專利名稱：Led燈具的出光透鏡模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燈具出光透鏡，適用于大功率、高亮度的發(fā)光二極管(LED) 作為光源時(shí)所使用的出光透鏡，屬于光學(xué)和半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，采用大功率、高亮度LED作為白光光源的一些照明燈具，如室內(nèi)節(jié)能燈、筒燈、杯燈、射燈和投光燈等，要求LED的出光是一定形狀的聚焦光束，這樣的聚焦光束必須在出光口配置專門設(shè)計(jì)的光學(xué)出光透鏡才能形成?，F(xiàn)有技術(shù)中，這種出光透鏡大多采用玻璃或者高硬度透明樹脂材料制作，其出光面為光滑的平面或者曲面。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)LED光線穿過這種出光透鏡時(shí)，照射面積周圍往往存在不均勻的光斑，中心和四周的照度差異明顯，同時(shí)出光角度固定不可調(diào)整，對(duì)LED光源產(chǎn)品的質(zhì)量構(gòu)成較大影響。造成這種現(xiàn)象的原因是光源透鏡的反射面和出射面無磨砂或鍍膜處理，當(dāng)LED光束通過出光透鏡光滑的出光面時(shí)，光斑周圍往往產(chǎn)生差異，使得LED的出光面均勻性不好。目前，盡管人們了解影響LED光源質(zhì)量的主要原因，但是由于現(xiàn)有加工工藝復(fù)雜、 成本較高，而且安裝和維修也不方便，所以難以克服上述幾方面的弊端，因此要提高LED光源的出光質(zhì)量必須尋找新的技術(shù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提出一種LED燈具的出光透鏡模組，通過對(duì)出光透鏡出光面的改進(jìn)，調(diào)整透鏡的出光角度，以及可拆卸的安裝結(jié)構(gòu)，以便消除LED燈具出光面積內(nèi)周圍存在的光斑或光暈，得到符合實(shí)際照射面積的光源，從而提高LED燈具的出光質(zhì)量，為大功率LED照明燈具的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。本實(shí)用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)LED燈具的出光透鏡模組，包括相組合的出光透鏡模組基座及內(nèi)置其中的透鏡本體，所述透鏡本體通過出光透鏡模組基座裝接固定在光源腔內(nèi)，其特征在于所述透鏡本體設(shè)有一圓柱形腔體，所述圓柱形腔體底部裝配并固定LED光源；所述圓柱形腔體頂部設(shè)置有朝向LED光源為凸球形的聚光帽，其中所述聚光帽的出光面上形成為粗糙結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述聚光帽的出光面上形成全表面或局部區(qū)域的粗糙結(jié)構(gòu)，所述粗糙結(jié)構(gòu)為磨砂狀的粗糙面、具有半球狀密集點(diǎn)坑的粗糙面、具有半球狀密集凸起的粗糙面或具有徑向分布的同心圓波紋狀的粗糙面中的一種。且所述透鏡本體圓柱形腔體的內(nèi)表面為磨砂結(jié)構(gòu)或涂設(shè)有增光層。進(jìn)一步地，所述透鏡本體的外形為圓臺(tái)形、圓柱形、球臺(tái)形、棱臺(tái)形之一，且其內(nèi)設(shè)的圓柱形腔體及聚光帽的大小與LED光源的體積和高度匹配可調(diào)。進(jìn)一步地，所述出光透鏡模組基座及其內(nèi)置的透鏡本體的透光率95%以上，其中所述出光透鏡模組基座表面具有一個(gè)以上通孔，且所述每一個(gè)通孔的周緣均呈臺(tái)階結(jié)構(gòu)， 所述透鏡本體插接于通孔中，且與臺(tái)階結(jié)構(gòu)嵌接固定。[0010]進(jìn)一步地，所述出光透鏡模組基座設(shè)有一用于裝配及固定基座的支架，所述支架端部設(shè)有定位柱，且所述定位柱長(zhǎng)度上超出所述透鏡本體。本實(shí)用新型對(duì)LED燈具的出光透鏡模組進(jìn)行改進(jìn)，通過合理的加工處理，使得出光面表面粗糙化并產(chǎn)生漫反射，將滿足全反射定律的光束改變方向，減少了內(nèi)反射，有效消除了 LED光束光斑和光暈，加強(qiáng)出光面積，有效增強(qiáng)出射光線的均勻度。另一方面，這種組合結(jié)構(gòu)方式是在規(guī)定的幾何尺寸限度內(nèi)進(jìn)行，出光透鏡本體外觀形狀可以改變，光源腔體內(nèi)表面的高度和形狀也可以替換和改變，而透射率沒有受到的影響，為快速組裝提供了便利，提高大功率LED光源的配光性能。
