其包括置于工作面上且对光源件发出的光朝某一方向反射的二次光学元件，以及包括设于所述二次光学元件上方且将光源件的光线发射至工作面上的反光板。其中，反光板与二次光学元件共同作用，将LED光源件发出的光线照射在指定的工作面上并形成光斑图像。上述的配光结构由于无法实现光学元件与反光板的特点相配合，且反光板设置的缺陷，使LED光源的发光角较大的光线无法被利用，从而使灯具的光效利用率太低。
[0004]此外，LED投光灯一般用于广告牌照明、大面积作业场矿、建筑物轮廓、公园和花坛等，尤其对于用于广告照明中的LED投光灯，对投光灯的出射光束角度、照明亮度、光照均匀度等有较高的要求。现有的LED投光灯易出现光源不均匀导致局部的光强度过大、无法有效展现被照射物体、光利用率低等问题，无法满足市场的要求，因此，亟待对LED投光灯配光结构进行改进。
【
【发明内容】
】
[0005]为克服目前现有LED投光灯中配光效果不佳的问题，本发明提供一种具有较优出光效果的LED投光灯。
[0006]本发明为解决上述技术问题，提出如下的技术方案:一种LED投光灯，所述LED投光灯包括至少一光源及与其对应设置的透镜，所述透镜包括一上曲面与至少一侧面，所述上曲面包括一前上曲面与一后上曲面，所述前上曲面使光源射出的光线均匀发散并射出所述透镜，所述后上曲面与所述侧面配合，使所述光源射出的光线发生全反射。
[0007]优选地，所述透镜包括一下平面，所述透镜包括至少两个设置在所述上曲面与所述下平面之间的侧面;所述侧面包括一沿所述透镜宽度方向设置的第二侧面，所述第二侧面与所述下平面的夹角为0°-45°。
[0008]优选地，所述侧面包括两沿所述透镜长度方向对称设置的第一侧面，所述第二侧面设置在两个所述第一侧面之间，所述第一侧面与所述下平面的夹角为0° _40°。
[0009]优选地，所述透镜沿其长度方向由所述第二侧面的一端向另一端的厚度逐渐减少。
[0010]优选地，提供一XYZ坐标轴，并以所述光源中心作为XYZ坐标轴原点，所述上曲面包括前上曲面及后上曲面；
[0011 ]所述前上曲面的曲面方程式为:
[0012]Z = H1-kiX4-k2 (Y+Li) 4_k3X2 X 2 (Y+Li) 2~k4X2~a (Y+Li)2 ；
[0013]其中，Z20，Y<-L1;
[0014]所述后上曲面的曲面方程式为:
[0015]Z = H1-kiX4-k2 (Y+Li) 4_k3X2 X 2 (Y+Li) 2-k4X2-b (Y+Li)2 ；
[0016]其中，Z20，Y2-Li;
[0017]X、Y、Z分别对应所述上曲面在X轴、Y轴及Z轴所界定的宽度值、长度值及高度值;所述Hi值表示为所述上曲面的最大高度;所述Li值为一常数，Li值的数值范围为5-20mm;所述1^值、k2值、k3值、k4值及a值均为常数，所述1^值、k2值、k3值、k4值及a值的数值范围为0_1。
[0018]优选地，所述透镜进一步包括一下曲面，所述下曲面由所述下平面中部内凹形成，所述上曲面与所述下曲面均为非对称结构。
[0019]优选地，提供一XYZ坐标轴，并以所述光源中心作为XYZ坐标轴原点，所述下曲面包括前下曲面及后下曲面；
[0020]所述前下曲面的曲面方程为:
[0021]Z = H2-fiX2-f2 (Y-L2)2;
[0022]其中，Z20，Y<L2;
[0023]所述后下曲面的曲面方程式为:
[0024]Z = H2-fiX2-f3 (Y-L2)2;
[0025]其中，Z20，Y2L2;
[0026]X、Y、Z分别对应所述下曲面在X轴、Y轴及Z轴所界定的宽度值、长度值及高度值，所述出值进一步表示为所述下曲面的最大高度，所述L2值为一常数，1^值的数值范围为1-15mm，所述^值、值及f3值为常数，所述fi值、ft值及f3值的数值范围为0-1。
[0027]优选地，所述下曲面与所述下平面相接处包括两对称设置的凹槽，两所述凹槽分别与所述下曲面联通。
[0028]优选地，所述LED投光灯包括一反光罩结构，所述透镜收容于所述反光罩内，所述透镜与所述反光罩结构构成一光学系统。
[0029]优选地，所述反光罩结构包括与所述透镜呈70°_100°设置的第一反光罩、第二反光罩及第三反光罩。
