CN108413354A - 一种led黑板灯透镜 - Google Patents

一种led黑板灯透镜 Download PDF

Info

Publication number
CN108413354A
CN108413354A CN201810163422.9A CN201810163422A CN108413354A CN 108413354 A CN108413354 A CN 108413354A CN 201810163422 A CN201810163422 A CN 201810163422A CN 108413354 A CN108413354 A CN 108413354A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
emitting surface
led
lens
blackboard lights
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810163422.9A
Other languages
English (en)
Inventor
孟梦
林盼福
邵人杰
吕柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201810163422.9A priority Critical patent/CN108413354A/zh
Publication of CN108413354A publication Critical patent/CN108413354A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)

Abstract

本发明公开了一种LED黑板灯透镜，涉及LED照明灯具技术领域，LED黑板灯透镜包括两个带有阶梯形鳞甲的侧面，一个带有非对称半圆纹理的出光面，两个向下凹的自由曲面出光面，一个带有磨砂且能产生偏光的自由曲面入光面，两个带有磨砂的平面入光面，两个能够产生偏光全内反射的横截面，在透镜出光面的左右两侧有两个突出的便于装配的长条立方体结构，该结构包括六个平面，其中，两个平面出光面为磨砂面；LED透镜整体结构为由一个全内反射的横截面延其矢量方向拉伸而成；通过将LED灯珠出光面底面平行于透镜底面紧密排列，透镜与黑板呈一定角度安装，能够使黑板被均匀照亮。该LED透镜能够产生均匀照亮黑板的长条形光斑并且发光角度小，光斑边缘无黄斑现象。

