在入射面和出射面具有密集分布的凸刻面的透镜的制作方法
【专利摘要】一种LED集成透镜，其包括孔状的入光部段(1)、杯状的发光部段(2)，该LED集成透镜包含位于所述入光部段和所述发光部段(1,2)之间的光学透镜(3)，其中所述入光部段(1)和发光部段(2)的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。所述透镜增强光利用效率，避免产生斑点和色差，从而大大提高了显色性。
【专利说明】
在入射面和出射面具有密集分布的凸刻面的透镜
技术领域
[0001]本发明涉及一种新型透镜，特别但不排他地，涉及与具有LED集成光源的LED灯具一起使用的透镜。
【背景技术】
[0002]LED集成光源透镜有助于提高LED集成光源的表面发光效率。一种已知种类的LED集成光源透镜，包括孔状入光部段和杯状的发光部段，在入光部段和发光部段上都具有光滑表面。这具有这样的缺点:LED集成光源的光利用效率非常差。另外的缺点是，这种设置产生具有明显色差的发光点，即，对显色指数产生不利的影响。
【发明内容】
[0003]根据本发明，公开一种LED集成光源透镜，其包括孔状的入光部段、杯状的发光部段，该LED集成光源透镜包含位于所述入光部段和所述发光部段之间的光学透镜，其中所述入光部段和发光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。
[0004]优选地，所述光学透镜在一侧具有斑点表面。
[0005]优选地，所述光学透镜在另一侧具有曲面。
[0006]优选地，所述曲面为凸形的。
[0007]优选地，所述孔在其底部设有非球形表面。
[0008]这种结构具有许多优点。所述入光部段和发射部的外表面上的密集分布的凸刻面导致LED集成光源发射多点光，提高光的利用效率，不产生斑点光和色差，这反过来大大地提高了显色指数。具有斑点表面的光学透镜的一侧产生多点灯。具有曲面的光学透镜的另一侧改变光束的角度。
[0009]另外的优点是，这样的透镜相对短粗，允许在新应用中同时使用LED光源和这样的透镜。
[0010]根据本发明的第二方面，提供一种透镜，所述透镜设有多个入光部段、与入光部段相关的发光部段，每个入光部段为孔状，所述发光部段为杯状，所述透镜包含位于每个所述入光部段和相关的发光部段之间的光学透镜，其中该相关的入光部段和发光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。
[0011]根据本发明的第三方面，射灯包括壳体、光源、根据本发明的第一或第二方面的透镜、透镜架和散热片。
[0012]优选地，所述射灯进一步包括玻璃和用于所述玻璃的保持机构。
[0013]优选地，所述光源包括安装在电路板上的一个或多个LED。优选地，所述电路板可以由陶瓷材料形成。可替换地，所述电路板可以由铝和坐落在所述电路板和散热片之间的黄铜或紫铜盘形成。
【附图说明】
[0014]现在结合附图，仅通过实施例的方式描述本发明，其中图1展示了根据本发明的透镜的第一实施例的透视图；
图2展示了图1的透镜的俯视图；
图3展示了沿图2的线A-A的剖视图；
图4展示了类似图3的剖视图，其中示意性表示光在所述透镜传播；
图5展示了根据本发明的透镜的第二实施例的侧视图；
图6展示了沿图5的线A-A的剖视图；
图7展示了图5的俯视图；
图8展示了图5的前部的透视图；
图9展示了根据本发明的透镜的第三实施例的侧视图；
图10展不了图9的俯视图；
图11展示了根据本发明的透镜的第四实施例的侧视图；
图12展示了图11的俯视图；
图13展示了根据本发明的透镜的第五实施例的侧视图；
图14展不了图13的俯视图；
图15展示了根据本发明的透镜的第六实施例的侧视图；
图16展示了图15的俯视图；
图17展示了根据本发明的透镜的第七实施例的侧视图；
图18展示了图17的俯视图；
图19为根据本发明的第二方面的射灯的第一实施例的剖视图；以及图20为根据本发明的第二方面的射灯的第二实施例的剖视图。
【具体实施方式】
[0015]首先参见图1至3，可以看见，所述透镜包括基本上实心的主体10，主体10具有大致圆锥形或截头圆锥形部分4，圆锥形或截头圆锥形部分4设有凸缘12，凸缘12绕圆锥部分4延伸，从而提供透镜的圆形周缘。圆锥形或截头圆锥形部分4从圆形凸缘12延伸。延伸圆锥形或截头圆锥形部分4的凸缘12的一侧称为底侧或后侧，并且应当对“上侧”、“前侧”、“上面”或“下面”进行相应的解释。
[0016]所述透镜具有竖直中心轴。所述透镜由透明材料形成。在透明塑料材料的情况下，透镜优选通过注射成型法形成。
