專利名稱：一種應用于低位照明的led光源組件及l(fā)ed燈具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于照明領域，具體地說，涉及一種應用于低位照明的LED(發(fā)光二極管) 光源組件及LED燈具。
背景技術：
道路照明是伴隨著道路的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，并從安全性、舒適性、便利性等各方面為 人們的日常交通生活帶來了方便。但現(xiàn)今市面常見的道路路面照明設備基本全部為常規(guī)桿 式道路燈具，隨著科學技術的進步，人們開始發(fā)現(xiàn)常規(guī)桿式道路燈具在許多應用場所具有 較大的局限性。由于常規(guī)桿式道路燈具的燈桿比較高給安裝和維護帶來了許多的不便。在安裝和 維護過程中，工作人員都需要高空作業(yè)，因而存在著一定的人身安全隱患。并且，高空掛置 的照明設備，對其固定設備(主要指路燈燈桿)的抗風、抗震、耐候性能等提出了極為嚴格 的要求，同時也存在著一定的安全隱患，特別是橋梁等應用場所，桿式道路燈具受風力等環(huán) 境因素的影響而產生的震動與振動甚至會對路基體產生破壞性影響。此外，由于眩光給駕駛員帶來的視覺影響，會極大降低人眼的感知舒適性與視覺 識別能力，從而造成交通事故隱患，因此在道路交通照明應用中，在眩光控制方面的要求非 常嚴格，而常規(guī)桿式道路燈具由于照射寬度的要求，出光角度較寬，眩光上很難進行控制。另一方面，還是基于配光技術的局限性，在匝道等特殊的單行、多彎等復雜道路應 用場所，常規(guī)桿式道路燈具由于其泛光照明特性，光路不完全集中在路面上，使路面照明的 引導性達不到需求，造成道路照明盲點，進而易引發(fā)交通事故。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種應用于低位照明的LED光源組 件及LED燈具，針對匝道、高架橋路、通用橋梁、立交橋、輔路、臨時?？柯返炔贿m宜安裝常 規(guī)桿式道路燈具的應用場所，配合其低位安裝以滿足大部分特殊應用場所的照明需求，即 定向發(fā)射且照射范圍廣而且不產生眩光。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種應用于低位照明的LED光源組件，包 括多個安裝于同一 LED基板上的陣列式排布的LED光源單元；所述LED光源單元，包括 光源和罩設在所述光源上的透鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入射的內凹的入光面及一 供該光線出射的出光面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小 兩側，面積較大一側曲面的曲率變化緩于面積較小一側曲面，以此使光線經所述透鏡向該 出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕D。進一步地，該入光面包括至少兩個二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率 沿所述曲面的排列方向單調變化，以此使光線經所述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)?偏轉；其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上二次 曲面的排列方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。進一步地，該入光面包括至少一個形如所述出光面的自由曲面，如為多個所述自 由曲面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個自由曲面的曲率變化的 趨勢一致，以此使光線經所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側偏轉； 其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自由曲面的 曲率變化的趨勢方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲 面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方 向存在一夾角。進一步地，所述透鏡罩設于所述光源上使所述入光面的中心軸與所述光源的光軸 重合，并所述夾角為90度。進一步地，還包括反射器，置于所述透鏡的出光面上曲率變化大的曲面一側，將 該曲面出射的光線反射至另一側；所述透鏡留有卡位，所述反射器放置在所述卡位中；或 者所述反射器與透鏡一起固定在發(fā)光組件的鋁基板或散熱器上。進一步地，所述反射器的反射面為二次曲面或自由曲面，電鍍高反射率材料以獲 得鏡面反射效果或漫反射效果；所述反射器的外表面作蝕紋或磨砂處理以打散其他發(fā)光組 件照射到該外表面的光線。進一步地，所述LED光源組件上的多個LED光源單元呈直線排列；所述透鏡旋轉， 使LED光源單元的透鏡的出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向與所述直線排列方向