Description

一种LED黑板灯透镜
技术领域
本发明涉及LED照明灯具技术领域，具体涉及一种LED黑板灯透镜。
背景技术
LED作为***照明光源以其体积小，功耗低，高亮度，响应速度快等优势成为节能环保的首选光源。由于LED光源为朗伯光源，发光角度大，直接用于照明会造成大量的能量损失。因此要利用二次配光元件对它进行二次配光提高LED光源的利用率。常见的二次配光元件有LED透镜和反光杯。
现有的黑板灯透镜多为小角度，横截面为全内反射透镜轮廓。这种黑板灯透镜体积大，质量大，不利于散热。而且光斑不均匀，矩形光斑边缘有黄斑。为了解决黑板灯透镜体积大，质量大的问题，现有技术中出光面采用两个凹下去的自由曲面。为了解决原有黑板灯透镜边缘有光斑的问题，现有技术将入光面做磨砂处理，在介于两个凹下去的出光面中间的出光面添加圆弧纹理结构，令矩形光斑均匀。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种LED黑板灯透镜，该LED黑板灯透镜能够解决现有黑板灯透镜体积大，质量大，光斑不均匀问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
LED黑板灯透镜，该LED黑板灯透镜包括两个阶梯形鳞甲侧面、第一出光面、第二出光面、自由曲面入光面、入光面、横截面；所述横截面为W型结构，横截面中间上端部设置有第三出光面；所述第三出光面上端设置有第一出光面；所述第三出光面左右两侧设置有第二出光面；所述横截面中间正下端设置有自由曲面入光面；横截面中间下端两侧设置有入光面；横截面左右两侧设置有阶梯形鳞甲；阶梯形鳞甲外设置有阶梯形鳞甲的侧面。
进一步的，所述第一出光面为带有圆弧纹理的非对称出光面；所述第二出光面为向下凹的自由曲面出光面；自由曲面入光面为产生偏光的自由曲面入光面；入光面为带有磨砂的平面入光面；横截面偏光全内反射横截面；所述第三出光面为带有圆弧纹理的非对称出光面。
进一步的，所述横截面上端左右两侧有两个突出的便于装配的长条立方体结构，该长条立方体结构包括六个平面；其中，与两个向下凹的自由曲面出光面相连接的两个平面出光面为磨砂面。
进一步的，LED黑板灯透镜采用PC材料制成。
进一步的，所述阶梯形鳞甲的侧面突出且靠近入光面的棱进行倒圆角处理，每一个阶梯形鳞甲的长度由靠近入光面那侧到靠近第二出光面侧逐渐递减。
进一步的，所述第一出光面被透镜横截面的中垂线分为互不对称的两个部分，两个纹理部分互呈一定角度。
进一步的，所述透镜为注塑工艺成型。
进一步的，该LED制备的光源的发光芯片长度为3.5mm，宽度为2.8mm，高度为0.7mm，所述LED光源结合所述LED黑板灯透镜使用时，将多颗LED光源按照宽度为2.8mm的一边紧密连接排成一排，LED光源的发光面正对着自由曲面入光面。
有益效果：
本发明一种LED黑板灯透镜，LED黑板灯透镜两个平面入光面和一个自由曲面入光面设置为磨砂面，消除LED芯片通过LED黑板灯透镜形成的矩形光斑边缘产生的黄斑现象。
介于LED黑板灯透镜两个凹下去的出光面中间的出光面添加圆弧纹理结构，令矩形光斑均匀。
附图说明
图1是本发明黑板灯透镜的正视图；
图2是本发明黑板灯透镜的左视图；
图3是本发明黑板灯透镜的右视图；
图4是本发明黑板灯透镜的仰视图；
图5是本发明黑板灯透镜的俯视图；
图6是本发明黑板灯透镜的立体结构示意图；
图7是应用本发明黑板灯透镜的黑板灯与黑板之间的装配图；
图8是本发明黑板灯透镜的在黑板上的照度图；
图9是本发明黑板灯透镜的在黑板上的实际光照图；
图10是本发明黑板灯透镜的配光曲线极坐标图。
附图标记如下：
6-横截面；7-阶梯形鳞甲；9-第三出光面；10-第一出光面；13-阶梯形鳞甲侧面；14-
第二出光面；15a-入光面；15b-自由曲面入光面；
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明进行进一步详细的说明。
参见图1，图2，图3，图4，图5和图6本发明一种LED黑板灯透镜，LED黑板灯透镜包括两个带有阶梯形鳞甲的侧面13，一个带有圆弧纹理的非对称出光面9，两个向下凹的自由曲面出光面14，一个带有磨砂且能产生偏光的自由曲面入光面15b，两个带有磨砂的平面入光面15a，两个能够产生偏光全内反射的横截面6，在透镜出光面的左右两侧有两个突出的便于装配的长条立方体结构，该结构包括六个平面，其中，两个平面出光面为磨砂面；
参见图2，图3和图6，阶梯形鳞甲突出的部分靠近入光面的棱进行倒圆角处理7，鳞甲的长度由靠近入光面那侧到靠近出光面那侧逐渐递减。两个带有阶梯形鳞甲的侧面关于透镜纵向横截面的中垂线不对称。两个侧面上的阶梯形鳞甲均从入光侧向出光侧逐渐突出。两个侧面上的阶梯形鳞甲均由半径不同的圆弧构成13。
带有圆弧纹理的非对称出光面被透镜纵向横截面的中垂线分为两个部分，两个纹理部分互呈一定角度9。每个圆弧均由不同的非均匀有理B样条曲线拟合而成10。
LED黑板灯透镜，所述LED黑板灯透镜包括两个带有阶梯形鳞甲的侧面13，一个带有圆弧纹理的非对称出光面10，两个向下凹的自由曲面出光面14，一个带有磨砂且能产生偏光的自由曲面入光面15b，两个带有磨砂的平面入光面15a，两个能够产生偏光全内反射的横截面6。两个产生偏光的全内反射横截面位于整个透镜的两端，将该横截面从一端拉伸向另一端就形成透镜的整体结构。在透镜出光面的两侧有两个突出的便于装配的长条立方体结构，两个带有阶梯形鳞甲的侧面位于整个透镜被拉伸结构的两侧，分别与便于装配的长条立方体结构连接。带有磨砂的自由曲面入光面位于LED光源的正上方，带有圆弧纹理的非对称出光面位于带有磨砂的自由曲面上方，从LED光源发出的小角度的光从带有磨砂的自由曲面入射经带有圆弧纹理的面岀射在黑板中间产生均匀的条形光斑。两个向下凹的自由曲面位于带有圆弧纹理的非对称出光面的两侧，两个带有磨砂的平面入光面位于带有磨砂的自由曲面入光面两侧，从LED光源周围发出的大角度的光经过两个带有磨砂的平面入光面，再经过两个带有阶梯形鳞甲的全内反射面，最后经过两个向下凹的自由曲面出光面在黑板上下边缘产生均匀的产生均匀的光斑。
本发明LED透镜整体结构为由一个全内反射的横截面延其矢量方向拉伸而成；阶梯形鳞甲突出的部分靠近入光面的棱进行倒圆角处理。阶梯形鳞甲的长度由靠近入光面那侧到靠近出光面那侧逐渐递减。带有圆弧纹理的非对称出光面被透镜纵向横截面的中垂线分为两个部分，两个纹理部分互呈一定角度。带有圆弧的出光面中的每个圆弧均由不同的非均匀有理B样条曲线拟合而成。两个带有阶梯形鳞甲的侧面关于透镜纵向横截面的中垂线不对称。两个侧面上的阶梯形鳞甲均从入光侧向出光侧逐渐突出。两个侧面上的阶梯形鳞甲均由半径不同的圆弧构成。
两个向下凹的自由曲面出光面关于透镜纵向横截面的中垂线不对称。
两个平面入光面和一个自由曲面入光面均关于透镜纵向横截面的中垂线不对称，且三个面都经过磨砂处理。
经过磨砂处理的自由曲面入光面由多点控制的非均匀有理B样条曲线拟合而成。
一种LED光源包括：
所述LED发光芯片长度为3.5mm，宽度为2.8mm，高度为0.7mm，所述LED发光芯片位于权利要求1-8任一项所述LED黑板灯透镜带有磨砂的自由曲面和平面入光面内，发光芯片长的一边对应透镜的全内反射横截面，发光芯片短的一边连续排成紧密的一排。
参见图1，本发明实施例还提供了一种LED光源，包括：
所述LED发光芯片长度为3.5mm，宽度为2.8mm，高度为0.7mm，所述LED发光芯片位于权利要求1-8任一项所述LED黑板灯透镜带有磨砂的自由曲面和平面入光面内，发光芯片长的一边对应透镜的全内反射横截面，发光芯片短的一边连续排成紧密的一排。
参见图1，LED芯片的顶端发光面与LED黑板灯的底面对齐，LED芯片的长边与LED黑板灯透镜能够产生偏光全内反射的横截面对齐。LED芯片的短边与LED黑板灯透镜经过拉伸的侧边底边对齐。
参见图7，LED黑板灯由铝壳，PC灯板以及LED黑板灯透镜组成，LED芯片通过黑板灯透镜岀射偏光均匀地照在黑板上。黑板灯出光面距离黑板的水平距离为450mm,垂直距离为500mm,此处黑板的高度为1360mm。
参见图8，LED黑板灯透镜与所提供的LED光源紧密排列成一排整体呈现出的均匀效果照度图。
参见图9，LED黑板灯透镜与所提供的LED光源紧密排列成一排整体呈现出的模拟真实光照均匀效果图。
参见图10，为LED黑板灯透镜纵向与横向的配光曲线，纵向发光角度约14度，略微偏光，横向发光角度约82度。
黑板灯透镜所用材料为PC，采用注塑工艺。
与现有的黑板灯透镜相比，本发明能够消除小角度矩形光斑边缘产生的黄斑，使光斑整体效果更均匀，而且体积小，质量轻，成本低。
对所公开的实施例的上述说明，使本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (8)

