[发明专利]用于LED室内灯具的透镜及包含该透镜的格栅灯

说明书

技术领域

本发明涉及LED灯技术领域，具体涉及用于LED室内灯具的透镜及包含该透镜的格栅灯。 

背景技术

LED作为新一代照明技术，代替白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金卤灯等传统灯具的趋势日益明显，但由于室内照明直接影响着人们眼睛的健康，所以对室内灯具光的质量的要求比较高，而LED本身发出的光其分布近似为朗伯型，即发光强度随角度变化呈余弦分布，在目标平面上形成的光斑通常是一个不均匀的圆斑：中心处很亮，而在径向衰减很快，所以很不适合直接作光源来使用，而且由于其眩光问题的存在，如果直接作为光源使用，会对眼睛会造成很大的伤害，所以需要对LED做二次配光设计才能作为照明光源使用。 

授权公告号CN 2908987Y的格栅灯设计是利用漫反射膜来解决眩光问题，但光能利用率低，光能损失比较大。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种用于LED室内灯具的透镜及包含该透镜的格栅灯。本发明采用如下技术方案： 

一种LED室内灯具用的透镜，优选地，所述透镜由透明材料制成，透明材料为PC或PMMA。透镜包括入射面及出射面。所述透镜的底面中部设有一供LED安装于其内的凹坑，凹坑的坑壁面是半球面，构成所述的入射面；透镜的外表面是自由曲面，构成出射面。该自由曲面的形状由如下方法确定： 

以过该透镜中心轴的截面为基准面，为建立坐标系，中心轴为Z轴，垂直于中心轴的方向为X轴，因为透镜最终实现的是在目标平面上的均匀圆形光斑，所以可知透镜为中心轴对称形状。因此我们只需要求出自由曲面在XZ平面上所对应的曲线，然后将其绕Z轴旋转一周即可得到所需的自由曲面。 

具体步骤： 

(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。φ的范围为[0，π/2]，I的取值由于所使用的LED而定； 

(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。