具有一夾角。為了解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種應用于低位照明的LED燈具，包括 至少一個LED光源組件；所述LED光源組件，還包括多個安裝于同一 LED基板上的陣列式 排布的LED光源單元；所述LED光源單元，進一步包括光源和罩設在所述光源上的透鏡， 所述透鏡具有一供光源的光線入射的內凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該出光面 為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側，面積較大一側曲面的曲率變 化緩于面積較小一側曲面，以此使光線經所述透鏡向該出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕D。進一步地，該入光面包括至少兩個二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率 沿所述曲面的排列方向單調變化，以此使光線經所述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)?偏轉；其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上二次 曲面的排列方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的 曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。進一步地，該入光面包括至少一個形如所述出光面的自由曲面，如為多個所述自 由曲面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個自由曲面的曲率變化的 趨勢一致，以此使光線經所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側偏轉； 其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自由曲面的 曲率變化的趨勢方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲 面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方 向存在一夾角。與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明所獲得的技術效果本技術方案解決了在匝道、高架橋路、通用橋梁、立交、輔路、臨時?？柯返葢脠鏊贿m宜安裝常規(guī)桿式道路燈具的問題，針對這些特殊的應用環(huán)境專門的進行造型設計、 結構設計、配光設計；針對這些特殊的應用環(huán)境專門的設計多樣化的安裝方式，如嵌入式安 裝、吸掛式安裝等；針對不同的安裝方式進行良好散熱設計；可將光線定向發(fā)射并聚攏，極大地提高光能的利用效率，在實際應用中沿道路方 向，燈具出射的光線應盡量沿著行車方向照射，照射的距離接近兩燈的間距；且重要的是可 避免光線反向射出，以防照射到駕駛員的眼睛，產生眩光等不利因素；另外，在垂直道路方 向，燈具出射的光線可以盡可能多的照向路面，此方向照射的距離接近道路的寬度，提供了 較佳的出射光路，增加路面的光能利用率和路面的縱向和橫向光照均勻度；本技術方案具有合理的結構設計，高強度燈體結構，優(yōu)良的散熱效果，多樣化的安 裝方式，精準的配光設計，高效的透光利用率，確保燈具能在嚴峻特殊的室外環(huán)境下工作， 具有更優(yōu)秀的光學應用性能。


圖1為本發(fā)明的分解結構示意圖；圖2為本發(fā)明的剖面結構示意圖；圖3為本發(fā)明的LED光源單元的示意圖；圖4為本發(fā)明的LED光源組件的分解結構示意圖；圖5為本發(fā)明的LED光源單元的分解結構示意圖；圖6為對應圖5的LED透鏡的不同側面的視圖；圖7為本發(fā)明的光線經過LED透鏡的光路圖。圖8為本發(fā)明的透鏡排布示意圖。圖9為本發(fā)明的加上反射器后的光路圖。圖10為本發(fā)明的燈具照射范圍示意圖。圖11為本發(fā)明實測的配光曲線圖。圖1-5中主要名稱端蓋1、防水墊2、燈體3、LED基板4、LED光源5、LED透鏡6、 反射器7、透光面板8、遮線板9、LED驅動電源10、電器支架11、呼吸器12、防水接頭13。
具體實施例方式以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，藉此對本發(fā)明如何應用 技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據以實施。本發(fā)明的核心構思在于應用于低位照明的LED光源組件，包括多個安裝于同一 LED基板上的陣列式排布的LED光源單元；所述LED光源單元，包括光源和罩設在所述光 源上的透鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入射的內凹的入光面及一供該光線出射的出光 面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側，面積較大一側曲 面的曲率變化緩于面積較小一側曲面，以此使光線經所述透鏡向該出光面上面積最大的曲 面?zhèn)绕D。