[发明专利]用于LED室内灯具的透镜及包含该透镜的格栅灯

摘要

本发明提供了用于LED室内灯具的透镜及包含该透镜的格栅灯，所述透镜的底面中部设有用于容纳LED的凹坑，凹坑的坑壁面是半球面，该半球面为所述灯光入射面；透镜的灯光出射面为自由曲面；所述格栅灯包括灯盘、散热器、栅格架、驱动电源、LED和透镜，多个LED贴装在散热器底面，透镜安装散热器底面上，且LED的中心轴与透镜的中心轴重合，LED置于透镜底部的半球形凹坑内，散热器的两端设有用于安装灯盘的螺孔；所述灯盘的底座上设有多个灯孔，每个LED及透镜穿过灯孔并伸到灯盘里面，在灯盘的底面设置格栅架。采用所述透镜后，可合理控制光线分布使光斑呈圆形，且在照射区域内总透光率高，出光均匀性良好，没有不良眩光。

主权项

1、用于LED室内灯具的透镜，包括灯光入射面、灯光出射面和环形底面，其特征在于透镜的底面中部设有用于容纳LED的凹坑，凹坑的坑壁面是半球面，该半球面为所述灯光入射面；透镜的灯光出射面为自由曲面，该自由曲面的形状由如下方法确定：所述透镜为中心轴对称形状，所述凹坑的中心轴为透镜的中心轴，以过该透镜中心轴的截面为基准面，建立坐标系，其中，中心轴为Z轴，原点在中心轴且与中心轴垂直的方向为X轴，通过将所述自由曲面在XZ平面上所对应的曲线绕Z轴旋转一周即得到自由曲面的形状；所述曲线通过如下步骤确定：(1)由能量守恒求出最大照射半径：2π∫0RPrdr=2π∫0π/2Icosφsinφdφ,]]>其中P为目标平面的光照度，R为最大照射半径，I为LED中心光强，φ为LED出射光线与Z轴的夹角；(2)通过能量对应关系求出目标平面上的点与夹角φ的关系式：πI(1-cos2φ)πI(1-cos2π/2)=P×π×xd2P×π×R2]]>其中xd为夹角为φ的光线经透镜折射后照射到目标平面所对应的点的X轴坐标，求得xd=R1-cos2φ;]]>(3)由折射公式求出所述曲线上点的法向量，利用这个法向量求得切线，通过求切线与入射光线的交点得到曲线上点的坐标，所述折射公式为：[1+n2-2n(out→·in→)]1/2N→=ou→t-nin→,]]>其中n为折射率，为入射光线单位向量，为出射光线单位向量，为单位法向量；(4)由步骤(3)得到所述曲线上离散的点坐标，通过计算机拟合得到所述曲线，然后将所述曲线绕Z轴旋转一周可得到最终的自由曲面。