1.LED黑板灯透镜，其特征在于，该LED黑板灯透镜包括两个阶梯形鳞甲侧面(13)、第一出光面(10)、第二出光面(14)、自由曲面入光面(15b)、入光面(15a)、横截面(6)；所述横截面(6)为W型结构，横截面(6)中间上端部设置有第三出光面(9)；所述第三出光面(9)上端设置有第一出光面(10)；所述第三出光面(9)左右两侧设置有第二出光面(14)；所述横截面(6)中间正下端设置有自由曲面入光面(15b)；横截面(6)中间下端两侧设置有入光面(15a)；横截面(6)左右两侧设置有阶梯形鳞甲(7)；阶梯形鳞甲(7)外设置有阶梯形鳞甲的侧面(13)。
2.根据权利1要求所述的LED黑板灯透镜，其特征在于，所述第一出光面(10)为带有圆弧纹理的非对称出光面；所述第二出光面(14)为向下凹的自由曲面出光面；自由曲面入光面(15b)为产生偏光的自由曲面入光面；入光面(15a)为带有磨砂的平面入光面；横截面(6)偏光全内反射横截面；所述第三出光面(9)为带有圆弧纹理的非对称出光面。
3.根据权利1要求所述的LED黑板灯透镜，其特征在于，所述横截面(6)上端左右两侧有两个突出的便于装配的长条立方体结构，该长条立方体结构包括六个平面；其中，与两个向下凹的自由曲面出光面(14)相连接的两个平面出光面为磨砂面。
4.根据权利1要求所述的LED黑板灯透镜，其特征在于，LED黑板灯透镜采用PC材料制成。
5.根据权利要求1所述的LED黑板灯透镜，其特征在于，所述阶梯形鳞甲的侧面(13)突出且靠近入光面(15a)的棱进行倒圆角处理，每一个阶梯形鳞甲的长度由靠近入光面(15a)那侧到靠近第二出光面(14)侧逐渐递减。
6.根据权利要求1所述的LED黑板灯透镜，其特征在于，所述第一出光面(10)被透镜横截面(6)的中垂线分为互不对称的两个部分(9)，两个纹理部分互呈一定角度。
7.根据权利要求1所述的LED黑板灯透镜，其特征在于，所述LED黑板灯透镜为注塑工艺成型。
8.一种利用权利要求1-7任一项所述LED黑板灯透镜，其特征在于，该LED黑板灯透镜制成的光源的发光芯片长度为3.5mm，宽度为2.8mm，高度为0.7mm，所述LED光源结合所述LED黑板灯透镜使用时，将多颗LED光源按照宽度为2.8mm的一边紧密连接排成一排，LED光源的发光面正对着自由曲面入光面(15b)。
CN201810163422.9A 2018-02-27 2018-02-27 一种led黑板灯透镜 Pending CN108413354A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810163422.9A CN108413354A (zh) 2018-02-27 2018-02-27 一种led黑板灯透镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810163422.9A CN108413354A (zh) 2018-02-27 2018-02-27 一种led黑板灯透镜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108413354A true CN108413354A (zh) 2018-08-17