該入光面包括至少兩個二次曲面或者至少一個形如所述出光面的自由曲面，提 供朝向路面延伸向前方向與向下方向的側照式配光。如圖1、2所示，應用于低位照明的LED燈具，包含端蓋1、防水墊2、燈體3、LED 基板4、LED光源5、LED透鏡6、反射器7、透光面板8、遮線板9、LED驅動電源10、電器支架11、呼吸器12、防水接頭13等。該燈具包含十八顆LED光源5，其中每六顆LED光源5封裝于一塊LED基板4上 形成一個LED光源組件，該燈具一共具有三個LED光源組件，這些LED光源組件共同提供照 明。其中，每顆LED光源5配置有一個LED透鏡6和一個反射器7，LED透鏡6固定在LED 基板4上，反射器7固定在LED透鏡6上，其中，LED透鏡6罩住LED光源5，反射器7裝配 于透鏡6 —側。當然，光源數(shù)量及形成LED光源組件的排布方式也可以是其它數(shù)量及方式， 該光源數(shù)量和/或LED光源組件應用在實際燈具中，一般都按一定的間距規(guī)則排布，但不限 制該光源數(shù)量和/或LED光源組件使用的個數(shù)，本技術方案并不限于此。燈體3為恒定截面拉伸結構，所述截面為U型結構，參考圖1和2。所述LED燈具 水平放置時，所述U型截面的底邊與該底邊的水平投影具有一角度，以配合LED透鏡6實現(xiàn) 和調整朝向路面延伸向前方向與向下方向的配光。LED光源5置于燈體3的拉伸結構中并通過LED基板4緊貼于燈體3中底邊所在 的底面形成熱接觸，所述熱接觸是指高導熱性材料填充接觸，所述底邊所在的底面為所述 拉伸結構中與所述拉伸結構開口相對的內壁平面。遮線板9覆蓋在LED基板4上遮住焊接 線并將其固定在燈體3上。燈體3的U型結構的外壁設有多列散熱鰭片，所述散熱鰭片直 接裸露于外界空氣中。因而在燈體內部形成“LED光源一LED基板一燈體內壁一散熱鰭片 —外界”的良好散熱通道。端蓋1裝配于燈體3的拉伸結構的兩側從而形成一開放的空腔，其中燈體3與端 蓋1通過螺紋機構連接固定，空腔中有LED基板4、LED光源5、LED透鏡6、反射器7和遮線 板9。透光面板8安裝在燈體3上來覆蓋在所述開放的空腔，從而透光面板8與燈體3、端 蓋1將燈體內部圍成一個密閉的空腔。所述端蓋具有位置和/或連接方向不同的安裝部件，如連接孔位等，以適應嵌入 式或吸掛式安裝。具體來說，在端蓋1上延透光面板8側的方向開孔，以適應嵌入式安裝； 在端蓋1上延垂直于透光面板8的方向開孔，以適應吸掛式安裝。LED驅動電源10安置于 燈體3外壁的散熱鰭片外側，并用電器支架11將LED驅動電源10與燈體3連接固定。另外，本實施例為戶外應用燈具，還加設防水墊、防水接頭、密封膠等防水結構，如 將呼吸器12、防水接頭13裝配在燈體3的上鄰近LED驅動電源10的位置，使得整體防護等 級不低于IP65。端蓋1與燈體3之間連接處設置有防水墊2 ；透光面板8與端蓋1、燈體3 之間的連接處使用密封膠密封。在整個燈具的材質部分，所有裸露結構的材質均具備一定的耐腐蝕、抗老化性能。 燈體3采用優(yōu)質的鋁合金材料鋁擠成型，結構堅固、抗震性佳，散熱效果好；端蓋1采用優(yōu)質 的鋁合金壓鑄成型，結構強度高，安裝方便，實用性強；透光面板8采用高強度布紋鋼化玻 璃，有效抑制眩光，結構強度高，抗勞損強，透光面板8內表面為條紋或布紋或磨砂結構，以 進一步降低燈具眩光；反射器7采用反射率較高的白色塑料注塑成型，外表面和內表面采 用不同德的表面處理。減少眩光和光污染，提高光利用率；LED透鏡6采用光學性能優(yōu)越的 透明塑料精密成型，如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)塑料，配光精準，透光 率高。如圖3所示，為LED光源5、與LED光源5搭配的LED透鏡6以及置于該LED透鏡 6之側的反射器7裝配成一個LED光源單元，將若干LED光源單元陣列式排布可以得到LED光源組件。LED光源5的結構形狀并不限制。LED透鏡6留有卡位，反射器7放置在所述卡 位中，或者也可以將反射器7與LED透鏡6用螺絲一起固定在LED基板4上。如圖4所示，將多個LED光源單元裝配到同一 LED基板4上，從而得到一個LED光 源組件。LED光源5安裝在LED基板4上，LED透鏡6和LED反射器7通過卡扣緊密裝配在 一起。再將LED透鏡6安裝在LED基板4上并罩住LED光源5從而將LED透鏡6、LED反射 器7、LED光源5和LED基板4裝配在一起。以下詳細討論由LED光源5、LED透鏡6和反射器7構成的LED光源單元的實現(xiàn)。首先，對LED透鏡6進行說明。為了提供較佳的出射光路，增加路面的光能利用率 和路面的縱向和橫向光照均勻度，LED透鏡6具有一供光源入射的內凹的入光面及一供該 光線出射的出光面，通過設計出光面和入光面的不同軸向結構，使通過所述兩個面的光向 指定的空間方向偏轉。