圖1是本實(shí)用新型LED燈具出光透鏡模組裝配后的立體外觀示意圖；圖2是圖1所示出光透鏡模組的剖面示意圖；圖3a、;3b、3C、3d是本實(shí)用新型透鏡本體四種、具不同代表性特征的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示的一種LED燈具的出光透鏡模組裝配完成后一實(shí)施例的立體外觀結(jié)構(gòu)示意圖，在現(xiàn)有技術(shù)中，出光透鏡為一整體式結(jié)構(gòu)，出光角度也是固定不變的，透鏡體與燈具光源腔唯一裝配位置，透鏡的出光面也是光滑表面，因此在光線聚焦反射后出現(xiàn)光斑或光暈現(xiàn)象，影響了發(fā)光質(zhì)量。本技術(shù)方案通過對(duì)透鏡的出光面進(jìn)行改進(jìn)，透鏡本體獨(dú)立替換，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，出光角度可以改變，而且出光面具有粗糙表面，可以很好地消除上述缺陷，提高LED白光光源的出光質(zhì)量。該結(jié)構(gòu)主要包括出光透鏡模組基座1和內(nèi)置其中的透鏡本體2，其特別設(shè)計(jì)之處在于出光透鏡模組基座1表面具有若干個(gè)用于安裝透鏡本體2 的通孔(未圖示)，通孔的周緣均呈臺(tái)階結(jié)構(gòu)，透鏡本體2通過透鏡模組基座1的通孔臺(tái)階結(jié)構(gòu)固定于燈體的光源腔內(nèi)。此外，該出光透鏡模組基座1還設(shè)有一用于裝配及固定基座的支架12，該支架12端部還設(shè)有長(zhǎng)度上超出所述透鏡本體定位柱11，定位柱11通過與之配套的定位孔固定于燈具的凹槽內(nèi)(未圖示)。再如圖3a所示，該內(nèi)置的透鏡本體2設(shè)有一用于裝配及固定光源的圓柱形腔體21，該圓柱形腔體底部貼設(shè)固定有LED光源3，且圓柱形腔體頂部設(shè)有朝向LED光源3呈凸出球形的聚光帽22。另外，該透鏡本體2與出光透鏡模組基座1之間的連接結(jié)構(gòu)不限于嵌入式壓扣連接式結(jié)構(gòu)，其還可為其它可拆卸式連接結(jié)構(gòu)。該出光透鏡模組基座1及其透鏡本體2的出光面均具有粗糙表面，其中該透鏡本體2通常其形狀可以為圓臺(tái)形、圓柱形、球臺(tái)形、棱臺(tái)形其中之一(如圖3a至3d所示)，并且透鏡本體2內(nèi)表面可設(shè)有增光涂層或者磨砂處理；該內(nèi)置的透鏡本體2的圓柱形腔體及球形聚光帽的大小都可以隨光源的體積和高度調(diào)整，即使得透鏡的出光角度可調(diào)整。該出光透鏡模組基座和透鏡本體由透光率在95%以上的玻璃、樹脂或PC材料的混合物制成，不僅防碎、防塵、抗老化，而且具有磨砂效果，出光均勻柔和，無眩光，出光率高，加工方式簡(jiǎn)單， 安全可靠。出光面粗糙部分既可以是整個(gè)出光面表面，也可以是局部區(qū)域，粗糙表面的具體設(shè)置加工工藝可以采用噴砂、模壓、壓印或者化學(xué)蝕刻等多種方式。粗糙表面的設(shè)置有多種方式，比較簡(jiǎn)單的一種方式是將整個(gè)表面做成磨砂面，加工以后粗糙的出光面呈磨砂狀態(tài)。 透鏡材料的電光特性不受損傷，透鏡的透射率不低于原數(shù)值的95%，使用這種出光透鏡可
