透镜及其led灯具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种透镜，所述透镜沿纵长方向延伸；所述透镜设有容纳光源的凹槽，所述凹槽沿纵长方向延伸，所述凹槽的内壁面包括正向入射面、第一侧向入射面和第二侧向入射面；所述透镜具有相对设置的第一反射面和第二反射面；所述透镜具有出射面，出射面为凸面和平面的组合，或者为凹面与平面的组合；其中，部分光线进入所述第一侧向入射面后被所述第一反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线进入所述第二侧向入射面后被所述第二反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线经由所述正向入射面向所述出射面射出。
【专利说明】透镜及其LED灯具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种透镜以及具有这种透镜的LED灯具。
【背景技术】
[0002]由于LED灯具拥有节能、光效高、色彩丰富、寿命长等特点，近年来受到广泛推崇。但是在一些特殊的应用场合，环境要求LED的出光为特别的光束，比如有些需要聚焦光束，为获得这样的聚焦光束，一般制造工艺是为每个LED灯珠的出光口配置专门设计的聚光杯。每个灯珠配置一个聚光杯，导致制造工艺过于繁杂，LED灯具的结构也偏于复杂。
[0003]如何在获得特别的光束的同时，简化LED灯具的组装，成为业界人士思考的问题。
实用新型内容
[0004]为了使得在具有良好的光学效果的同时LED灯具组装更为简便，本实用新型提供一种透镜，所述透镜沿纵长方向延伸；所述透镜设有容纳光源的凹槽，所述凹槽沿纵长方向延伸，所述凹槽的内壁面包括正向入射面、第一侧向入射面和第二侧向入射面；所述透镜具有相对设置的第一反射面和第二反射面；所述透镜具有出射面，出射面为凸面和平面的组合，或者为凹面与平面的组合；其中，部分光线进入所述第一侧向入射面后被所述第一反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线进入所述第二侧向入射面后被所述第二反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线经由所述正向入射面向所述出射面射出。
[0005]作为优选的，所述透镜为塑料材质，所述透镜第一反射面和所述第二反射面均为抛物面，所述第一侧向入射面和所述第二侧向入射面为平面，所述第一侧向入射面和所述第二侧向入射面相互平行，所述出射面的平面部分与所述第一侧向入射面、所述第二侧向入射面呈垂直。
[0006]作为优选的，所述第一反射面与所述第一侧向入射面形成的焦点为第一焦点，所述第二反射面与所述第二侧向入射面形成的焦点为第二焦点，所述正向入射面和所述出射面的凸面部分或者凹面部分形成的焦点第三焦点，第一焦点、第二焦点和第三焦点两两之间的距离小于或等于20mm。
[0007]作为优选的，所述出射面为两侧平面，中间为凸面或者凹面。
[0008]作为优选的，所述出射面的凸面部位或者凹面部分对应于正向入射面，部分光线进入所述第一侧向入射面后被所述第一反射面反射，再通过所述出射面的平面部位射出；部分光线进入所述第二侧向入射面后被所述第二反射面反射，再通过所述出射面的平面部位射出；部分光线经由所述正向入射面向所述出射面的凸面部位或者凹面部位射出。
[0009]作为优选的，所述出射面上设有若干沿纵长方向延伸的凹凸纹。
[0010]作为优选的，所述正向入射面为凹面、凸面或平面之中的一种。
[0011]作为优选的，所述透镜的长度大于或等于150mm，所述正向入射面的宽度在2?80mm之间。
[0012]作为优选的，在垂直于所述透镜沿伸方向的投影上，所述正向入射面距离所述LED光源最近的点为第一近点，第一焦点、第二焦点和第三焦点与所述第一近点距离之间的距离均在2~80mm之间。
[0013]本实用新型还提供一种LED灯具，具有透镜、电路基板和LED光源，LED光源安装于电路基板上且位于所述凹槽之中，所述透镜沿纵长方向延伸；所述透镜设有容纳光源的凹槽，所述凹槽沿纵长方向延伸，所述凹槽的内壁面包括正向入射面、第一侧向入射面和第二侧向入射面；所述透镜具有相对设置的第一反射面和第二反射面；所述透镜具有出射面，出射面为凸面和平面的组合或者凹面与平面的组合；其中，部分光线进入所述第一侧向入射面后被所述第一反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线进入所述第二侧向入射面后被所述第二反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线经由所述正向入射面向所述出射面射出。