大體上可以由以下兩種方案實現(xiàn)第一方案一該入光面包括至少兩個二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲 率沿所述曲面的排列方向單調變化；該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲 面分為大小兩側，面積較大一側曲面的曲率變化緩于面積較小一側曲面；以此使光線經所 述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃霸摮龉饷嫔厦娣e最大的曲面?zhèn)绕D；其中，所述透鏡罩住光源時應盡量保證所述入光面的中心軸(即相當于下面的實 施例中Z軸)穿過所述光源位置(即相當于下面的實施例中0點)；所述分界線，為一平行 于入光面上二次曲面的排列方向(排列方向在下面的實施例中即相當于X軸方向，當為多 個二次曲面時，其排列也為在X軸方向上排列延伸)并包含入光面的中心軸的平面在所述 出光面上的投影；在透鏡一體成型時可根據所期望的出射光線的偏折方向，使出光面上自 由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影(即相當于下面的實施例中Y軸方向)與 入光面上二次曲面的排列方向存在一對應夾角。第二方案一該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩 側，面積較大一側曲面的曲率變化緩于面積較小一側曲面；該入光面包括至少一個形如所 述出光面的自由曲面，如為多個所述自由曲面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的 排列方向各個自由曲面的曲率變化的趨勢一致(即每個自由曲面在排列方向上都是同一 方向側的曲面的面積較大且曲率變化平緩，另一方向側的曲面的面積較小且曲率變化急 促)；以此使光線經所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側及該出光面 上面積最大的曲面?zhèn)绕D；其中，所述透鏡罩住光源時應盡量保證所述入光面的中心軸(即相當于下面的實 施例中Z軸)穿過所述光源位置(即相當于下面的實施例中0點)；所述分界線，為一平行 于入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向(當為多個自由曲面時也就是曲面排列方向， 在下面的實施例中即相當于X軸方向)并包含入光面的中心軸的平面在所述出光面上的投 影；在透鏡一體成型時可根據所期望的出射光線的偏折方向，使出光面上自由曲面的曲率 變化的趨勢方向在水平面上的投影(即相當于下面的實施例中Y軸方向)與入光面上自由 曲面的曲率變化的趨勢方向存在一對應夾角。因為上述兩種主要的實現(xiàn)方式原理相同，因此以下僅以第一方案中內凹入光面包 括兩個二次曲面為例進行描述，其他實現(xiàn)方式，如內凹入光面包含多個二次曲面或至少一 個自由曲面的結構，就不再一一贅述。另外，上述夾角根據需要設置，在本方案的實施例中，為了描述方便，僅以X軸與Y軸呈90度角進行描述，但是本方案并不限于此。以第一方案中內凹入光面包括兩個二次曲面為例對LED透鏡6進行說明。為方便后續(xù)描述，此處引入一立體直角坐標系，如圖5所示，其中X軸對應于LED 透鏡6的寬度方向(即左右方向)，Y軸對應于LED透鏡6的長度方向(即前后方向)，Z軸 對應于LED透鏡6的高度方向(即上下方向)，同時，Z軸也是LED光源5的光軸。以LED 光源5的光軸(Z軸)為基準，LED透鏡6罩設于LED光源5上且LED透鏡6的內凹入光面 的中心軸與LED光源5的光軸重合，即使得LED透鏡6的內凹入光面的中心軸也為Z軸。可 以改變除透鏡入光面與出光面以外的外圍結構以便固定反射器。圖6為對應圖5的LED透鏡6的不同側面的視圖，參照圖6c，其中Ia為出光面， 但該出光面Ia并不像傳統(tǒng)的透鏡出光面一樣是一整塊球形曲面，也不是由多塊曲面平滑 連接而成，此曲面是由多個離散點擬合為曲線(一般稱為母線)再轉換成曲面的，實際上它 是自由曲面。參照圖6a、6b和6c，該出光面Ia關于Y軸對稱。以原點為中心，選取X軸和 Z軸構成的平面與出光面Ia的相交線為分界線，該出光面被所述分界線分成大小兩部分，Y 軸的正方向曲面面積較大且曲率變化較為緩慢，Y軸負方向的曲面面積較小且曲率變化較 快，這樣做的目的是讓光線盡量偏向Y軸的正半軸，即射向行車方向(參見圖11)。如圖6b所示，Y方向的截面，任一角度的光線入射到LED透鏡6的入光面后，進入 LED透鏡6的光線的角度小于入射光線，即此入光面對光線起到朝Y軸的正方向側略微發(fā)散 的作用。對于出光面，光線行進至出光面時由于光線是由介質傳向空氣，因而出射角大于 入射角(此入射角為入光面的出射角)，位于中心軸左側(Y軸正方向側)的曲率變化緩慢 的曲面的面積較大，所以絕大部分光線都是經過曲率變化緩慢的曲面折射向Y軸的正方向 側偏轉，并略微發(fā)散。注意，要保證內凹入光面的中心軸(點劃線)與發(fā)光二極管的光軸(點劃線)重
I=I O圖6中入光面是由兩個曲率大小不同的二次曲面加、213沿X軸的方向平滑連接而 成，參照圖6d和6e，該入光面關于X軸對稱，處于X軸正方向的曲面2b曲率小于處于X軸 負方向的曲面加，這樣做的目的是讓光線盡量偏向X軸的負半軸，即光線向下偏，射向路面 (參見圖11)。如圖7a所示，X方向的截面，當任一角度的光線入射到LED透鏡6的入光面時，由 于光線是由空氣傳向介質，出射角小于入射角。入光面上，曲率較小的曲面位于X軸正方向 側，二次曲面上絕大部分的曲面(圖7a中圈出的部分)，其上任意一點的法線方向指向左上 方(X軸正方向側)，從而絕大部分光線將向X軸的負方向側偏折。對于出光面，由于光線是由介質傳向空氣，出射角大于入射角(此入射角為入光 面的出射角)，此時中心軸左側的絕大部分出射光線更多向X軸負方向側偏轉，中心軸右側 的絕大部分出射光線更多向X軸正方向側偏轉，中心軸右側的出射光線偏轉較中心軸左側 的出射光線更多；整體來說，對經過LED透鏡6的出射光線起到向中心軸微微聚攏的效果。由于本燈具適用于1. 5米以下的低位安裝高度，因而LED透鏡6的設計應根據需 求使出射光線的偏轉角度不應過大，否則可能無法照射到整個路面?；谝陨咸攸c，所述 LED透鏡6通過折射、全反射的方式對由LED光源5發(fā)出的光線進行整合，重新分配出射光