Family

ID=63129257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810163422.9A Pending CN108413354A (zh) 2018-02-27 2018-02-27 一种led黑板灯透镜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108413354A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110440190A (zh) * 2019-09-16 2019-11-12 厦门亮而丽光电科技有限公司 一种防眩目黑板灯
CN111503558A (zh) * 2020-04-27 2020-08-07 江苏好视想电子实业有限公司 一种近距安装高均匀度led黑板灯透镜
CN112539361A (zh) * 2020-12-09 2021-03-23 长春希达电子技术有限公司 一种高均匀度黑板灯透镜

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202371633U (zh) * 2011-12-16 2012-08-08 成都派斯光学有限公司 照明用配光透镜及其灯具
CN102954440A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 惠州元晖光电股份有限公司 可用于多芯片半导体led照明的二次配光透镜
CN203068420U (zh) * 2013-02-25 2013-07-17 成都欧盛光电科技有限公司 一种led照明用配光透镜
CN203068422U (zh) * 2013-02-28 2013-07-17 成都欧盛光电科技有限公司 一种led照明用的配光透镜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102954440A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 惠州元晖光电股份有限公司 可用于多芯片半导体led照明的二次配光透镜
CN202371633U (zh) * 2011-12-16 2012-08-08 成都派斯光学有限公司 照明用配光透镜及其灯具
CN203068420U (zh) * 2013-02-25 2013-07-17 成都欧盛光电科技有限公司 一种led照明用配光透镜
CN203068422U (zh) * 2013-02-28 2013-07-17 成都欧盛光电科技有限公司 一种led照明用的配光透镜

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110440190A (zh) * 2019-09-16 2019-11-12 厦门亮而丽光电科技有限公司 一种防眩目黑板灯
CN111503558A (zh) * 2020-04-27 2020-08-07 江苏好视想电子实业有限公司 一种近距安装高均匀度led黑板灯透镜
CN111503558B (zh) * 2020-04-27 2023-07-25 江苏好视想电子实业有限公司 一种近距安装高均匀度led黑板灯透镜
CN112539361A (zh) * 2020-12-09 2021-03-23 长春希达电子技术有限公司 一种高均匀度黑板灯透镜
CN112539361B (zh) * 2020-12-09 2022-12-27 长春希达电子技术有限公司 一种高均匀度黑板灯透镜

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101660621B1 (ko) Led 및 원주 렌즈를 갖춘 조명 기구
CN108413354A (zh) 一种led黑板灯透镜
CN104676489A (zh) 一种景观照明灯反射器及景观照明灯具
CN101886764A (zh) Led面光源装置
CN102080771A (zh) 发光二极管灯具
CN107664279B (zh) 一种led平板灯透镜及led光源
CN101886763B (zh) Led面光源装置
KR101804969B1 (ko) Led 등기구용 렌즈 모듈
CN101684920B (zh) Led路灯光学***
CN201568893U (zh) Led路灯用透镜和led路灯
CN102022650B (zh) Led灯具和led照明设备
CN101240879A (zh) Led路灯光学***
CN101684919A (zh) Led路灯透镜
CN202493951U (zh) 一种led模块化灯
CN202082645U (zh) Led灯具和led照明设备
CN202303205U (zh) 成近似矩形光斑的led二次光学***、led光源化模组及led灯具
CN208107701U (zh) 具有配光功能的led面光源照明模组
CN203464169U (zh) 一种灯具反光器
CN201531821U (zh) Led路灯光学***
CN201391777Y (zh) 一种大功率led灯
CN105090771A (zh) 大角度球泡灯
CN102606930A (zh) 一种led模块化灯
KR20150123633A (ko) 렌즈, 커버부재 및 led조명장치
CN103383087A (zh) 一种led天幕灯
WO2013078576A1 (zh) 一种照度均匀的照明灯

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180817