[0017]圆锥形或截头圆锥形部分4的上部分设有凹口或孔。所述孔为盲凹口的形式。如图可见，虽然所述凹口的截面为六边形，但是可以使用其它截面。凹口的侧边与竖直中心轴对齐。
[0018]圆锥形或截头圆锥形部分4的尖端设有两个切除部分14，切除部分14沿圆锥形或截头圆锥形部分4的一部分圆周延伸，从而产生在其中间延伸的两个凸块16。从图2可以看出，所述透镜关于中心平面对称。
[0019]使用时，LED位于圆锥形或截头圆锥形部分4的孔的开口处，使得所述孔形成所述透镜的入光部段I。所述孔的底部设有折射表面18，例如，斑点表面。在该实施例中，所述折射表面18的形状为圆形。从图2可以看出，该图采用在所述孔的底部的表面上形成六边形图案的凸刻面的形式。使用时，所述折射表面18产生多点光束。优选地，所述折射表面18为非球形折射表面。在该实施例中，所述折射表面18坐落在大致水平的平面上。
[0020]圆锥形或截头圆锥形部分4的外表面设有密集分布的凸刻面24的网。使用时，这些面24创建多点光束。该实施例的面24可以看作是大致三角形的。
[0021]由此可以看出，入光部段I的外表面设有在圆锥形或截头圆锥形部分4上的凸刻面24和在所述折射表面18上的凸刻面。
[0022]所述透镜的前部设有成形凹口。所述成形凹口的为杯状，大致凹形，包括倾斜表面20，所述倾斜表面20从所述透镜的正面向内延伸，该倾斜表面20与杯状的大致圆形底部22汇合，底部22为凸形的。该弯曲的凸形用于改变光束的角度。大致圆形底部22设有折射表面的网，形式为密集分布的凸刻面。该倾斜表面优选凹形的。
[0023]使用时，所述成形凹口形成所述透镜的发光部段2。
[0024]在所述孔和所述成形凹口之间的透镜的部分形成位于其中间的光学主体或透镜3。
[0025]应该理解的是，入光部段1、发光部段2和光学透镜3由透明材料形成为单个或一个工件主体。
[0026]图5至8展示了根据本发明的透镜的第二实施例。注意，该实施例(和以下实施例)不重点介绍在所述圆锥形或截头圆锥形部分4的末端的切除。此外，所述孔或盲凹口截面是圆形的。
[0027]通过折射表面的网的图案进一步区分该实施例(和以下实施例)。
[0028]相似的附图标记用于表示本发明的相似部件。因此，透镜的圆锥形或截头圆锥形部分设有凸缘112。入光部段101包括所述圆锥形或截头圆锥形部分的外表面和非球形底表面118，所述圆锥形或截头圆锥形部分的外表面设有折射表面124的网，所述非球形底表面设置在所述透镜的背面。所述折射表面124的网成大致菱形。大致凹形的发光部段102包括倾斜表面120，所述倾斜表面120从所述透镜的正面向内延伸，所述倾斜表面120与大致圆形的底部汇合，所述底部设有折射表面128的网。在该实施例(和以下实施例)中，所述底部为大致平刨的。光学透镜103限定在所述入光部段101和所述发光部段102之间。
[0029]现在结合图4，描述所述透镜的功能。光从光源，比如LED(未示出)发出，并且可以采用若干路径。穿过所述入光部段101的侧边的光会穿过所述透镜，遇到所述凸刻面124的网。这使得光在表面形成多点全反射光，反射光折回指向所述发光部段102。多点全反射光的产生降低眩光指数并且增加显色指数。
[0030]接触在所述孔的底部上的折射表面118的光被聚焦在所述透镜的所述发光部段102上的折射表面128的网上。这提高光效率。
[0031]穿过在所述透镜的发光部段102上的折射表面128的网的光形成多点折射发光，这降低眩光指数并且增加显色指数。
[0032]围绕在所述发光部段102上的折射表面的网的倾斜表面120使注射成型工艺更容易并且提尚广品一致性。
[0033]图9和10展示了根据本发明的透镜的第三实施例。该第三实施例的截面与第二实施例类似，并且展示了折射表面224的另外的图案，所述面包括菱形面和五边形面的混合。
[0034]图11和12展示了根据本发明的透镜的第四实施例。该第四实施例的截面与第二实施例类似，并且展示了折射表面324的另外的图案，所述面包括六边形面和五边形面的混入口 ο
[0035]图13和14展示了根据本发明的透镜的第五实施例。该第五实施例的截面与第二实施例类似，并且展示了折射表面424的另外的图案，所述刻面包括菱形面和八边形面的混入口 ο
[0036]图15和16展示了根据本发明的透镜的第六实施例。该第六实施例的截面与第二实施例类似，并且展示了折射表面524的另外的图案，所述面包括大致矩形的面。
[0037]图17和18展示了根据本发明的透镜的第七实施例。该第七实施例的截面与第二实施例类似，并且展示了折射表面624的另外的图案，所述面包括多边形面的图案结构。
