CN102042493A - 一种防眩led照明灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防眩LED照明灯具，包括灯壳和设置在所述灯壳内部的LED光源，其中，还包括设置于所述LED光源发光面前方的二次透镜和匀光板；其中，所述二次透镜发散所述LED光源发出的中心光线、并汇聚所述LED光源发出的四周光线，所述匀光板均匀透过经所述二次透镜透射出的光线，以进行照明。本发明通过采用二次透镜与匀光板结合使用的方案，实现了在不增加灯具体积的情况下，将点状LED光源变成面光源发射，使人眼直视LED照明灯具时感觉舒适，无眩光感，并使整个灯具变得更薄，结构可设计得更加紧凑，提高了灯具适应不同环境的能力。

Description

一种防眩LED照明灯具

技术领域

本发明涉及一种照明灯具，尤其涉及一种防眩LED照明灯具。

背景技术

在当前LED功率越来越大的同时，LED芯片尺寸却向小的方向发展，故LED光源的峰值亮度很高，目前市场上的1瓦以上的高功率LED(光通量≥100流明)光源处峰值照度基本上都大于100万勒克斯，如图1所示。当人眼直接看LED光源时会产生不舒适感，存在严重的眩光问题。

目前有各种各样的LED防眩照明产品，其中有采用匀光板的方式进行防眩的，其需要将传统导光板与匀光板同时使用，方可达到亮度均匀的面光源。如果仅用匀光板，灯具会比较厚，需要将光源与匀光板保持300MM以上的距离才能达到亮度均匀。

还有一种纳米匀光板(相当于传统导光板+匀光板的效果)，其改变了传统导光板的导光原理，利用均匀分散在导光板中的纳米粒子的光散射效应，将线光源或点光源(荧光灯管或LED)转变为面光，虽然其厚度比较薄，但对于大尺寸光源，其透射出的亮度并不均匀，不能实现很好的匀光效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种厚度薄、结构简单、能解决防LED直接眩光问题，将点光源转换为面光源发射的LED照明灯具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种防眩LED照明灯具，包括灯壳和设置在所述灯壳内部的LED光源，其中，还包括设置于所述LED光源发光面前方的二次透镜和匀光板；其中，所述二次透镜发散所述LED光源发出的中心光线、并汇聚所述LED光源发出的四周光线，所述匀光板均匀透过经所述二次透镜透射出的光线，以进行照明。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述灯壳内表面设置有反光层，所述反光层将从所述LED光源发出后未发射到所述二次透镜上的光线、以及从所述匀光板反射回来的光线再次反射到所述匀光板上。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述二次透镜的中心为发散光线的凹透镜、四周为汇聚光线的凸透镜。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述二次透镜至少有一面为非球面，所述非球面公式为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+c_{1}r+c_2{r}^2+c_3{r}^3+...+c_{20}{r}^{20},$

其中，所述r为非球面上的坐标(x，y)所在点对应的球面半径，其计算公式为： $r=\sqrt{x^2+y^2};$ 所述c的计算公式为： $c=\frac{1}{R};$ 所述R为非球面的顶点曲率半径。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述匀光板透射的光线与反射的光线强度比为1～5∶1。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述匀光板是表面吸收1％光线、以理想朗伯型反射17％光线和以理想朗伯型透射82％光线的匀光板。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述二次透镜上设置有用于固定连接所述灯壳或所述LED光源的固定位。

本发明所述的防眩LED照明灯具，其中，所述灯壳内表面设置有凹槽，所述匀光板卡扣在所述凹槽内。

本发明通过采用二次透镜与匀光板结合使用的方案，实现了在不增加灯具体积的情况下，将点状LED光源变成面光源发射，使人眼直视LED照明灯具时感觉舒适，无眩光感，并使整个灯具变得更薄，结构可设计得更加紧凑，提高了灯具适应不同环境的能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是单颗LED裸光源照度示意图；

图2是本发明实施例的LED照明灯具结构示意图；

图3是本发明实施例的LED照明灯具光路示意图；

图4是本发明实施例的二次透镜示意图；

图5是本发明实施例的匀光板透射及反射光线的光路示意图；

图6是本发明实施例的LED照明灯具配光效果曲线示意图；

图7是本发明实施例的带有固定位的二次透镜示意图。

具体实施方式

下面结合图示，对本发明的优选实施例作详细介绍。

本发明的防眩LED照明灯具所适用的光源是单颗LED光源，其照度示意图如图1所示。

本发明实施例的防眩LED照明灯具结构如图2所示，由LED光源10、二次透镜20、灯壳30、匀光板40构成。其中LED光源10包括固定在灯壳30内部中心处的LED灯和LED芯片，匀光板40固定在灯壳30上，二次透镜20可以是固定在灯壳30上，或固定在LED光源10上。其中匀光板40和二次透镜20均设置于LED光源10的发光面正前方。为便于二次透镜20的固定，我们可在二次透镜20上一体成型固定位21，如图7所示。该固定位21上设置有孔，可通过螺钉锁紧在灯壳30上或LED光源10上。在灯壳30内表面设置有凹槽，匀光板40卡扣在凹槽内固定连接在灯壳30上。