9線的光路。使絕大部分光線沿行車方向出射，同時，在垂直道路平面內上光線須向路面?zhèn)绕?轉，以利于將更多的光投射到路面(參見圖11)。根據實際需要可以將LED透鏡6旋轉適當?shù)慕嵌龋话闶姑總€LED光源單元的LED 透鏡6的Y軸方向與整個LED光源組件的LED光源單元的排列方向有一 5 10度的夾角。 如圖8所示，此夾角根據燈具的安裝距離來調節(jié)。LED透鏡6和LED反射器7配合使用來提 供較佳的出射光路，增加路面的光能利用率和路面的縱向和橫向光照均勻度。下面，對反射器7進行說明。如圖9所示，所述反射器7安裝在LED透鏡6上且位 于LED透鏡6出光面的Y軸負方向側的曲面一側，反射器7的卡位與LED透鏡6的卡槽緊 密配合方便產品組裝。為了減少眩光和光污染，反射器7的內表面(反射面)為二次曲面或自由曲面，可 電鍍高反射率材料以獲得鏡面反射效果或漫反射效果，若使用反射率較高的白色塑料則其 內表面可不作處理。其作用是將Y軸負方向(透鏡出光面較小曲面)的光線反射至Y軸正 方向，此部分光線將沿行車方向出射，不僅減少了眩光還極大地提高了光能的利用效率。針對圖8的多個LED光源單元的排列方式，反射器7的外表面可能會對排列在其 后面的LED光源單元出射的光線造成反射，從而造成眩光等不利因素。為了減少或弱化此 種不利因素，所述反射器7的外表面必須做蝕紋或磨砂等處理以打散來自后一 LED光源單 元照射到該外表面的光線，但是該外表面并無固定外形。當然，如果燈具的LED光源單元的 間距足夠大也可不做蝕紋或磨砂等處理。另外，參見圖10a，沿道路方向的俯視圖，燈具出射的光線盡量沿著行車方向照射， 照射的距離接近兩燈的間距；且重要的是可避免光線反向射出，以防照射到駕駛員的眼睛， 產生眩光等不利因素；另外，參見圖10b，在垂直道路方向，燈具出射的光線可以盡可能多 的照向路面，此方向照射的距離接近道路的寬度。對燈具的實際測試的配光參見圖11。所 述LED光源單元在一般情況下成對使用，即分為安裝在道路左側和右側。相對安裝的兩種 LED光源單元除透鏡的入光面不同外(入光面的形狀相對)，其余部分均相同，裝配與固定 方式也相同。為了方便裝配，還可以對LED透鏡6本體進行修改，該結構只需將LED透鏡6 卡在LED基板4上，操作方便，大大提高組裝效率。上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應當理解本發(fā)明 并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識 進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā) 明所附權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種應用于低位照明的LED光源組件，其特征在于，包括多個安裝于同一 LED基板 上的陣列式排布的LED光源單元；所述LED光源單元，包括光源和罩設在所述光源上的透 鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入射的內凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該出 光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側，面積較大一側曲面的曲 率變化緩于面積較小一側曲面，以此使光線經所述透鏡向該出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕?轉。
2.如權利要求1所述的LED光源組件，其特征在于，該入光面包括至少兩個二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率沿所述曲面的 排列方向單調變化，以此使光線經所述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)绕D；其中，該 入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上二次曲面的排列方向 并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢 方向在水平面上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。