[0030]与现有技术相比，本发明所提供LED投光灯具有如下的优点:
[0031]1、本发明所提供的LED投光灯包括至少一透镜，所述透镜包括一上曲面与至少一侧面(如第一侧面与第二侧面)，所述前上曲面为偏光面，其可使由所述光源射出的光线均匀地发散并射出所述透镜。所述后上曲面为收光面，所述后上曲面与所述第一侧面配合使用，可使所述光源射出的光线发生全反射(还可为二次折射)，从而可起到收集出光角度较大的光线，提高所述光源光利用率的作用。
[0032]2、在本发明所提供的LED投光灯中，所述第一侧面与所述第二侧面与下平面具有一定的夹角，通过夹角角度的设定(如为，可获得最优的光发射效果。
[0033]3、本发明所提供的LED投光灯包括一反光罩结构，所述透镜与所述反光罩结构匹配组成一光学系统，所述透镜与所述反光罩结构共同作用，使由所述光源射出的光线经过透镜折射及所述反光罩结构反射后，朝向一定角度进行投射。此外，通过调整所述透镜与所述反光罩结构的夹角(如70°-100°)，可进一步对所述LED投光灯投射的高度、范围、照度等进行调整，如通过调整所述第一反光罩与所述透镜的夹角(如70°-100°)，可使所述LED投光灯光线投射角度抬高，而通过调整所述第二反光罩、第三反光罩与所述透镜的夹角，则可使所述LED投光灯光线投射范围变宽。
[0034]4、本发明所提供的LED投光灯进一步包括上曲面与下曲面，所述上曲面与所述下曲面为非对称结构且厚度不均一，以及对所述上曲面与所述下曲面曲率变化范围的限定，可以使经过所述透镜与所述反光罩结构整体配合为一完整的光学系统，以获得最优的光线投射效果，提高出光效率，并避免形成局部的光斑。
[0035]5、本发明LED投光灯的透镜与所述反光罩结构形成一光投射系统，采用所形成的光投射系统，可使由光源发出的光均匀分布在被照射物体的照明区域，避免出现局部光斑过大问题。
[0036]6、本发明所提供的透镜的第一侧面及第二侧面，可以使所述光源发出的光线发生全反射，从而可有效避免光线散射，提高光利用率，更加有利于光型分布。
[0037]7、所述透镜分为上曲面与下曲面，所述上曲面还可进一步细分为前上曲面及后上曲面，所述下曲面进一步包括前下曲面及后下曲面，本发明中还对所述前上曲面及所述后上曲面、所述前下曲面及所述后下曲面的曲面方程进行了进一步限定，以获得更优的出光角度，使所述透镜的上下曲面具有较大的偏光区域，并形成利于光线集中的收光区域。从而，有利于所述光源发出的光线均匀分散，避免出现局部光斑等问题，更加适用于户外广告牌的照明应用中。
[0038]8、在本发明中，与所述透镜对应设置的所述反光罩结构有利于所述光源射出的光线朝某一特定的方向进行投射，并使光线较为集中。所述反光罩结构中第一反光罩与所述透镜之间呈一定角度，从而可使光线获得最佳的反射角度，以使所述LED投光灯获得最佳的投射效果。
[0039]9、所述透镜还包括两个透镜通孔，所述透镜通孔可用于所述透镜与所述第一遮盖板之间的螺丝拧合，与现有技术中采用粘胶粘结的方式相比，当所述光源出现故障或损坏时，可只更换所述光源部分，而无需连同所述透镜一并废弃。此外，本发明中通过对所述透镜的其它参数的设置，可有效避免所述透明通孔的设置会对所述LED投光灯的出光效率。
【【附图说明】】
[0040]图1是本发明LED投光灯的立体结构示意图。
[0041 ]图2是本发明LED投光灯的配光结构的立体结构示意图。
[0042 ]图3A是图2中所示LED投光灯的透镜的主视图。
[0043 ]图3B是图3A中所示透镜的立体结构示意图。
[0044]图3C是图3A中所示透镜沿A-A方向的剖面结构示意图。
[0045]图3D是图3A中所示透镜沿B-B方向的剖面结构示意图。
[0046]图4A是图3B中所示透镜的上曲面与下曲面的光路示意图。
[0047 ]图4B是图3B中所示的透镜的第二侧面光路示意图。
[0048]图4C是图3A中所示透镜的第一侧面剖面部分光路示意图。[0049 ]图4D-图4E是图3A中所示透镜的极坐标光强度分布曲线。
[0050]图5A是图2中所示的LED配光结构的反光罩结构与遮盖结构的爆炸结构示意图。
[0051]图5B是图5A中所示反光罩结构中的第一反光罩的立体