一種基于單向映射技術(shù)的高光效防眩led定向燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及LED配光的研究領(lǐng)域，特別涉及一種基于單向映射技術(shù)的高光效 防眩LED定向燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)外照明行業(yè)⑶B芯片價(jià)格高居不下，中功率芯片模組因價(jià)格低廉成為追 捧的寵兒，但是因單個(gè)光源芯片具有相對(duì)獨(dú)立性，一般二次配光設(shè)計(jì)時(shí)采用PC透鏡設(shè)計(jì)或 者采用鍍鋁反射器，導(dǎo)致LED定向燈二次配光中會(huì)存在以下技術(shù)問(wèn)題：1、中功率芯片模組低 光效，能耗高，代替鹵素?zé)艄β势毡槠?2、二次配光設(shè)計(jì)照度均勻性難控制。所以，一種使 光斑更加均勻的防眩LED定向燈是本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的方向。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于單向映射 技術(shù)的高光效防眩LED定向燈，縮短光程減小了光損，提高光學(xué)效率。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種基于單向映射技術(shù)的高 光效防眩LED定向燈，包括LED基板、透鏡、透鏡固定座;其中，透鏡固定座設(shè)置在LED基板上， 透鏡設(shè)置在透鏡固定座的腔體內(nèi)，透鏡的內(nèi)表面采用單向映射結(jié)構(gòu)，以LED基板幾何中心為 基準(zhǔn)點(diǎn)，芯片發(fā)光角度分割成0° - γ °和γ ° -90°兩個(gè)環(huán)帶部分。
[0005] 所述0° - γ °環(huán)帶的配光設(shè)計(jì)為：
[0006] 光線i經(jīng)反射器反射，光能傳播滿足反射定律入射角α =反射角β，θ角為光線與X軸 夾角，μ角為Ρ點(diǎn)斜率夾角，P(x，y)為曲il面上一點(diǎn)，則Ρ點(diǎn)斜率為：
[0007] tan(y) =dy/dx； (1)
[0008] 又由 θ =α+β -|; (2) 2
[0009] 又因光線il為中功率模組LED基板方向傳播，可以得出Ρ ;求解⑴、⑵得 出Ρ的微分方程F(dx，dy)，給出Ρ點(diǎn)初始位置，就可以計(jì)算出Ρ點(diǎn)0°-丫°各點(diǎn)位置，擬合出反 射器的自由曲面面型。
[0010]所述γ ° -90°環(huán)帶的配光設(shè)計(jì)為：
[0011]光線從單顆芯片的幾何中心發(fā)出，經(jīng)過(guò)P(x，y)點(diǎn)折射后，調(diào)整Ρ點(diǎn)的曲率時(shí)的光線 向目標(biāo)平面偏轉(zhuǎn)。光源和目標(biāo)平面之間形成一一映射關(guān)系，即建立映射方程，即P點(diǎn)的方程：
[0012]
(3)
[0013] 其中，k為斜率，r為自由曲面斜率半徑，A1E1........AiEi為系數(shù)，調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù) 改變光線折射角，對(duì)應(yīng)每顆芯片建立一個(gè)方程F(Z1)........F(Zi)調(diào)整方程的參數(shù)從使得 光線按照目標(biāo)區(qū)域折射。
[0014] 所述LED基板上設(shè)有多顆LED發(fā)光二級(jí)管，所述多顆LED發(fā)光二級(jí)管按設(shè)定形狀排 列在LED基板上。
[0015] 所述透鏡外表面設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面。
[0016] 所述透鏡材質(zhì)為光學(xué)高透過(guò)型材質(zhì)。
[0017] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0018] 1、本實(shí)用新型芯片采用的是中功率芯片，成本相對(duì)于C0B芯片降低約50%。
[0019] 2、本實(shí)用新型功率模組芯片采用單向映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多顆發(fā)光光源與接收光屏幕 之間一對(duì)一單向映射，故在相同設(shè)計(jì)尺寸范圍內(nèi)，中心光強(qiáng)比傳統(tǒng)的射燈提升30%。
[0020] 3、本實(shí)用新型TIR曲面分N層，逐層采用微積分全反射技術(shù)，使得每個(gè)層上的反射 光斑在光屏幾何中心疊加，使得光屏上的亮度均勻達(dá)到防眩暈效果；
