一種用于功率型led燈的配光透鏡的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透鏡，尤其指一種用于功率型LED燈的配光透鏡。
【背景技術】
[0002]白光LED問世以來，LED在作為顯示器件的同時，開始向作為照明光源方向發(fā)展。由于LED具有環(huán)保、高光效、節(jié)能、長壽命等一系列優(yōu)點，受到政府和照明界的重視，技術提高非?？?，在光效已超過了絕大多數(shù)的傳統(tǒng)光源，但作為照明的應用，大多數(shù)場合需要幾百、幾千甚至幾萬流明的光通量，這就促使了 LED向大功率方向發(fā)展。無論是用單片的方式，還是芯片組合的方式，最后都會導致光源發(fā)光面積的增大。
[0003]LED光源的光強分布通常是朗伯形的，這并不能滿足各種應用場合的要求。因此以LED作為光源的燈具都需要配置一個二次光學系統(tǒng)。透鏡是當前應用最廣的二次光學系統(tǒng)元件。由于光源面積大，不能作點光源處理。目前應用透鏡來實現(xiàn)配光的LED燈其照射出的光斑在邊緣地帶會出現(xiàn)彩色條紋，以黃色最為明顯；如圖1所示。
[0004]這一現(xiàn)象的存在影響了 LED燈的照明效果，尤其是在對光質(zhì)要求高的場合影響更大，所以它影響了 LED燈應用面的推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現(xiàn)有技術方案進行完善與改進，提供一種用于功率型LED燈的配光透鏡，以達到減少光斑色散的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術方案。
[0006]一種用于功率型LED燈的配光透鏡，包括透鏡體，所述的透鏡體的上表面為出光面，透鏡體的下表面為內(nèi)凹的入光面，其特征在于:所述的入光面設有混光區(qū)，使LED芯片發(fā)出的光在透鏡的入光面上因混光區(qū)圖案的作用產(chǎn)生多次反射和折射混光后出射到透鏡夕卜。透鏡由光學玻璃或透明塑料或透明硅膠制成，出光面可以是二次曲面或自由曲面，其大小形狀由所需出射光斑形狀而定。透鏡下表面的入光面(即朝向LED光源的一面)，其內(nèi)凹部分的大小和形狀由所用光源而定，需能容納LED的發(fā)光面。
[0007]目前的白光LED所發(fā)的光是一種藍光和黃光混合而成的互補色白光，藍光和黃光的波長不同，它們在通過同一介質(zhì)時，折射率是不同的，波長長的光折射率低，波長短的光折射率高，藍光的折射率略大于黃光的折射率。當一束LED發(fā)出的白光以同一入射角射入某透明介質(zhì)時，黃光的偏向角小于藍光的偏向角，藍光和黃光就會分開，造成色散。在透鏡中心區(qū)域，多個光點發(fā)出的光經(jīng)透鏡射出有色散的光，但由于多點色散光相互重疊，所以觀察不到色散，但在邊緣地帶，因無法重疊而形成色散帶。
[0008]本發(fā)明技術方案中，透鏡入光面圖案的存在使LED發(fā)出的光在透鏡入光面經(jīng)歷多次反射和折射后才出射到透鏡外，多次反射和折射的結(jié)果使不同折射率的單色光分開后又混在一起；提高了混光程度，達到消除色差的目的。不但可以消除色散，還可以制作大出光角的LED透鏡。
[0009]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術特征。
[0010]所述的混光區(qū)圖案為內(nèi)凹的刻制圓點或刻制線槽，入光面全部或局部設置混光區(qū)。所述的內(nèi)凹的入光面上有一混光區(qū)可以均勻或局部地設置在入光面上。所述透鏡入光面上刻制的混光區(qū)圖案可以是平行的直線，也可以是放射形的直線，也可以是半球體、菱形體的排列。圖案可以分布在整個內(nèi)表面，也可以只分布在部分內(nèi)表面上。
[0011]所述的入光面為內(nèi)凹的錐面、柱面或半球面。但其頂部可為光滑圓弧面，光滑圓弧面正好位于光源正前方的一個小區(qū)域內(nèi)(圓錐頂部圓弧區(qū)域)不制作圖案，有利于提高出光效率。
[0012]混光區(qū)圖案為刻制線槽，刻制線槽平行設于入光面上；或呈放射狀設于入光面上；或呈交織狀設于入光面上。
[0013]所述的入光面的底端呈橢圓形，其向上逐漸收縮形成上凹的入光面。所述的刻制線槽和刻制點的橫截面均呈半圓形。直徑為0.2-0.6_。
[0014]入光面的頂部為光滑面，入光面的下部設有多根軸向排布的刻制線槽?？讨凭€槽深度為0.4-0.6mm,線條間距0.4-1.2mm。
[0015]所述的入光面呈內(nèi)凹錐形，錐頂為光滑圓弧面，在錐面上刻制放射狀排列的刻制線槽。
[0016]刻制線槽深度為0.4-0.6mm,整個錐面均布大于40條的刻制線槽；光滑圓弧面直徑為20mm。
[0017]入光面的頂部為光滑面，入光面的下部設刻制圓點；所述的刻制圓光點呈內(nèi)凹的半球體或菱形體。入光面上混光區(qū)刻制圖形的形狀不同，可以達到不同的出光角度和不同的光強分布，如同樣的面光源，同樣的透鏡，如果在出光面上是選用放射線直線排列的圖案，可達到的出光角為140度左右。而選用半球體圖案，可達到出光角是120度左右。如果是同樣的光源，為了都達到同樣的混光效果。對于內(nèi)部空間狹小類的透鏡，出光面相對陡峭，出光面曲線斜率大于45度時，通過在出光面上刻制放射線直線來解決；對于內(nèi)部空間相對寬大，出光面相對平坦型，出光面曲線斜率小于45度時，通過在出光面上刻半球體、菱形類顆粒排布狀圖案來解決。
[0018]有益效果:入光面圖案的存在使LED發(fā)出的光在透鏡內(nèi)表面經(jīng)歷多次反射和折射后才出射到透鏡外，多次反射和折射的結(jié)果使不同折射率的單色光分開后混在一起；提高了混光程度，達到消除色散的目的，也可以幫助調(diào)整光強分布。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有LED光源出射的光斑圖。
[0020]圖2 Ca)是本發(fā)明第一種入光面圖形示意圖。
[0021]圖2 (b)是本發(fā)明第二種入光面圖形示意圖。
[0022]圖2 (C)是本發(fā)明第三種入光面圖形示意圖。
[0023]圖2 Cd)是本發(fā)明第四種入光面圖形示意圖。
[0024]圖3 Ca)是本發(fā)明制作的透鏡半剖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3 (b)是圖3 Ca)的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明LED透鏡光束折射圖。
[0027]圖中:1-透鏡；101-出光面；102-入光面；103_混光區(qū)；104-刻制圓點；105-刻制線槽；2-白光光束；3-藍光；4_黃光。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。
[0029]如圖2、3所示，本發(fā)明包括透鏡體，所述的透鏡體的上表面為出光面101，透鏡體的下表面為內(nèi)凹的入光面102,所述的入光面102設有內(nèi)凹的混光區(qū)103形成具有內(nèi)凹圖案的入光面102使LED芯片發(fā)出的光在透鏡I的入光面102經(jīng)歷多次反射和折射混光后出射到透鏡I外。所述的混光區(qū)103為內(nèi)凹的刻制圓點104或