專利名稱：Led透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
LED透鏡技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光學(xué)照明領(lǐng)域，具體是一種安裝在LED燈具上的透鏡。背景技術(shù)：
LED燈具根據(jù)不同的應(yīng)用場合，對其照射范圍和照度分布都有不同的要求， 需要進行配光處理?，F(xiàn)有的LED燈具大多采用改變LED燈頭安裝方向-，即設(shè)置 多個出射角度不同的LED燈頭來達到對照射范圍和照度分布的要求。 一般采用 兩種方式來實現(xiàn)這種目的 一是直接在燈具上設(shè)置多個角度不同的LED安裝面； 二是通過專設(shè)的角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)將LED連接到燈具上，這兩種方法都存在結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，燈具加工不便，精度難于保證的缺陷。此外，現(xiàn)有的配光方法必須在同時使 用多個LED燈頭的場合才有作用，無法應(yīng)用于一些只安裝一個或少數(shù)幾個LED 燈頭的燈具上。
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實用新型提供一種LED透鏡，通 過其特殊的形狀和光線處理能力來達到簡化燈具結(jié)構(gòu)、保證配光精度、便于應(yīng)用的目的。為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案LED透鏡，其特征在于它包括底平 面和自底平面邊緣出發(fā)逐漸向上自收攏的頂面，所述的頂面包括平滑連接的非球 面和曲面，所述的曲面上設(shè)有凹陷部。使用時，用本實用新型的透鏡代替原有的 透鏡安裝于LED燈頭上，LED所發(fā)出的光線經(jīng)過頂面的折射之后，會形成一類 橢圓形照射區(qū)域，配合LED燈頭的參數(shù)和使用要求，適當調(diào)整非球面和曲面的 參數(shù)，可達到照射范圍要求，區(qū)域內(nèi)照射均勻。安裝本實用新型的透鏡后，LED 燈頭只需接安裝在一平面上即可，不用再裝門在燈具上加工出角度不同的安裝面 或設(shè)置角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，配光的效果和精度只依賴于透鏡本身，而和燈具無關(guān)，便 于控制。即便在只使用一個燈頭的LED燈具上，使用本透鏡也能達到良好的配 光效果，便于廣泛應(yīng)用。此外，現(xiàn)有的配光方法中，某一燈具的配光方案一旦確 定，更改便十分困難，而本實用新型只需更換透鏡即可。作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型采取如下技術(shù)措施 所述的底平面由一半圓面和一半繭形面組成，所述的非球面為自半圓面圓弧出發(fā)
向上延伸形成的半環(huán)弧形側(cè)壁面，而所述的曲面則為由底平面的繭形邊出發(fā)坡狀 延伸至頂面頂部并與非球面平滑連接的曲形面。非球面的作用與原有的透鏡類 似，使LED發(fā)出的光線照射到更大的范圍，但如只使用全環(huán)非球面組成的透鏡， 則其照射范圍將會是一圓形區(qū)域，而對于一些照明場合(如路燈)來說，所要求 照射的縱向范圍比橫向范圍大，圓形區(qū)域并不合適。本實用新型用曲面代替全環(huán) 中一半的非球面，改變經(jīng)該部分的LED光線的照射角度，使其部分疊加到非球 面的照射區(qū)域側(cè)，并增加照射區(qū)域的縱向長度，并能改善照明區(qū)域的照度分布， 使之更符合使用要求。所述的凹陷部包括位于頂面頂部、圓心與底平面半圓部圓心在同一豎直線上 的內(nèi)凹半圓和從內(nèi)凹半圓的直線端出發(fā)，沿曲面向下逐漸延伸的內(nèi)凹段，凹陷部 以同心半圓的圓心部分最深，向外向下逐漸變淺。底平面設(shè)有球形凹槽，其球心 與底平面半圓部分的圓心在同一豎直線上，這樣LED發(fā)出的光線先通過底面的 球形凹槽進行第一次一次折射，再通過頂曲面進行第二次折射，能更好地達到配 光要求。凹陷部調(diào)節(jié)了部分光線的照射角度，進一步改善照度，提高光線利用率。有益效果本實用新型免去了現(xiàn)有技術(shù)中需要專設(shè)多角度安裝面或角度調(diào)節(jié) 機構(gòu)帶來的加工上的不便，簡化了結(jié)構(gòu)，能達到很好的配光性能，便于應(yīng)用，并 提高了光線利用率，在采用適當參數(shù)的前提下，燈具效率在90%以上。
