CN104075236A - 配光***及具有该配光***的照明装置 - Google Patents

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周明杰
杜金
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Oceans King Dongguan Lighting Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种配光***，其包括一个透镜，该透镜包括一个上表面、一个与该上表面相对的下表面、以及连接该上表面与该下表面的环形出光面，且该透镜由该下表面向邻近上表面的方向凹陷形成一个用于收纳发光二极管光源的第一中空部，该透镜对应该第一中空部具有一个与该下表面相连的第一环形入光面，以及一个与该第一环形入光面相连的第二环形入光面；以及一个由该透镜的上表面延伸出来的透明光学部，该光学部具有一个圆柱形出光面，且该光学部由远离该透镜的一侧向内凹陷形成一个第二中空部，该第二中空部为倒圆锥体形。本发明还涉及一种采用该配光***的照明装置。所述照明装置具有较佳的抗震性和出光效率。

Description

配光***及具有该配光***的照明装置
技术领域
本发明涉及照明领域，更涉及一种配光***及采用该配光***的照明装置。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)以其效率高、光色纯、能耗低、寿命长、无污染等优点成为21世纪最具有竞争力的新型光源之一。随着LED光通量及光效的不断提高，LED在照明领域的应用也越来越广泛。然而，LED芯片的表面出光为兰伯特(Lambertian)分布，无法直接应用于照明***，因此，以LED作为光源的配光***设计显得尤为重要。
然而，在现有的实际应用中，军用直升机机场周边多以卤钨灯作为光源，并配以简单的配光***(如菲涅尔透镜)。本发明的发明人发现，具有这种配光***的灯具存在的缺点一是抗震性能差、寿命短、维护成本高、能耗高；另外灯具的出光效率极其低下，对其广泛应用造成很大限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配光***，以及一种采用该配光***的照明装置，用以解决现有机场配光***及照明装置存在的技术问题。
所述配光***包括：
一个透镜，该透镜包括一个上表面、一个与该上表面相对的下表面、以及连接该上表面与该下表面的环形出光面，且该透镜由该下表面向邻近上表面的方向凹陷形成一个用于收纳发光二极管光源的第一中空部，该透镜对应该第一中空部具有一个与该下表面相连的第一环形入光面，以及一个与该第一环形入光面相连的第二环形入光面；以及
一个由该透镜的上表面延伸出来的透明光学部，该光学部具有一个圆柱形出光面，且该光学部由远离该透镜的一侧向内凹陷形成一个第二中空部，该第二中空部为倒圆锥体形，该光学部对应该第二中空部具有一个圆锥面，该发光二极管光源发出的光分别由该第一、第二环形入光面入射至配光***中，且由第一环形入光面入射的光由环形出光面出射，由第二环形入光面入射的光由圆锥面反射后从圆柱形出光面出射。
所述照明装置包括一个发光二极管光源和一个配光***。所述配光***包括一个透镜及、以及一个透明光学部，该透镜包括一个上表面、一个与该上表面相对的下表面、以及连接该上表面与该下表面的环形出光面，且该透镜由该下表面向邻近上表面的方向凹陷形成一个用于收纳发光二极管光源的第一中空部，该透镜对应该第一中空部具有一个与该下表面相连的第一环形入光面，以及一个与该第一环形入光面相连的第二环形入光面；该光学部由该透镜的上表面延伸出来，该光学部具有一个圆柱形出光面，且该光学部由远离该透镜的一侧向内凹陷形成一个第二中空部，该第二中空部为倒圆锥体形，该光学部对应该第二中空部具有一个圆锥面，该发光二极管光源发出的光分别由该第一、第二环形入光面入射至配光***中，且由第一环形入光面入射的光由环形出光面出射，由第二环形入光面入射的光由圆锥面反射后从圆柱形出光面出射。
相对于现有技术，所述配光***包括多个光学表面，包括第一环形入光面、第二环形入光面、环形出光面、圆锥面、以及圆柱形出光面，每个光学表面用于对不同角度的发光二极管光源发出的光线进行控制，其中，第一环形入光面和环形出光面主要用于对发光二极管光源侧面光线进行控制(30-90度的光线)，第二环形入光面和圆锥面主要用于对发光二极管光源正前方小角度的光线进行控制(即0-30度的光线)，两部分光线在空间上重叠后形成适用在军用直升机机场周边灯的配光***，可以提高整体照明装置的抗震性和出光效率，满足军用直升机机场周边灯的配光要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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例，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是本发明第一实施例提供的配光***的结构示意图；
图2是图1所示配光***的俯视图；
图3是图1所示配光***的侧视图；
图4是本发明第二实施例提供的照明装置的光路示意图；
图5是采用多个图4所示照明装置所配置形成的军用直升机机场周边灯***结构示意图；
图6是图5所示军用直升机机场周边灯***极坐标表示配光曲线图；
图7是图5所示军用直升机机场周边灯***直角坐标表示配光曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请一并参阅图1至图3，本发明第一实施例提供一种配光***100，其包括一个透镜10及一个光学部30。本实施例中，所述配光***100可采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，亚克力)制成。在其它变更实施方式中，所述配光***100也可采用其它透明材料，如玻璃制成，并不局限于具体实施例。