4以很好地消除影響發(fā)光質(zhì)量的眩光問題。此外，該粗糙表面結(jié)構(gòu)可以是磨砂狀態(tài)的粗糙面，或者是具有密集分布的半球狀點(diǎn)坑的粗糙面，或者是具有密集分布的半球狀突起的粗糙面；還可以是具有徑向分布的同心圓波紋狀態(tài)的粗糙面。綜上所述，上述LED燈具的出光透鏡模組與單一固定式出光透鏡相比，具有明顯的可替換性優(yōu)勢(shì)，而且具有光色柔和、出光均勻、角度可調(diào)整、安裝替換方便等特性。廣泛適用LED室內(nèi)照明燈具的配光優(yōu)選配套產(chǎn)品。因此，本實(shí)用新型是提高大功率LED光源發(fā)光質(zhì)量的有效措施，對(duì)于采用多角度配光配置的LED燈具有著很好的應(yīng)用前景。上述組合方式是本實(shí)用新型LED燈具的出光透鏡模組的優(yōu)選實(shí)施方式，在本領(lǐng)域內(nèi)對(duì)該技術(shù)方案進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包括在本專利申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.LED燈具的出光透鏡模組，包括相組合的出光透鏡模組基座及內(nèi)置其中的透鏡本體， 所述透鏡本體通過出光透鏡模組基座裝接固定在光源腔內(nèi)，其特征在于所述透鏡本體設(shè)有一圓柱形腔體，所述圓柱形腔體底部裝配并固定LED光源；所述圓柱形腔體頂部設(shè)置有朝向LED光源為凸球形的聚光帽，其中所述聚光帽的出光面上形成為粗糙結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的出光透鏡模組，其特征在于所述聚光帽的出光面上形成全表面或局部區(qū)域的粗糙結(jié)構(gòu)，所述粗糙結(jié)構(gòu)為磨砂狀的粗糙面、具有半球狀密集點(diǎn)坑的粗糙面、具有半球狀密集凸起的粗糙面或具有徑向分布的同心圓波紋狀的粗糙面中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的出光透鏡模組，其特征在于所述透鏡本體圓柱形腔體的內(nèi)表面為磨砂結(jié)構(gòu)或涂設(shè)有增光層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的出光透鏡模組，其特征在于所述透鏡本體的外形為圓臺(tái)形、圓柱形、球臺(tái)形、棱臺(tái)形之一，且其內(nèi)設(shè)的圓柱形腔體及聚光帽的大小與LED 光源的體積和高度匹配可調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的出光透鏡模組，其特征在于所述出光透鏡模組基座及其內(nèi)置的透鏡本體的透光率95%以上，其中所述出光透鏡模組基座表面具有一個(gè)以上通孔，且所述每一個(gè)通孔的周緣均呈臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述透鏡本體插接于通孔中，且與臺(tái)階結(jié)構(gòu)嵌接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具的出光透鏡模組，其特征在于所述出光透鏡模組基座設(shè)有一用于裝配及固定基座的支架，所述支架端部設(shè)有定位柱，且所述定位柱長(zhǎng)度上超出所述透鏡本體。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種LED燈具的出光透鏡模組，包括出光透鏡模組基座和內(nèi)置其中的透鏡本體，采用組合安裝設(shè)計(jì)的透鏡本體，使得透鏡的出光角度可調(diào)整，特別在透鏡本體內(nèi)表面及其聚光帽的出光面設(shè)為粗糙面或增光膜，減少了內(nèi)反射，加強(qiáng)出光面積，有效增強(qiáng)了出射光線的均勻度，提高大功率LED光源的配光性能。同時(shí)為快速組裝提供了便利，有利于更廣泛地將LED節(jié)能燈的特殊性能推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F21V5/04GK202048501SQ20112000625
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者孫建國 申請(qǐng)人:南京漢德森科技股份有限公司