[0038]在每个实施例中，所述折射表面包括凸刻面。在图19所示的另外的实施例中，透镜设有多个入光部段，每个入光部段具有相关的发光部段和光学透镜，所述光学透镜位于每个入光部段和相关的发光部段之间。
[0039]现在参见图19，该图展示了发光单元，其形式为射灯单元702，该射灯单元702包含接线盒、变压器单元或驱动器704，变压器单元或驱动器704设置在安装臂上，该安装臂的一端固定至射灯702的上端。
[0040]射灯单元包括多个LED形式的光源706、电路板708、散热片710和透镜装置，该LED安装在电路板708上，例如，铝基印刷电路板，该电路板包括用于光源706的控制电路，所述散热器710连接至圆柱形壳体，该散热器设置在所述电路板708的后侧，并且透镜装置位于所述电路板708的前侧。
[0041]黄铜或紫铜盘740设置在所述电路板708和所述散热器710之间。
[0042]术语“圆柱形壳体”意为大致符合空心圆筒的形状。应该理解:畸形的圆筒也同样有效。类似地，虽然该实施例展示大致圆柱状的管体，但也可以使用其它截面，并且修改其它部件的截面形状。
[0043]所述散热片710由任何合适的材料，优选铸铝形成。所述散热片710在下端包括外环形部分，以坐落在所述圆柱形壳体的上部分。所述环形部分围绕端面。在所示实施例中，所述端面从所述环形部分凸出。
[0044]所述圆柱形壳体包括安装环714。所述安装环714包括侧壁，所述侧壁具有下周缘环形凸缘和上周缘环形凸缘，所述下周缘环形凸缘从所述侧壁的底端向外延伸，所述上周缘环形凸缘从所述侧壁的上端向内延伸。所述安装环714由任何合适材料，优选，钢形成。
[0045]该上周缘凸缘坐落在所述散热片710的环形部分，并且围绕所述散热片的端面。
[0046]在所述下周缘凸缘的上表面上设有第一环或垫圈716。使用时，所述环或垫圈716抬高装配所述射灯的孔眼的边缘。
[0047]支架718坐落在所述散热片710的周围，其包括弹簧偏压元件或夹720。所述弹簧偏压元件或夹720适于将所述发光单元以已知的方式固定在凹口。可以看出，所述驱动器704固定在所述支架718的上部中心区域。所述支架718以合适的方式，例如，通过螺纹扣件722，固定至所述安装环714的上周缘凸缘。
[0048]所述透镜装置包括透镜架724和根据本发明的第二方面的透镜726。所述透镜架726可以由任何合适的材料，例如，聚碳酸酯制成。所述透镜724可以由任何合适的材料，例如，聚甲基丙烯酸甲酯制成。
[0049]所述透镜726通过透镜架724保持在相对光源706的合适位置。所述透镜架724包括环或垫圈以及朝内的指状物，所述环或垫圈具有用于将所述透镜726接合或固定至所述透镜架724的支撑结构。所述透镜726设有配合特征以接合所述透镜架724，并且固定至所述透镜架。所述透镜架724的周缘以合适的方式，例如，通过将所述支架718固定至安装环714的螺纹扣件722，固定至所述安装环714的上周缘凸缘。
[0050]边框730装配在安装环714的下侧。所述边框730可以由任何合适的材料，例如铸铝制成。所述边框730包括内壁，所述内壁具有朝内指向下端的肩部和在下端的径向朝外的环形凸缘。所述内壁在所述安装环714的侧壁内延伸。使用时，所述边框的内壁和所述安装环的侧壁设有匹配特征，比如，卡口式固定的公配件和母配件，从而使所述边框730能够固定至所述安装环714。使用时，所述内肩部支撑坐落在所述透镜726前面的玻璃732。所述玻璃732由任何合适的材料制成，从而能够传输从透镜726发出的光。
[0051]优选地，由硅制成的第二环或垫片734在边框730的径向向外的环形凸缘和安装环14的第一周缘凸缘之间延伸。
[0052]所述电路板708为大致圆形并设有开口，通过该开口，所述电路板可以坐落在合适位置。在实践中，黄铜或紫铜盘740固定至安装环714的周缘。所述散热片710的端面与所述黄铜或紫铜盘740的背面进行热接触。所述电路板708通过任何合适机构，比如扣件，经由所述黄铜或紫铜盘740固定至所述散热片710。
[0053]由合适的防火材料制成的环或垫片736优选坐落在黄铜或紫铜盘740的边缘和所述安装环714的上周缘凸缘之间。
[0054]图20展示了根据本发明的射灯单元802的第二实施例。相似的部件用相似的附图标记表示。所述射灯单元802包括光源806、电路板、散热片810和透镜装置，所述光源806安装至电路板808，所述电路板包括用于光源806的控制电路，所述散热片810设置在所述电路板808的后侧，所述透镜装置坐落在所述电路板的前侧。所述安装环814的结构与前述实施例的安装环的结构相同。
[0055]设有支架818，支架818具有依托腿部和中心部分，其中在每个腿部上安装弹簧偏压元件或夹820。在腿部自由端的脚被固定至安装环814。