如图2及图3所示，该透镜10包括一个上表面11、一个与该上表面11相对的下表面13、以及连接该上表面11与该下表面13的环形出光面15，其中，上表面11和下表面13均为圆形平面且相互平行，环形出光面15为一个自由曲面，该上表面的11的外径小于该下表面13的外径，该环形出光面15的外径由下表面13向上表面11逐渐变小。本实施例中，该下表面13的外径为33.47mm，上表面11与下表面13之间的距离为13.93mm。
该透镜10由该下表面13向邻近上表面11的方向凹陷形成一个第一中空部17，具体实施中，所述第一中空部17用于收纳发光二极管光源。另外，该透镜10对应该第一中空部17具有一个与该下表面13相连的第一环形入光面171、以及一个第二环形入光面172。所述第二环形入光面172与所述第一环形入光面171相连。本实施例中，所述第一环形入光面171为一个球面，所述第二环形入光面172为一个自由曲面。
该光学部30由该透镜10的上表面11延伸出来，其形状大致为圆柱体形。具体地，该光学部30具有一个圆柱形出光面31，且该光学部30由远离该透镜10的一侧向内凹陷形成一个第二中空部37，该第二中空部37为倒圆锥体形，该光学部30对应该第二中空部37具有一个圆锥面370。本实施例中，该光学部30的外径为14mm。
请一起参阅图4，本发明第二实施例还提供一种采用上述配光***100的照明装置200。所述照明装置200包括发光二极管光源300和所述配光***100，其中，所述发光二极管光源300设置在所述透镜10的第一中空部17。所述发光二极管光源300具体可采用如美国CREE公司生产的Xlamp系列大功率LED光源。
可以理解的是，由于所述配光***100包括多个光学表面，包括第一环形入光面171、第二环形入光面172、环形出光面15、圆锥面370、以及圆柱形出光面31，每个光学表面用于对不同角度的发光二极管光源300发出的光线进行控制，其中，第一环形入光面171和环形出光面15主要用于对发光二极管光源300侧面光线进行控制(30-90度的光线I)，具体地，光线I在第一环形入光面171(球面)折射入透镜的方向保持不变，从环形出光面15(自由曲面)折射向透镜10外面。第二环形入光面172和圆锥面370主要用于对发光二极管光源300正前方小角度的光线进行控制(即0-30度的光线II)，具体地，光线II在第二环形入光面172折射后变成平行光，之后通过圆锥面370的全反射特性射出光学部30。上述两部分光线I、II在空间上重叠后形成适用在军用直升机机场周边灯的配光***100，可以提高整体照明装置300的抗震性和出光效率，满足军用直升机机场周边灯的配光要求。
在本实施例中，所述配光***100可形成全向发光，光束峰值的仰角为7-9度，光强分布下表所示(其中仰角定义为与水平线的夹角)。
仰角(°) 光强(cd)
3～15 40
15～25 15
45～90 5
如图5所示，其为采用多个图4所示照明装置200所配置形成的军用直升机机场周边灯***500结构示意图。
所述机场周边灯***500由四颗大功率发光二极管光源300以及配光***100组成，能够形成如图6和7所示的配光曲线，满足军用直升机机场周边灯配光要求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种配光***，包括：
一个透镜，该透镜包括一个上表面、一个与该上表面相对的下表面、以及连接该上表面与该下表面的环形出光面，且该透镜由该下表面向邻近上表面的方向凹陷形成一个用于收纳发光二极管光源的第一中空部，该透镜对应该第一中空部具有一个与该下表面相连的第一环形入光面，以及一个与该第一环形入光面相连的第二环形入光面；以及
一个由该透镜的上表面延伸出来的透明光学部，该光学部具有一个圆柱形出光面，且该光学部由远离该透镜的一侧向内凹陷形成一个第二中空部，该第二中空部为倒圆锥体形，该光学部对应该第二中空部具有一个圆锥面，该发光二极管光源发出的光分别由该第一、第二环形入光面入射至配光***中，且由第一环形入光面入射的光由环形出光面出射，由第二环形入光面入射的光由圆锥面反射后从圆柱形出光面出射。
2.如权利要求1所述的配光***，其特征在于，所述上表面和下表面均为圆形平面且相互平行，所述环形出光面为一个自由曲面。
3.如权利要求1所述的配光***，其特征在于，所述第一环形入光面为一个球面。
4.如权利要求3所述的配光***，其特征在于，所述第二环形入光面为一个自由曲面。
5.如权利要求1所述的配光***，其特征在于，所述配光***可采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。
6.一种照明装置，包括：
一个发光二极管光源；
一个配光***，所述配光***包括一个透镜及一个透明光学部，该透镜包括一个上表面、一个与该上表面相对的下表面、以及连接该上表面与该下表面的环形出光面，且该透镜由该下表面向邻近上表面的方向凹陷形成一个收纳所述发光二极管光源的第一中空部，该透镜对应该第一中空部具有一个与该下表面相连的第一环形入光面，以及一个与该第一环形入光面相连的第二环形入光面；所述光学部由该透镜的上表面延伸出来，该光学部具有一个圆柱形出光面，且该光学部由远离该透镜的一侧向内凹陷形成一个第二中空部，该第二中空部为倒圆锥体形，该光学部对应该第二中空部具有一个圆锥面，该发光二极管光源发出的光分别由该第一、第二环形入光面入射至配光***中，且由第一环形入光面入射的光由环形出光面出射，由第二环形入光面入射的光由圆锥面反射后从圆柱形出光面出射。
7.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述上表面和下表面均为圆形平面且相互平行，所述环形出光面为一个自由曲面。
8.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述第一环形入光面为一个球面。
9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述第二环形入光面为一个自由曲面。
10.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述配光***可采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。
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