圖1為本實用新型的機構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的俯視圖。圖3為本實用新型的仰視圖。圖4為本實用新型的前視圖。圖5為本實用新型的后視圖。圖6為本實用新型的側(cè)剖視圖。圖7為本實用新型的側(cè)視圖。圖8為本實用新型的一種照度示意圖。圖9為本實用新型的一光路示意圖。圖10為本實用新型的另一光路示意圖。圖11為本實用新型的朗伯分布圖。
圖12為本實用新型C平面0° -180°光強分布曲線圖。 圖13為本實用新型C平面90° -270°光強分布曲線圖。
具體實施方式
如圖l-圖7所示的LED透鏡，包括底平面l、非球面2和曲面3，非球面2 和曲面3形成頂面。底平面1由一半圓面和一半繭形面組成，圓心處開有球形凹 槽4。凹陷部包括位于曲面3頂部、圓心與底平面半圓部圓心在同一豎直線上的內(nèi) 凹半圓6和從內(nèi)凹半圓6的直線端出發(fā)，沿弧坡向下逐漸延伸的內(nèi)凹段5，凹陷 部以同心半圓的圓心部分最深，向外向下逐漸變淺。本實用新型的透鏡可采用光學(xué)玻璃制成，安裝到LED燈具上時，其光路如圖io所示。圖8為本實用新型在試驗得到的一種照度示意圖，圖中，由內(nèi)到外的各條曲 線分別表示光照為25、 22.5、 20、 17.5、 15、 12.5、 10、 7.5、 5、 2.5Lux的曲線。圖9、圖IO為本實用新型的光路示意圖，圖12為通過非球面，C平面0。 -180°光強分布曲線由圖11的朗伯分布轉(zhuǎn)化為的光強分布曲線圖，圖13為通過 曲面，C平面90。 -270°光強分布曲線由圖11的朗伯分布轉(zhuǎn)化為的光強分布曲 線圖。從圖上可以看出，經(jīng)過非球面折射的光線，每一條光線通過透鏡后的出射 角度都大于由發(fā)光面的出射角度；在考慮到將光線進行重新分配的同時，要最大 限度的提高光的利用率，也就是盡可能的減少光線在通過透鏡時發(fā)生全反射，假 設(shè)透鏡的材質(zhì)為BK7的玻璃，可以計算出當光線在通過透鏡上表面，光線方向 與曲面的法線交角大于41度時，光線會被全反射。本實用新型的透鏡，光的利 用率在90%以上。經(jīng)過曲面折射的光線，大部分都往非球面?zhèn)瓤繑n，從而與通過 非球面折射的光線產(chǎn)生區(qū)域疊加，形成所需的照射區(qū)域，達到改善照度和提高的 光線利用率的目的。
權(quán)利要求1、LED透鏡，其特征在于它包括底平面和自底平面邊緣出發(fā)逐漸向上自收攏的頂面，所述的頂面包括平滑連接的非球面和曲面，所述的曲面上設(shè)有凹陷部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED透鏡，其特征在于所述的底平面由一半圓 面和一半繭形面組成，所述的非球面為自半圓面圓弧出發(fā)向上延伸形成的半環(huán)弧 形側(cè)壁面，而所述的曲面則為由底平面的繭形邊出發(fā)坡狀延伸至頂面頂部并與非 球面平滑連接的曲形面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED透鏡.，其特征在于所述的凹陷部包括位于 頂面頂部、圓心與底平面半圓部圓心在同一豎直線上的內(nèi)凹半圓和從內(nèi)凹半圓的 直線端出發(fā)，沿曲面向下逐漸延伸的內(nèi)凹段，凹陷部以同心半圓的圓心部分最深， 向外向下逐漸變淺。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的LED透鏡，其特征在于所述的底平 面設(shè)有球形凹槽，其球心與底平面半圓部分的圓心在同一豎直線上。
專利摘要LED透鏡，涉及光學(xué)照明領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，燈具加工不便，精度難于保證的缺陷，本實用新型包括底平面和自底平面邊緣出發(fā)逐漸向上自收攏的頂面，所述的頂面包括平滑連接的非球面和曲面，所述的曲面上設(shè)有凹陷部。免去了現(xiàn)有技術(shù)中需要專設(shè)多角度安裝面或角度調(diào)節(jié)機構(gòu)帶來的加工上的不便，簡化了結(jié)構(gòu)，能達到很好的配光性能，便于應(yīng)用，并提高了光線利用率，在采用適當參數(shù)的前提下，燈具效率在90％以上。
文檔編號H01L33/00GK201215284SQ20082008615
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者吳巨芳, 浩 李, 汪正林 申請人:汪正林;吳巨芳;李 浩