3.如權利要求1所述的LED光源組件，其特征在于，該入光面包括至少一個形如所述出光面的自由曲面，如為多個所述自由曲面，所述自 由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個自由曲面的曲率變化的趨勢一致，以此 使光線經所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側偏轉；其中，該入光面 的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢 方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的 趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向存在一夾角。
4.如權利要求2或3所述的LED光源組件，其特征在于，所述透鏡罩設于所述光源上使所述入光面的中心軸與所述光源的光軸重合，并所述夾 角為90度。
5.如權利要求2或3所述的LED光源組件，其特征在于，還包括反射器，置于所述透鏡的出光面上曲率變化大的曲面一側，將該曲面出射的光 線反射至另一側；所述透鏡留有卡位，所述反射器放置在所述卡位中；或者所述反射器與 透鏡一起固定在發(fā)光組件的鋁基板或散熱器上。
6.如權利要求2或3所述的LED光源組件，其特征在于，所述反射器的反射面為二次曲面或自由曲面，電鍍高反射率材料以獲得鏡面反射效果 或漫反射效果；所述反射器的外表面作蝕紋或磨砂處理以打散其他發(fā)光組件照射到該外表 面的光線。
7.如權利要求2或3所述的LED光源組件，其特征在于，所述LED光源組件上的多個LED光源單元呈直線排列；所述透鏡旋轉，使LED光源單元 的透鏡的出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向與所述直線排列方向具有一夾角。
8.一種應用于低位照明的LED燈具，其特征在于，包括至少一個LED光源組件；所述 LED光源組件，還包括多個安裝于同一 LED基板上的陣列式排布的LED光源單元；所述LED 光源單元，進一步包括光源和罩設在所述光源上的透鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入 射的內凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線 將該自由曲面分為大小兩側，面積較大一側曲面的曲率變化緩于面積較小一側曲面，以此 使光線經所述透鏡向該出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕D。
9.如權利要求8所述的LED燈具，其特征在于，該入光面包括至少兩個二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率沿所述曲面的 排列方向單調變化，以此使光線經所述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)绕D；其中，該 入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上二次曲面的排列方向 并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢 方向在水平面上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。
10.如權利要求8所述的LED燈具，其特征在于，該入光面包括至少一個形如所述出光面的自由曲面，如為多個所述自由曲面，所述自 由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個自由曲面的曲率變化的趨勢一致，以此 使光線經所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側偏轉；其中，該入光面 的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢 方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的 趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向存在一夾角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于低位照明的LED光源組件及LED燈具，其中，所述LED光源組件，包括多個安裝于同一LED基板上的陣列式排布的LED光源單元；所述LED光源單元，包括光源和罩設在所述光源上的透鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入射的內凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側，面積較大一側曲面的曲率變化緩于面積較小一側曲面，以此使光線經所述透鏡向該出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕D。本發(fā)明可將光線定向發(fā)射并聚攏，極大地提高光能的利用效率，針對特殊的應用環(huán)境專門的設計多樣化的安裝方式，針對不同的安裝方式進行良好散熱設計。
文檔編號F21W131/103GK102109132SQ20101062333
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者梁毅 申請人:北京朗波爾光電股份有限公司