[0056]驱动器804安装驱动器箱体内，驱动器箱体转而坐落在散热片810的凹口内。所述驱动器箱体设有凸缘，所述驱动器箱体可以通过任何合适的机构由所述凸缘固定至所述散热片810的上部。
[0057]所述散热片810安装在所述安装环814上，并且所述散热片810的正面坐落在所述安装环814的上环形凸缘内。
[0058]由硅制成的第一环或垫片816设置在所述安装环814的下周缘凸缘上。
[0059]所述电路板通过扣件822固定至所述安装环814，使得所述散热片810的端面与所述电路板808的后表面进行热接触。所述扣件822还用于使透镜架固定在合适位置。所述透镜架用于使透镜826坐落在合适位置。
[0060]在该实施例中，所述透镜架包括两个部分。所述透镜架的第一部分824a固定在所述安装环814的上周缘凸缘的合适位置。所述透镜架的第二部分824b使所述透镜826的周缘保持在自身和透镜架的第一部分824a之间。
[0061 ]由边框830保持的玻璃832，其自身坐落在安装环814内并靠着安装环814，设置在所述透镜826和透镜架的前面。由硅制成的第二环或垫片834在边框830和安装环814之间延伸。由防火材料制成的环或垫片836优选坐落在所述电路板808和安装环824之间。
【主权项】
1.一种LED集成光源透镜，其包括孔状的入光部段、杯状的发光部段，该LED集成光源透镜包含位于所述入光部段和所述发光部段之间的光学透镜，其中所述入光部段和发光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述光学透镜在一侧具有斑点表面。3.根据权利要求1或权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述光学透镜在另一侧具有曲面。4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述曲面为凸形的。5.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述孔在其底部设有非球形表面。6.—种LED集成光源透镜，其包括多个入光部段、与各个入光部段相关的发光部段，每个入光部段为孔状，所述发光部段为杯状，所述透镜包含位于每个所述入光部段和相关的发光部段之间的光学透镜，其中该相关的入光部段和发光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，每个光学透镜在一侧具有斑点表面。8.根据权利要求6或权利要求7所述的透镜，其特征在于，每个光学透镜在另一侧具有曲面。9.根据权利要求8所述的透镜，其特征在于，所述曲面为凸形的。10.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，每个孔在其底部设有非球形表面。11.一种射灯，其包括壳体、光源、根据前面任一项权利要求所述的透镜、透镜架和散热片。12.根据权利要求11所述的射灯，其特征在于，所述射灯进一步包括玻璃和用于所述玻璃的保持机构。13.根据权利要求11或权利要求12所述的射灯，其特征在于，所述述光源包括安装在电路板上的一个或多个LED。14.根据权利要求13所述的射灯，其特征在于，所述电路板由陶瓷材料形成。15.根据权利要求13所述的射灯，其特征在于，所述电路板由铝形成并且黄铜或紫铜盘坐落在所述电路板和散热片之间。
【文档编号】G02B19/00GK106068466SQ201380074491
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2013年3月6日 公开号201380074491.8, CN 106068466 A, CN 106068466A, CN 201380074491, CN-A-106068466, CN106068466 A, CN106068466A, CN201380074491, CN201380074491.8, PCT/2013/50541, PCT/GB/13/050541, PCT/GB/13/50541, PCT/GB/2013/050541, PCT/GB/2013/50541, PCT/GB13/050541, PCT/GB13/50541, PCT/GB13050541, PCT/GB1350541, PCT/GB2013/050541, PCT/GB2013/50541, PCT/GB2013050541, PCT/GB201350541
【发明人】王巨堂
【申请人】奥罗拉有限公司