大角度出光透鏡的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及大角度出光透鏡。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)大角度范圍出光的大角度出光透鏡。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：大角度出光透鏡，包括透鏡本體，透鏡本體包括第一本體及第二本體，第一本體的底部與第二本體的頂部緊密連接，第一本體中設(shè)有喇叭形通孔，喇叭形通孔的大口端設(shè)于第一本體頂部，喇叭形通孔的小口端設(shè)于第一本體的底部，第一本體底部的口徑大于其頂部的口徑；第二本體為鋸齒狀母線繞透鏡本體中心軸旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的軸對稱結(jié)構(gòu)，第二本體整體呈從底部到其頂部傾斜狀態(tài)，第二本體中設(shè)有中心通孔，中心通孔與喇叭形通孔同軸，第二本體底部的口徑大于其頂部的口徑。本實(shí)用新型適用于照明系統(tǒng)。
【專利說明】大角度出光透鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種LED照明透鏡，尤其是涉及一種大角度出光透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的照明透鏡，LED光源經(jīng)其出射后的光束角度有限，并不能有效形成超過200°的大角度范圍出光，尤其是在增大出光角度的同時無法保證勻光度，無法盡可能地最大限度利用光能，導(dǎo)致光能損失率高，不能滿足市場對大角度出光透鏡的需求。因此，有必要研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)大角度、高效率出光的透鏡。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)大角度范圍出光的大角度出光透鏡，以解決現(xiàn)有大角度出光透鏡設(shè)計上的不足，提供一種既不影響出光效率、又能使出射光線在照明場內(nèi)大角度分布的配光透鏡。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:大角度出光透鏡，包括透鏡本體，透鏡本體包括第一本體及第二本體，所述第一本體的底部與第二本體的頂部緊密連接，第一本體中設(shè)有喇叭形通孔，喇叭形通孔的大口端設(shè)于第一本體頂部，喇叭形通孔的小口端設(shè)于第一本體的底部，第一本體底部的口徑大于其頂部的口徑；第二本體為鋸齒狀母線繞透鏡本體中心軸旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的軸對稱結(jié)構(gòu)，第二本體整體呈從底部到其頂部傾斜狀態(tài)，第二本體中設(shè)有中心通孔，中心通孔與喇叭形通孔同軸，第二本體底部的口徑大于其頂部的口徑。
[0005]具體的，中心通孔與喇叭形通孔連通。
[0006]進(jìn)一步的，第一本體中喇叭形通孔的側(cè)壁為第一折反面，第一折反面的剖面線為貝塞爾曲線。
[0007]進(jìn)一步的，第一本體的外側(cè)壁環(huán)面為第二折反面，第二折反面的剖面線為貝塞爾曲線。
[0008]進(jìn)一步的，中心通孔頂部的口徑大于喇叭形通孔的小口端的口徑。
[0009]進(jìn)一步的，第二本體中鋸齒狀母線上的鋸齒有至少兩個，且鋸齒各不相同。
[0010]進(jìn)一步的，第二本體中鋸齒狀母線上的鋸齒有至少兩個，且鋸齒都相同。
[0011]進(jìn)一步的，第二本體底部設(shè)有光源安裝孔，所述光源安裝孔的口徑大于中心通孔的口徑。
[0012]優(yōu)選的，中心通孔為階梯狀結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選的，中心通孔底部的口徑大于其頂部的口徑。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:體積小巧，勻光性好，節(jié)省材料，實(shí)用性強(qiáng)，能夠在不影響出光效率的同時實(shí)現(xiàn)光束照明場內(nèi)大角度分布，有效提高光能利用率，增大光通量，外形美觀大方，并具有使得整個透鏡通亮的效果，增強(qiáng)視覺美感與人眼舒適度。本實(shí)用新型適用于照明系統(tǒng)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的光路示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的配光曲線圖；