[0014]本实用新型的LED灯具采用了沿纵长方向延伸的透镜，透镜设置沿纵长方向延伸的、容纳LED光源的凹槽，这样，多个LED光源可以共用一个透镜，达到预计的光学效果的同时，有利于简化组装，降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型第一实施例的具有透镜的LED灯具，其中，图1 (a)为LED灯具的组装图，图1(b)为的透镜的横截面的示意图，图1(c)为透镜的另一角度的立体图； [0016]图2为本实用新型第二实施例的透镜的立体图；
[0017]图3为本实用新型第三实施例的透镜，其中，图3 (a)为透镜的立体图，图3 (b)为透镜的横截面示意图；
[0018]图4为本实用新型第四实施例的透镜，其中，图4(a)为透镜的立体图，图4(b)为透镜的横截面示意图；
[0019]图5为本实用新型第五实施例的透镜，其中，图5 (a)为透镜的立体图，图5 (b)为透镜的横截面示意图；
[0020]图6为本实用新型第六实施例的透镜，其中，图6(a)为透镜的立体图，图6 (b)为透镜的横截面示意图；
[0021]图7为本实用新型第七实施例的透镜，其中，图7(a)为透镜的立体图，图7 (b)为透镜的横截面示意图。
[0022]附图标号说明:
[0023]电路基板10 ;LED光源20 ；透镜30 ；
[0024]出射面31Aa、31Ab、31Ac、31Ba、31Bb、31Bc、31Ca、31Cb、31Cc、31Da、31Db、31Dc、31Ea、31Eb、31Ec、31Fa、31Fb、31Fc、31Ga、31Gb、31Gc ；
[0025]第一反射面32 ； 第二反射面33 ；
[0026]正向入射面34A、34B、34C、34D、34E、34F、34G ；
[0027]第一侧向入射面35; 第二侧向入射面36;
[0028]凹凸纹37; 第一焦点A ; 第二焦点B;
[0029]第三焦点C ； 第一近点O。
【具体实施方式】[0030]以下结合具体实施例阐述本实用新型的具有透镜的LED灯具的构造。以下各个实施例之中，所用的方位词均是以图1图面所示的方位为基准，因此，当其他图面之中的物体的摆放方向发生变动时，方位也相应发生改变。
[0031]实施例1
[0032]请参照图1 (a)所示，LED灯具包括电路基板10、固定于电路基板10的LED光源20(即LED灯珠)和透镜30，其中，LED光源20在电路基板10上依序排列成直线，透镜覆盖了LED光源20。LED灯具还具有外壳(未图示)，电路基板10和透镜30都固定于外壳上。
[0033]请参照图1(b)和图1(c)所示，透镜30为塑料材质，呈条形状，透镜的延伸方向定义为长度方向(即纵向)，透镜30的长度L大于或等于150mm。透镜30的下部分设有凹槽，凹槽也沿纵长方向延伸，凹槽用于放置LED光源20。
[0034]请参照图1(b)所示，从垂直于长度方向的横截面上看，透镜30具有位于上面的出射面，位于两侧的第一反射面32和第二反射面33。凹槽的内壁面划分为三个部分，分别为正向入射面34A，与第一反射面32相应的第一侧向入射面35，与第二反射面33相应的第二侧向入射面36，第一侧向入射面35和第二侧向入射面36均为平面，且相互平行。
[0035]出射面是包括平面部分31Aa和31Ac，平面部分31Aa和31Ac之间为相对平面部分(31Aa、31Ac)向上凸出的凸面31Ab，正向入射面34A为平面部分(31Aa、31Ac)向下凸出的凸面。第一侧向入射面35和第二侧向入射面36垂直于出射面的平面部分31Aa和31Ac。
[0036]定义第一反射面32与第一侧向入射面35形成的焦点为第一焦点A,定义第二反射面33与第二侧向入射面36形成的焦点为第二焦点B ;定义正向入射面34a与出射面的中间部分(本实施例之中为凸面31Ab)形成的焦点为第三焦点C。
[0037]请参照图1(b)和图1(c)所示，正向入射面34a的宽度Wl在2?80mm之间，第一焦点A、第二焦点B和第三焦点C两两之间的距离小于或等20mm。第一焦点A、第二焦点B和第三焦点C形成的范围定义为焦柱，LED光源20设置于焦柱范围内以利于光的射出。以下其他实施例之中，第一焦点A、第二焦点B在图面上省略了标示。