[0021 ] 4、本實(shí)用新型光效可以做到801m/W以上，比傳統(tǒng)的C0B射燈光效提升30%。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2是本實(shí)用新型裝置的分解圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型芯片發(fā)光角度分割成0°-γ°，γ°-90°兩個(gè)環(huán)帶部分的示意圖； [0025]圖4是本實(shí)用新型0° - γ °環(huán)帶配光示意圖；
[0026] 圖5是本實(shí)用新型γ ° -90°環(huán)帶配光示意圖；
[0027] 圖6是本實(shí)用新型LED發(fā)光二級(jí)管在基板上的布置圖。
[0028] 圖中標(biāo)號(hào)與名稱如下：
[0029]

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0031 ] 實(shí)施例
[0032]如圖1、圖2、圖6所示，本實(shí)施例基于單向映射技術(shù)的高光效防眩LED定向燈，包括 LED基板1、透鏡2、透鏡固定座3;其中，透鏡固定座3設(shè)置在LED基板1上，透鏡2設(shè)置在透鏡固 定座3的腔體內(nèi)，透鏡2的內(nèi)表面采用單向映射結(jié)構(gòu)，以LED基板1幾何中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，芯片發(fā) 光角度分割成0° - γ °和γ ° -90°兩個(gè)環(huán)帶部分，針對(duì)兩個(gè)部分光學(xué)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。
[0033]為了達(dá)到更好的出光效果，本實(shí)施例中，LED基板1上設(shè)有多顆LED發(fā)光二級(jí)管，所 述多顆LED發(fā)光二級(jí)管按設(shè)定形狀排列在LED基板1上;透鏡2外表面設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲 面;透鏡2材質(zhì)為光學(xué)高透過(guò)型材質(zhì)。
[0034]本實(shí)用新型的工作原理如下：
[0035]以LED基板1幾何中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，芯片發(fā)光角度分割成0°-γ°，γ°-90°兩個(gè)環(huán)帶部 分如圖3,其中tan γ =H/D，H為透鏡2的高度，D為透鏡2的半徑。整個(gè)半球可分為兩個(gè)環(huán)帶即 0° - γ °，γ ° -90°。針對(duì)兩個(gè)部分光學(xué)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。
[0036] 1、0°-γ°環(huán)帶配光設(shè)計(jì):如圖4,光線i經(jīng)反射器反射，光能傳播滿足反射定律入射 角α =反射角β，θ角為光線與X軸夾角，μ角為p點(diǎn)斜率夾角，P(X，y)為曲Π 面上一點(diǎn)，則P點(diǎn)斜 率為：
[0037] tan(y) =dy/dx； (1)
[0038] 又由? = Ct + β -吾； (2)
[0039] 又因光線il為中功率模組LED基板方向傳播，可以得出θ I求解（1)、（2)得 出P的微分方程F(dx，dy)，給出P點(diǎn)初始位置，就可以計(jì)算出P點(diǎn)0°-丫°各點(diǎn)位置，擬合出反 射器的自由曲面面型；
[0040] γ°-90°環(huán)帶配光設(shè)計(jì):如圖5所示，γ°-90°環(huán)帶的配光設(shè)計(jì)為：
[0041] 光線從單顆芯片的幾何中心發(fā)出，經(jīng)過(guò)P(x，y)點(diǎn)折射后，調(diào)整Ρ點(diǎn)的曲率時(shí)的光線 向目標(biāo)平面偏轉(zhuǎn)。光源和目標(biāo)平面之間形成一一映射關(guān)系，即建立映射方程，即P點(diǎn)的方程：
[0042]
(3)
[0043] 其中，k為斜率，r為自由曲面斜率半徑，A1E1........AiEi為系數(shù)，調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù) 改變光線折射角，對(duì)應(yīng)每顆芯片建立一個(gè)方程F(Z1)........F(Zi)調(diào)整方程的參數(shù)從使得 光線按照目標(biāo)區(qū)域折射。使得γ-90°環(huán)帶區(qū)域的光線能更精準(zhǔn)的控制，不會(huì)造成眩暈，0°-γ環(huán)帶區(qū)域光線直接經(jīng)過(guò)透鏡2反射，成本相對(duì)于C0B芯片降低約50%，光效提升30%。