如图3所示，二次透镜20对LED光源10发出的中心光线进行一定角度的发散，对外周的光线进行会聚，对LED光源10发出的光线进行初步匀光，光线经二次透镜20发散后的光线照射到匀光板40上。二次透镜20与匀光板40之间的距离取决于二次透镜20的发散角度，二次透镜20的发散角度越大，灯具可设计的越薄。

如图5所示，匀光板40将微粒子分散在树脂层间，故照射到匀光板上的入射光线会发生许多折射、反射与散射的现象，最终形成了朗伯型的面光源出射效果，因此匀光板40可将射到其上的点光线转化成面光源，从而保证降低灯具表面的最大亮度，防止眩光。

为最大限度的防止眩光，并提供最大的照明度，匀光板40透射的光线与反射的光线强度可以为1～5∶1，具体比例可根据不同光源的亮度需要进行不同的设定，或选择不同的匀光板。本实施例中，优选采用表面吸收1％的光线，理想朗伯型反射17％的光线和理想朗伯型透射82％的光线的匀光板。

本实施例中，二次透镜20具体结构是：中心为发散光线的凹透镜，四周为汇聚光线的凸透镜。二次透镜20的内表面和外表面中，至少有一面为非球面，即，可以是内表面为非球面、外表面为球面的二次透镜，如图4所示；也可以是外表面为非球面，内表面为球面的二次透镜；也可以是两面均为非球面的二次透镜。其中非球面方程具体如下式(1)所示：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+c_{1}r+c_2{r}^2+c_3{r}^3+...+c_{20}{r}^{20}---\left(1\right),$

其中，r为非球面上的坐标(x，y)所在点对应的球面半径，其计算公式为： $r=\sqrt{x^2+y^2};$ 所述c的计算公式为： $c=\frac{1}{R};$ 所述R为非球面的顶点曲率半径。x、y和R的具体取值可以根据灯具的设计需求设定。

本实施例中，为提高灯具的照明度，将LED光源10设计成直投式发光，并在灯壳30的内表面设置有反射层或反射片。反射层一方面可以将从匀光板40反射回的光线进行再次利用，另一方面可以将LED光源20发出的入射到匀光板40以外的光线反射到匀光板40上，以提高照明效率。本实施例的照明灯具最终配光曲线如图6所示。

本发明通过采用二次透镜与匀光板结合使用的方案，实现了在不增加灯具体积的情况下，将点状LED光源变成面光源发射，使人眼直视LED照明灯具时感觉舒适，无眩光感，并使整个灯具变得更薄，结构可设计得更加紧凑，提高了灯具适应不同环境的能力。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种防眩LED照明灯具，包括灯壳(30)和设置在所述灯壳(30)内部的LED光源(10)，其特征在于，还包括设置于所述LED光源(10)发光面前方的二次透镜(20)和匀光板(40)；其中，所述二次透镜(20)发散所述LED光源(10)发出的中心光线、并汇聚所述LED光源(10)发出的四周光线，所述匀光板(40)均匀透过经所述二次透镜(20)透射出的光线，以进行照明。

2.根据权利要求1所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述灯壳(30)内表面设置有反光层，所述反光层将从所述LED光源(10)发出后未发射到所述二次透镜(20)上的光线、以及从所述匀光板(40)反射回来的光线再次反射到所述匀光板(40)上。

3.根据权利要求2所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述二次透镜(20)的中心为发散光线的凹透镜、四周为汇聚光线的凸透镜。

4.根据权利要求3所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述二次透镜(20)至少有一面为非球面，所述非球面公式为：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+c_{1}r+c_2{r}^2+c_3{r}^3+...+c_{20}{r}^{20},$

其中，所述r为非球面上的坐标(x，y)所在点对应的球面半径，其计算公式为： $r=\sqrt{x^2+y^2};$ 所述c的计算公式为： $c=\frac{1}{R};$ 所述R为非球面的顶点曲率半径。

5.根据权利要求1所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述匀光板(40)透射的光线与反射的光线强度比为1～5∶1。

6.根据权利要求1所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述匀光板(40)是表面吸收1％光线、以理想朗伯型反射17％光线和以理想朗伯型透射82％光线的匀光板。

7.根据权利要求1所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述二次透镜(20)上设置有用于固定连接所述灯壳(30)或所述LED光源(10)的固定位(21)。

8.根据权利要求1所述的防眩LED照明灯具，其特征在于，所述灯壳(30)内表面设置有凹槽，所述匀光板(40)卡扣在所述凹槽内。

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