[0020]其中,A為第一本體，B為第二本體，10為喇機(jī)形通孔,20為中心通孔,21為柱狀通孔，I為透鏡本體中心軸，2為第二折反面，3為鋸齒狀母線，4為第一折反面，5為光源安裝孔，6為第一階梯,7為第二階梯,8為第三階梯,9為光源。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的大角度出光透鏡，包括透鏡本體，透鏡本體包括第一本體A及第二本體B，所述第一本體A的底部與第二本體B的頂部緊密連接，第一本體A中設(shè)有喇叭形通孔10，喇叭形通孔10的大口端設(shè)于第一本體A頂部，喇叭形通孔10的小口端設(shè)于第一本體A的底部,第一本體A底部的口徑大于其頂部的口徑；第二本體B為鋸齒狀母線3繞透鏡本體中心軸I旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的軸對稱結(jié)構(gòu)，第二本體B整體呈從底部到其頂部傾斜狀態(tài)，第二本體B中設(shè)有中心通孔20，中心通孔20與喇叭形通孔10同軸，第二本體B底部的口徑大于其頂部的口徑。此處的口徑即其尺寸。
[0023]喇叭形通孔10的設(shè)計使得從光源發(fā)出的小角度光束通過第一折反面4具有分光的效果，即其在臨界角以內(nèi)的光線從第一折反面4折射出射，臨界角以外的光線從第一折反面4反射后產(chǎn)生大角度分布；同時能夠有效減小第一本體A的厚度，降低制造成本，提高生產(chǎn)效率，且能夠有效提高光能利用率。中心通孔20為柱狀通孔，此外，也可以為錐狀通孔，為了保證加工工藝性可以做成拔模角度的中心通孔。中心通孔20可以通過喇叭形通孔10的小口端與喇叭形通孔I連通，以增大通過的光束的光通量，使得光束可以無障礙通過，增大光能利用率。此外，二者也可以不連通，依然可以實(shí)現(xiàn)大角度出射。此外喇叭形通孔10直接出射一部分光線，能夠有效補(bǔ)償由第一折反面4全反射引起的正面光強(qiáng)的分布不均勻問題。通過第一本體A及第二本體B兩部分對光線進(jìn)行折射或反射，而后實(shí)現(xiàn)光線的大角度出射。
[0024]第二本體B整體呈從底部到其頂部傾斜狀態(tài)，其外側(cè)側(cè)壁為傾斜狀態(tài)，且其外側(cè)側(cè)壁上的鋸齒也可以呈傾斜狀態(tài)，能夠通過調(diào)整鋸齒的角度可以調(diào)節(jié)光強(qiáng)的分布。
[0025]現(xiàn)有的LED照明透鏡一般都是透鏡本體底部的口徑小于透鏡本體頂部的口徑，本實(shí)用新型中，第一本體A底部的口徑大于其頂部的口徑，第二本體B底部的口徑大于其頂部的口徑，中心通孔20頂部的口徑大于喇叭形通孔10的小口端的口徑。如此設(shè)計，不但能夠降低透鏡原料成本，而且還能夠?qū)Τ錾涔馐慕嵌燃胺秶鷮?shí)現(xiàn)有效控制。
[0026]第一本體A的外側(cè)壁環(huán)面為第二折反面2，其具有全反射和折射雙重功能，其功能為使得在臨界角度范圍內(nèi)的光線在第一折反面4上發(fā)生全反射，然后經(jīng)第二折反面2折射后出射，實(shí)現(xiàn)光束大角度出射。第二折反面2的剖面線為貝塞爾曲線，也可以為樣條曲線或者弧線，使得出射光束復(fù)合大角度范圍出射的要求。此外，第一本體A中喇叭形通孔10的側(cè)壁為第一折反面4，即第一本體A的內(nèi)側(cè)環(huán)面，其具有折射出射功能及全反射功能，部分光束能夠通過第二折反面2全反射后經(jīng)第一折反面4折射后出射，以加強(qiáng)光束出射的勻光效果。第一折反面4的剖面線為貝塞爾曲線，也可以為樣條曲線或者弧線，使得出射光束符合大角度范圍出射的要求。
[0027]為了便于安裝固定光源，可在本透鏡的第二本體B底部設(shè)有光源安裝孔5，所述光源安裝孔5的口徑大于中心通孔20的口徑，以保證最大程度地提高光能利用率，盡可能多的光線通過中心通孔20入射到透鏡本體內(nèi)部。
[0028]為了固定本透鏡，在上述技術(shù)方案中，透鏡本體的底部設(shè)有固定件，透鏡本體通過固定件與實(shí)際操作中的安裝面連接。為了增強(qiáng)固定效果，所述固定件與透鏡本體一體連接。
[0029]實(shí)施例
[0030]如圖2和圖3所示，中心通孔20為階梯狀結(jié)構(gòu),本例中具體的，中心通孔20包括柱狀通孔21、第一階梯6、第二階梯7及第三階梯8，階梯狀結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠有效減小第二本體B的厚度，使得透鏡整體比較均勻，便于工藝加工。越是靠近透鏡本體底部的階梯，其口徑越大，具體而言，如圖2中，相對而言第一階梯6比第二階梯7更靠近透鏡本體底部，第二階梯7比第三階梯8更靠近透鏡本體底部，第三階梯8比柱狀通孔21更靠近透鏡本體底部，因此，第一階梯6的口徑、第二階梯7的口徑、第三階梯8的口徑及柱狀通孔21的口徑依次減小。如此設(shè)計以使得光束能夠形成大角度出射。此外，階梯狀結(jié)構(gòu)還能夠保證光線從該結(jié)構(gòu)入射后發(fā)生折射，再從第二本體B的外側(cè)面即鋸齒狀結(jié)構(gòu)面以大角度折射出射。階梯狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的第二本體B部分外壁的鋸齒向第二本體B的底部傾斜，柱狀通孔21對應(yīng)的第二本體B部分外壁的五個鋸齒向第二本體B的頂部傾斜，光束照射到這五個鋸齒上后經(jīng)反射后出射，形成大角度出射。階梯狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的第二本體B部分外壁的鋸齒及柱狀通孔21對應(yīng)的第二本體B部分外壁的鋸齒的結(jié)構(gòu)和傾斜角度可以相同，然而如此設(shè)計出射光線不均勻，但依然可以成大角度出射；也可以不相同，提高大角度范圍內(nèi)出射的光線均勻度。由于光源9有一定大小，其邊緣光線可以直接入射到柱狀通孔21的內(nèi)側(cè)壁上，而后通過柱狀通孔21對應(yīng)的第二本體B部分外壁的五個鋸齒直接出射或反射后出射,在進(jìn)一步擴(kuò)大出射角度的同時提高出射光束的勻光性。
