一種非對稱配光led防爆燈具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種非對稱配光LED防爆燈具，由由燈蓋，燈體，帶散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源，超環面復合透鏡，鋼化玻璃保護罩，面板構成，大功率多芯片封裝白光LED光源由大功率LED芯片排列構成，并帶有散熱支架，位于燈體的底部，燈體后端連接燈蓋，前端依次設置超環面復合透鏡、鋼化玻璃保護罩和面板。超環面復合透鏡由非球面、錐面，非球面全反射表面、超環面陣列面配合構成，非球面、錐面，非球面全反射表面對LED光源發出的寬光束進行收集調整，最后通過超環面陣列面實現光通量的合理分配，進行非對稱配光。整個防爆燈具效率高，成本低，使用壽命長，通過優化超環面復合透鏡參數，可實現x，y兩個方向光斑的壓縮比在0.1～0.6可調。
【專利說明】一種非對稱配光LED防爆燈具
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于大功率LED防爆燈的【技術領域】，具體涉及一種非對稱配光LED防 爆燈具。
【背景技術】
[0002] 我國煤礦、石油、化工和船舶等需要防爆照明的場所至今仍在使用傳統金鹵燈或 白熾燈作為主要光源，不僅費電，而且燈具和光源溫度高、易破碎、顯色性差、照度低、壽命 短，LED光源以其高效、節能、長壽命等優點得到了廣泛應用。根據試驗驗證及照明燈具現 場測試，在相同的照度情況下，采用LED光源的照明燈具將實現較普通照明燈具直接節約 電能達到60%以上。
[0003] LED防爆燈具的光學系統設計對LED防爆照明的普及以及真正實現綠色照明起 了至關重要的作用，無論是傳統還是現在的LED防爆燈，多采用對稱配光方式，形成圓形光 斑，如果提高工作面照度值，燈具將選用較小的角度，造成照明區域明顯的光斑；如果提高 均勻度只能選用較大角度，但較大的角度又會造成工作面照度值過低，而且對稱配光，在對 通道，巷道，泵房等狹長區域照明時，不僅會對一些不用區域照明，還容易造成光污染。
[0004] 隨著LED光源防爆燈領域應用，設計開發一種非對稱配光LED防爆燈具可有效解 決上述問題，對LED在特種照明領域未來的發展尤為重要。
【發明內容】
[0005] 為了解決大功率LED在現有的特種照明應用技術中存在配光不合理，照明效果不 佳以及光污染問題，本實用新型旨在提供一種非對稱配光LED防爆燈具解決方案，通過合 理的機械結構和光學系統，提高燈具的整體光效，實現合理的光分布，降低能耗。
[0006] 所述的一種非對稱配光LED防爆燈具，由燈蓋（1)，燈體（2)，帶散熱支架的大功率 多芯片封裝白光LED光源（3)，超環面復合透鏡（4)，鋼化玻璃保護罩（5)，面板（6)構成，帶 散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源（3)由相應的大功率LED陣列排列構成，設置 在燈體（2)底部，燈體（2)后端連接燈蓋（1)，燈體（2)前端依次連接超環面復合透鏡（4)、 鋼化玻璃保護罩（5)，面板（6)。
[0007] 所述的一種非對稱配光LED防爆燈具，其特征在于超環面復合透鏡（4)由非球面 a、錐面b，非球面全反射表面c、超環面陣列面d配合構成。
[0008] 所述的一種非對稱配光LED防爆燈具，其特征在于超環面復合透鏡（4)，由一組超 環陣列面d構成，陣列面的外形為4-6個邊所構成的正多邊形，每個邊的長度為5-10mm。
[0009] 本實用新型可實現的效益為：
[0010] 1、采用超環面復合透鏡⑷，利用它的全反射表面c，對LED陣列光源發出的寬光 束的進行收集和調整，將光線角度調整到±10度到±20度范圍；利用超環陣列面d，對LED 發光強度進行合理分配，實現非對稱配光；
[0011] 2、整個防爆燈具效率高，成本低，使用壽命長，通過優化超環面復合透鏡參數，可 實現X，y兩個方向光斑的壓縮比在0. 1?0. 6可調
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 下面結合附圖及實施案例對本實用新型作進一步說明。
[0013] 圖1為本實用新型主體結構示意圖；
[0014] 圖2為光路原理圖；
[0015] 圖3為超環面復合透鏡結構示意圖；
[0016] 圖4為超環陣列面結構單元示意圖；
