[发明专利]透镜及其应用该透镜的LED灯具

说明书

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种透镜及应用所述透镜的LED（light emitting diode，发光二级管）灯具。

背景技术

LED作为能够将电能转化为光能的半导体器件，以其效率高、能耗低、寿命长等优点被广泛地应用于各种照明灯具中，这些灯具已经成为人们生活、工作中不可或缺的照明用器具。然而，由于LED本身属于郎伯型光源，其发光强度大多是两边较低，中心处较高，所以LED一般无法直接应用于照明领域。因此，对LED光源进行光学配光就显得尤为重要。

目前，市场上对LED光源进行配光的配光系统以透镜和反射器主，其通过非成像光学设计透镜或反射器外形，对LED光源发出的光线进行重新分配，从而得到预期的光强分布。常用的配光透镜以形成纺锥型配光曲线为主，然而，这种配光曲线的角度小，而且中心光强大，如此会造成人眼因明暗对比而感到不适；此外，如果以这种方式布设灯具进行照明，则有用的光线会比较少，进而造成能量的浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种透镜，其能够提高光斑边缘处的光强，而且可以改善被照面的明暗对比，有效地减少能量浪费。

本发明还提供一种应用上述透镜的LED灯具。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透镜，所述透镜为凹凸型多项式曲面透镜，包括第一曲面、第二曲面及连接该第一曲面与所述第二曲面的连接面，所述第一曲面整体为半球形面，所述第二曲面整体为多项式曲面，所述第一曲面接收入射光线，该入射光线经过所述第一曲面直射进入所述透镜，并传输至所述第二曲面，所述光线在所述第二曲面处发生折射并向所述透镜的四周扩散，以形成蝙蝠翼型配光。

其中，所述透镜整体呈其中一个底面为自由曲面过渡的圆柱体状，其材料为聚甲基丙烯酸甲酯塑料、PC塑料或玻璃。

其中，所述透镜通过一体成型设计而制成。

其中，所述第二曲面位于所述透镜的外侧，经由所述第一曲面射入的光线在所述第二曲面处发生折射并向所述透镜的四周扩散形成角度为160度的蝙蝠翼型配光。

其中，所述连接面位于同一平面上，其整体呈圆环状平面，所述连接面为通过咬花雾化处理而形成的咬花面。

其中，所述透镜的第二曲面的直径为20毫米，其高度为6毫米，所述透镜的第一曲面的直径为8毫米。

其中，所述第二曲面的母线解析表达式为：

，其中，a_n为该第二曲面的母线的系数，n的取值范围为大于等于0且小于等于25。

本发明还提供了一种LED灯具，包括光源，所述LED灯具还包括上述的透镜，所述透镜对准所述光源，该光源发出的光线照射至所述透镜上。

其中，所述光源包括发光部，所述发光部整体呈半球状，所述发光部的曲率半径等于所述第一曲面的曲率半径，所述发光部位于所述透镜的第一曲面内，其发出的光线射入所述透镜，并由所述透镜进行光学处理。

其中，所述发光部对准并容置于所述第一曲面内，并位于所述第一曲面的球心处，则所述光源的发光部发出的光线照射至所述第一曲面上，并直射至所述透镜内。

本发明实施提供的LED灯具中，所述透镜为一个凹凸型多项式曲面透镜，其组成了该LED灯具的配光系统，所述光源发出的光线经过所述第一曲面直射至所述第二曲面，并在该第二曲面处发生折射而向所述透镜的四周扩散，从而形成边缘光强大于中心光强的大角度配光曲线，因此，所述透镜射出的光线不但可以改善被照面上光斑的明暗对比，而且能够有效减少能量的浪费，该透镜组成的配光系统满足了所述LED灯具的配光需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的LED灯具的光路示意图。

图2是图1所示的透镜的立体示意图。

图3是图1所示的透镜的平面示意图。

图4是图1所示的透镜的截面示意图。

图5是图1所示的透镜组件的配光曲线图。

图6本发明实施提供的LED灯具在1米处的照度图。

具体实施方式