[0031]第二本體B的主要作用是實(shí)現(xiàn)光束角度的擴(kuò)大，光源發(fā)出的大角度光束經(jīng)過第二本體B的階梯狀結(jié)構(gòu)，全部通過階梯狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的第二本體B部分外壁的三個鋸齒折射后向側(cè)面偏下出射，光源發(fā)出的中間角度的光束經(jīng)過中心通孔的側(cè)壁折射進(jìn)入透鏡，再從柱狀通孔21對應(yīng)的第二本體B部分外壁的鋸齒全反射和折射后出射，這部分光束是透鏡最大出射角度的主要光束。
[0032]此外，其階梯狀結(jié)構(gòu)中的階梯數(shù)也可以為其他數(shù)目，但基于成本及加工難度考慮，本例中的數(shù)目為優(yōu)選。
[0033]進(jìn)一步的，為了優(yōu)化經(jīng)本透鏡的出射光束的出光效果以及加工工藝性，可以將階梯狀結(jié)構(gòu)部分的倒角設(shè)計為圓角，使之符合平滑要求，以此來進(jìn)一步增強(qiáng)勻光效果、增大光線的出射角度。如上設(shè)計能夠降低加工工藝難度。
[0034]如圖4所示是本實(shí)施例的光路示意圖。光源9位于光源安裝孔5內(nèi)部，由SMD(SurfaceMounted Devices,表面貼裝器件)光源排布組成,且可以保證從各個角度入射。光源9發(fā)出的小角度光束經(jīng)過中心通孔20及喇叭形通孔10后出射，部分光束經(jīng)第一折反面4后從喇叭形通孔10的大口端出射，同時另一部分光束經(jīng)第一折反面4全反射后，從第二折反面2出射。光源9發(fā)出的部分大角度光束從中心通孔20內(nèi)側(cè)面入射后由第二本體B的外側(cè)面即鋸齒狀結(jié)構(gòu)面將光束角度擴(kuò)大出射。
[0035]如圖5是本實(shí)用新型的配光曲線圖，能夠?qū)崿F(xiàn)290°以上大角度出光，且勻光度良好。
【權(quán)利要求】
1.大角度出光透鏡，包括透鏡本體，其特征在于，透鏡本體包括第一本體(A)及第二本體(B)，所述第一本體(A)的底部與第二本體(B)的頂部緊密連接，第一本體(A)中設(shè)有喇叭形通孔(10)，喇叭形通孔(10)的大口端設(shè)于第一本體(A)頂部，喇叭形通孔(10)的小口端設(shè)于第一本體(A)的底部，第一本體(A)底部的口徑大于其頂部的口徑； 第二本體(B)為鋸齒狀母線(3)繞透鏡本體中心軸(I)旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的軸對稱結(jié)構(gòu)，第二本體(B)整體呈從底部到其頂部傾斜狀態(tài)，第二本體(B)中設(shè)有中心通孔(20)，中心通孔(20)與喇叭形通孔(10)同軸，第二本體(B)底部的口徑大于其頂部的口徑。
2.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，中心通孔(20)與喇叭形通孔(10)連通。
3.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，第一本體(A)中喇叭形通孔(10)的側(cè)壁為第一折反面(4)，第一折反面(4)的剖面線為貝塞爾曲線。
4.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，第一本體(A)的外側(cè)壁環(huán)面為第二折反面(2)，第二折反面(2)的剖面線為貝塞爾曲線。
5.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，中心通孔(20)頂部的口徑大于喇叭形通孔(IO )的小口端的口徑。
6.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，第二本體(B)中鋸齒狀母線(3)上的鋸齒有至少兩個，且鋸齒各不相同。
7.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，第二本體(B)中鋸齒狀母線(3)上的鋸齒有至少兩個，且鋸齒都相同。
8.如權(quán)利要求1所述的大角度出光透鏡，其特征在于，第二本體(B)底部設(shè)有光源安裝孔(5)，所述光源安裝孔(5)的口徑大于中心通孔(20)的口徑。
9.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的大角度出光透鏡，其特征在于，中心通孔(20)為階梯狀結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的大角度出光透鏡，其特征在于，中心通孔(20)底部的口徑大于其頂部的口徑。
【文檔編號】F21V5/04GK203744120SQ201420085415
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】曹紅曲 申請人:成都?xì)W盛光電科技有限公司