[發明專利]一種泛光透鏡以及具有該透鏡的LED燈具

有效

• 申請號: 201110213525.X
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102901037A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 周明杰;吳會利
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V19/00;F21S2/00;F21Y101/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及照明燈具的配光透鏡，更具體地說，涉及一種一種泛光透鏡以及具有該透鏡的LED燈具。

背景技術

采用LED光源進行泛光照明時，一般采用反光杯對LED光源進行配光，但是這種方式的配光效果不是很理想，這是因為，LED光源的近軸線部分的光強比較大，但這部分光線不能通過反光杯配光，因此反光杯配出的泛光，總是會出現中間部分的光強偏高。

為了獲得較為均勻的泛光配光，也有采用凹透鏡對LED光源進行配光的，但這種方式對LED光源的光通量的利用率比較低，表現在LED光源的發光角較大的光線無法被利用，最終導致燈具的光效利用率太低。

除此之外，還有一類泛光全反射透鏡，是在LED光源的聚光全反射透鏡的基礎上改進而來的，如圖1所示，在透鏡的出射面1做成密布的網狀小凸點或凹球面結構來實現泛光的效果，也有采用出射面磨砂處理的，這些處理方式達到的泛光效果都不夠均勻，泛光角度一般較小，而且由于磨砂面或類磨砂的出射面，使光損耗。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的泛光透鏡的上述缺陷，提供一種配光效果好、光損失小的泛光透鏡，以及具有透鏡的LED燈具。

本發明的目的之一在于提供一種泛光透鏡，用于LED光源的配光，其特征在于，所述泛光透鏡為回轉體，所述泛光透鏡具有一頂端面和一底端面，以及連接所述頂端面和底端面的回轉側面；

所述底端面上設有半球形的凹球面，所述半球形的凹球面的球心位于所述回轉體的軸線上；

所述頂端面的中部設有圓錐形的凹面，所述圓錐形的凹面的軸線與所述回轉體的軸線重合；

所述回轉側面為全反射面，回轉側面的母線為折線，所述折線包括依次相連的三條直線段；

設所述凹面的母線與所述回轉體的軸線的夾角為θ，凹面的頂點到底端面的距離為L，所述泛光透鏡的材料的折射率為n，頂端面到底端面的距離為h，則θ和L滿足如下關系：θ＝90-α(η-1)/(n-1)，L≤(1-tanα/tanθ)×h，其中，α≈15°，2≤η≤2.1，η＞n。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述泛光透鏡由光學玻璃或光學塑料制成。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述光學玻璃或光學塑料的折射率大于1.45。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述光學塑料為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

在本發明所述的泛光透鏡中，以所述底端面的中心為原點，以回轉體的軸線為Z軸，以底端面的對稱軸為Y軸，建立笛卡爾直角坐標系時，所述母線的起點坐標為(0，d/2，0)，其中d大于所述LED光源的直徑，所述母線的每條直線段與Z軸的夾角為8～29°，所述母線的每條直線段與Z軸的夾角按照該直線段在母線由起點到終點的位置順序依次遞減，所述母線的每條直線段的起點和原點的連線與該直線段的終點和原點的連線的夾角為5～15°。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述母線的每條直線段與Z軸的夾角按照該直線段在所述母線的由起點到終點的位置順序依次為28.5°、18.5°、8.5°。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述母線的每條直線段的起點和原點的連線與該直線段的終點和原點的連線的夾角為10°。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述d比LED光源的直徑大3～5mm。

在本發明所述的泛光透鏡中，所述回轉側面上設置有增反膜。

本發明的目的之二在于提供一種LED燈具，至少包括LED光源，以及如以上所述的泛光透鏡，所述LED光源正對所述泛光透鏡底端面上的凹球面，所述LED光源的光軸與所述泛光透鏡的軸線重合。

實施本發明的泛光透鏡以及具有該透鏡的LED燈具，具有以下有益效果：本發明的泛光透鏡的底端面設有凹球面，頂端面設有圓錐形的凹面，LED光源的發光角較小的光線經凹球面折射之后，發光角被第一次放大，經過頂面的圓錐形的凹面折射后，發光角被第二次放大，經過二次放大，近軸線部分的較強光線向四周擴散，發光角較大的光線則由回轉側面全反射后向軸線靠攏，解決了LED光源的近軸線部分的光強較大的問題，可以實現更為均勻的泛光配光。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是現有技術的泛光透鏡的示意圖；

圖2是本發明的泛光透鏡的優選實施例的示意圖；

圖3是本發明的泛光透鏡的優選實施例的頂面的示意圖；

圖4是本發明的泛光透鏡的優選實施例的剖視圖；

圖5是本發明的反光全反射透鏡的優選實施例的回轉側面的示意圖；