[0044] 上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于單向映射技術(shù)的高光效防眩Lm)定向燈，其特征在于:包括Lm)基板、透鏡、 透鏡固定座;其中，透鏡固定座設(shè)置在L邸基板上，透鏡設(shè)置在透鏡固定座的腔體內(nèi)，透鏡的 內(nèi)表面采用單向映射結(jié)構(gòu)，WLm)基板幾何中屯、為基準(zhǔn)點(diǎn)，忍片發(fā)光角度分割成0° - 丫 °和 丫°-90°兩個(gè)環(huán)帶部分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單向映射技術(shù)的高光效防眩Lm)定向燈，其特征在于:所 述〇°-丫°環(huán)帶的配光設(shè)計(jì)為： 光線i經(jīng)反射器反射，光能傳播滿足反射定律入射角α =反射角β，θ角為光線與X軸夾 角，y角為Ρ點(diǎn)斜率夾角，p(x，y)為曲il面上一點(diǎn)，貝化點(diǎn)斜率為： tan(y)=dy/dx; (1) 又由尚 又因光線η為中功率模組LED基板方向傳播，可W得出4=^ 0 ;求解（1)、（2)得出P的 微分方程F(dx，dy)，給出P點(diǎn)初始位置，就可W計(jì)算出P點(diǎn)0°-丫°各點(diǎn)位置，擬合出反射器的 自由曲面面型。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單向映射技術(shù)的高光效防眩Lm)定向燈，其特征在于:所 述丫 °-90°環(huán)帶的配光設(shè)計(jì)為： 光線從單顆忍片的幾何中屯、發(fā)出，經(jīng)過(guò)P(x，y)點(diǎn)折射后，調(diào)整P點(diǎn)的曲率時(shí)的光線向目 標(biāo)平面偏轉(zhuǎn)，光源和目標(biāo)平面之間形成一一映射關(guān)系，即建立映射方程，即P點(diǎn)的方程：向 其中，k為斜率，r為自由曲面斜率半徑，A1E1........AiEi為系數(shù)，調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù)改變 光線折射角，對(duì)應(yīng)每顆忍片建立一個(gè)方程F(Z1)........F(Zi)調(diào)整方程的參數(shù)從使得光線 按照目標(biāo)區(qū)域折射。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單向映射技術(shù)的高光效防眩Lm)定向燈，其特征在于:所 述Lm)基板上設(shè)有多顆L邸發(fā)光二級(jí)管，所述多顆Lm)發(fā)光二級(jí)管按設(shè)定形狀排列在L邸基板 上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單向映射技術(shù)的高光效防眩Lm)定向燈，其特征在于:所 述透鏡外表面設(shè)有曲率可調(diào)的自由曲面。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單向映射技術(shù)的高光效防眩Lm)定向燈，其特征在于，所 述透鏡材質(zhì)為光學(xué)高透過(guò)型材質(zhì)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于單向映射技術(shù)的高光效防眩LED定向燈，包括LED基板、透鏡、透鏡固定座；其中，透鏡固定座設(shè)置在LED基板上，透鏡設(shè)置在透鏡固定座的腔體內(nèi)，透鏡的內(nèi)表面采用單向映射結(jié)構(gòu)，以LED基板幾何中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，芯片發(fā)光角度分割成0°-γ°和γ°-90°兩個(gè)環(huán)帶部分。本實(shí)用新型具有縮短光程減小了光損、提高光學(xué)效率及防眩暈等效果。
【IPC分類】F21Y105/12, F21V5/04, F21Y115/10
【公開(kāi)號(hào)】CN205208444
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520973078
【發(fā)明人】胡太榮, 陳欣平, 藥左紅, 方驚響, 羅婷
【申請(qǐng)人】橫店集團(tuán)得邦照明股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日