[0038]第一反射面32和第二反射面33可以对称设置,也可以不对称设置。本实施例之中，第一反射面32和第二反射面33对称设置，并且第一反射面32和第二反射面33均为同一抛物线的部分。请参照图1(b)所示，所述正向入射面34a距离所述LED光源10最近的点为第一近点0，第一焦点A、第二焦点B、第三焦点C与所述第一近点O距离之间的距离Hl均在2?80mm之间。
[0039]实施例2
[0040]请参照图2所示，为本实用新型的第二个实施例的透镜的横截面示意图，区别于第一实施例在于，出射面的平面部分31Bc上设有若干沿纵长方向延伸的凹凸纹37，凹凸纹37的宽度和深度都比较小，并不影响出射面的整体形貌，出射面的平面部分31Bc整体仍为平面，这样，凹凸纹37的设置有利于将光线的折射散开。应当理解的是，凹凸纹37可以布满整个出射面的凸面部分或者凹面部分，也可以分布于出射面的平面部分。
[0041]实施例3
[0042]请参照图3 (a)和图3 (b)所示，图3 (b)为本实用新型的第三个实施例的透镜的横截面示意图，区别于第一实施例在于，正向入射面34C相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)凹入，出射面是包括平面部分31Ca和31Cc，平面部分31Ca和31Cc之间为相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)凹入的凹面31Cb。
[0043]实施例4
[0044]请参照图4(a)和图4(b)所示，图4(b)为本实用新型的第四个实施例的透镜的横截面示意图，区别于第一实施例在于，正向入射面34D为平面，出射面是包括平面部分31Da和31Dc，平面部分31Da和31Dc之间为相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)向上凸出的凸面 3IDb ο
[0045]实施例5
[0046]请参照图5(a)和图5 (b)所示，图5 (b)为本实用新型的第五个实施例的透镜的横截面示意图，区别于第一实施例在于，正向入射面34E为平面，出射面是包括平面部分31Ea和31Ec，平面部分31Ea和31Ec之间为相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)凹入的凹面3 IEb ο
[0047]实施例6
[0048]请参照图6(a)和图6 (b)所示，图6 (b)为本实用新型的第六个实施例的透镜的横截面示意图，区别于第一实施例在于，正向入射面34F为相对出射面的平面部分(31Ca、3ICc)向下凸出，出射面是包括平面部分3IFa和3IFc，平面部分3IFa和3IFc之间为相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)凹入的凹面31Fb。
[0049]实施例7
[0050]请参照图7(a)和图7 (b)所示，图7 (b)为本实用新型的第七个实施例的透镜的横截面示意图，区别于第一实施例在于，正向入射面34G为相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)凹入的凹面，出射面是包括平面部分31Ga和31Gc，平面部分31Ga和31Gc之间也为相对出射面的平面部分(31Ca、31Cc)向上凸出的凸面31Gb。
[0051]本实用新型的具有透镜的LED灯具，具有以下优点:
[0052](I)透镜采用塑料材质，有利于成型，降低生产成本，且重量轻；
[0053](2)透镜采用条形，使得多个依序排列成直线的LED光源无需一一配置聚光杯，多个LED光源共用透镜，极大地方便了安装，简化了安装程序，有利于降低成本；
[0054](3) LED光源设置于焦柱范围内，能够尽量将光线以最优的入射角度进行传播，不同的透镜的实施方案就有不同的光效，满足不同的使用场合；
[0055](4)第一反射面和第二反射面为抛物面，利于LED光源的的反射；
[0056](5)相对于LED光源呈现矩阵式排列的灯具，透镜的排布亦可以为相互并排，以达到简化结构的效果，并且有利于光学效果的加强；