[0017] 圖5為實施案例的發光強度分布圖；
[0018] 附圖中：1_燈蓋、2-燈體、3-帶散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源、4-超 環面復合透鏡、5-鋼化玻璃保護罩、6-面板、a-非球面、b-錐面、c-非球面全反射表面、 d-超環陣列面。
【具體實施方式】
[0019] 以下結合附圖對本實用新型專利作進一步說明，并給出【具體實施方式】。
[0020] 如圖1所示，本實用新型主體包括燈蓋（1)，燈體（2)，帶散熱支架的大功率多芯片 封裝白光LED光源（3)，燈體（2)與帶散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源（3)的散 熱支架相連，將帶散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源（3)產生的熱量散走，使整個 燈具工作在合適的溫度范圍，提高整個燈具的使用壽命。燈體（2)前端依次連接超環面復 合透鏡（4)，鋼化玻璃保護罩（5)和面板（6)。光路原理圖如圖2所示。
[0021] 由于帶散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源（3)發出的光一般為寬角度， 角度小的光線光強較強，隨著角度增大逐漸減弱，本發明使用超環面復合透鏡（4)，對LED 光源所發出的光線進行分角度范圍調整。對于小于30度的光線，先經過超環面復合透鏡 (4)的非球面a折射后，再經過超環面陣列面d，在目標面上形成一定的照度分布；對于小于 30度的光線，先經過錐面b折射，再經過非球面全反射面c反射，最后經過超環面陣列面d 出射，在目標面上形成一定的照度分布。
[0022] 實施案例：
[0023] 與帶散熱支架的大功率多芯片封裝白光LED光源（3)為3X2陣列LED，每個LED 發光芯片為ImmX 1mm，總功率為6W，涂覆熒光粉后，硅膠封裝，可看作直徑為6mm的發光 面，半強度角為120度。超環面復合透鏡（4)由4個基本面構成，如圖3所示，a為球面，曲 率半徑為8mm, b為錐面,錐角為12度，c為復合拋物面，面形軌跡方程為4 = ，L = a' (1+sin Θ Jcot Θ ysin Θ i = (a+a' )cot Θ p f = a' （1+sin Θ J，其中的參數設置為： a = 22.5mm, a' = 8mm, =6° ,d為超環陣列面，單元結構如圖4所示，每個超環單元 為正方形，邊長為5_，超環面的形成是通過定義一個Y-Z平面的曲率，然后將此曲率繞一 條平行于Y軸并與Z軸相交的軸線旋轉。Y-Z平面的曲線為 ：
[0024] Z =--Cy = + o^y2 + a2y4 + a3y6 + a4y8 l + Vl-(l + K)C2y
[0025] 其的參數設置為：C = -0· 05mm_l，K = 0, a i = -7, a i = 2. 3e_5, a i = 3. 5e_7， a i = -5. le-8燈具的發光強度分布如圖5所示，在發光強度曲線上可以看出，光束在兩個 相互垂直的方向上的角度分別是±35度和±-65度，實現非對稱配光。
【權利要求】
1. 一種非對稱配光LED防爆燈具，由燈蓋（1)，燈體（2)，帶散熱支架的大功率多芯片 封裝白光LED光源（3)，超環面復合透鏡（4)，鋼化玻璃保護罩（5)，面板（6)構成，帶散熱支 架的大功率多芯片封裝白光LED光源（3)由相應的大功率LED陣列排列構成，設置在燈體 (2)底部，燈體（2)后端連接燈蓋（1)，燈體（2)前端依次連接超環面復合透鏡（4)、鋼化玻 璃保護罩（5)，面板（6)。
2. 根據權利要求1所述的一種非對稱配光LED防爆燈具，其特征在于超環面復合透鏡 (4)由非球面a、錐面b、非球面全反射表面c、超環面陣列面d配合構成。
3. 根據權利要求1所述的一種非對稱配光LED防爆燈具，其特征在于超環面復合透鏡 (4)，由一組超環陣列面d構成，陣列面的外形為4-6個邊所構成的正多邊形，每個邊的長度 為 5~1Ommη
【文檔編號】F21V25/12GK203907282SQ201420249499
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】黃來波, 李曉艷, 吳偉丹, 陳亮, 鄒細勇, 石巖, 楊凱, 金尚忠 申請人:寧波燎原燈具股份有限公司