[0057](6)透镜的长度L大于或等于150mm，正向入射面的宽度Wl为2?80mm，第一焦点A、第二焦点B和第三焦点C与第一近点距离之间的距离Hl均为2?80mm,通过参数的设置，使得LED光源的照射效果更佳，光形良好；
[0058](7)在出射面为平面时，设置一些宽度和深度都比较小的凹凸纹，并不影响整体形貌，这样，有利于将光线的折射散开；
[0059](8)出射面为凸面和平面的组合，或者凹面与平面的组合，且平面部分对应第一反射面和第二反射面，凸面部分或者凹面部分对应于正向入射面，这样，灵活的组合，可以获得良好的光学效果。
[0060]应当理解的是，在所有面与面之间连接处加以倒角，或在某些面增加或者减少材料是本领域的常用技术手段。本实用新型的具有透镜的LED灯具，尤其适用于洗墙灯、投光灯、泛光灯、路灯等。
[0061]以上所述，仅仅是本实用新型的较佳实施例而已，熟悉本领域的普通技术人员仍可能基于本创作的教示及揭示，作出种种不背离本创作精神的替换与修饰，本创作的保护范围不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本创作的替换及修饰，均为本专利申请的权利要求书所主张。
【权利要求】
1.一种透镜，其特征在于，所述透镜沿纵长方向延伸；所述透镜设有容纳光源的凹槽，所述凹槽沿纵长方向延伸，所述凹槽的内壁面包括正向入射面、第一侧向入射面和第二侧向入射面；所述透镜具有相对设置的第一反射面和第二反射面；所述透镜具有出射面，出射面为凸面和平面的组合，或者为凹面与平面的组合；其中，部分光线进入所述第一侧向入射面后被所述第一反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线进入所述第二侧向入射面后被所述第二反射面反射，再通过所述出射面射出；部分光线经由所述正向入射面向所述出射面射出。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜为塑料材质，所述透镜第一反射面和所述第二反射面均为抛物面，所述第一侧向入射面和所述第二侧向入射面为平面，所述第一侧向入射面和所述第二侧向入射面相互平行，所述出射面的平面部分与所述第一侧向入射面、所述第二侧向入射面呈垂直。
3.根据权利要求2任一所述的透镜，其特征在于，所述第一反射面与所述第一侧向入射面形成的焦点为第一焦点，所述第二反射面与所述第二侧向入射面形成的焦点为第二焦点，所述正向入射面和所述出射面的凸面部分或者凹面部分形成的焦点为第三焦点，第一焦点、第二焦点和第三焦点两两之间的距离小于或等于20mm。
4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述出射面为两侧平面，中间为凸面或者凹面。
5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述出射面的凸面部位或者凹面部分对应于正向入射面，部分光线进入所述第一侧向入射面后被所述第一反射面反射，再通过所述出射面的平面部位射出；部分光线进入所述第二侧向入射面后被所述第二反射面反射，再通过所述出射面的平面部位射出；部分光线经由所述正向入射面向所述出射面的凸面部位或者凹面部位射出。
6.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述出射面上设有若干沿纵长方向延伸的凹凸纹。
7.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述正向入射面为凹面、凸面或平面之中的一种。
8.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜的长度大于或等于150mm，所述正向入射面的宽度在2?80mm之间。
9.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，在垂直于所述透镜沿伸方向的投影上，所述正向入射面距离LED光源最近的点为第一近点，第一焦点、第二焦点和第三焦点与所述第一近点距离之间的距离均在2?80_之间。
10.一种LED灯具，其特征在于，具有权利要求1至9任一所述的透镜，还具有电路基板和LED光源，LED光源安装于电路基板上且位于所述凹槽之中。
【文档编号】F21Y101/02GK203595076SQ201320822246
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】刘炜斌 申请人:刘炜斌