Led透镜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种LED透镜，包括：聚光部，所述聚光部的周壁为全反射面，所述聚光部的底壁设有向上凹入的适于放置光源的凹槽，所述凹槽的周壁构成第一入射面，所述凹槽的顶壁构成第二入射面；散光部，所述散光部设在所述聚光部的顶部，所述散光部的上表面设有多个向上凸起的光出射部，所述多个光出射部彼此相连以限定出大体矩形的出射面，其中每个所述光出射部在所述散光部的上表面上的投影为四条边向内凹的菱形。根据本实用新型的LED透镜，能够更加容易地生成类似矩形的光斑，且对LED透镜的尺寸以及光源尺寸要求不高。
【专利说明】LED透镜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学领域，特别涉及一种LED透镜。
【背景技术】
[0002]目前使用较多的类似矩形透镜形成的光斑近似椭圆，如果要求发光角度不大时很难出现矩形的效果。原因为:光线从光源发出后经过透镜，中间光线比较集中，当光线向两边折射时，中间的光强也会强一些，如果两个方向发光角度相差不大时，形成的往往是椭圆光斑。
[0003]另一类透镜在透镜以及光源尺寸条件允许的条件下，能够经过透镜形成近乎0°发光角度，而后光线经过上表面向不同方向折射，最终形成矩形光斑，此类透镜技术要求较高。因为首先小角度透镜形成是需要有很多限制条件的，光源尺寸相对于透镜足够小时才能形成较小角度透镜。实际情况中。透镜的尺寸与光源的尺寸有很多限制因素，达不到形成近乎0°透镜的条件。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种LED透镜，该LED透镜对透镜的尺寸以及光源的尺寸要求不高，容易实现形成类似矩形的光斑。
[0005]根据本实用新型的LED透镜，包括:聚光部，所述聚光部的周壁为全反射面，所述聚光部的底壁设有向上凹入的适于放置光源的凹槽，所述凹槽的周壁构成第一入射面，所述凹槽的顶壁构成第二入射面；散光部，所述散光部设在所述聚光部的顶部，所述散光部的上表面设有多个向上凸起的光出射部，所述多个光出射部彼此相连以限定出大体矩形的出射面，其中每个所述光出射部在所述散光部的上表面上的投影为四条边向内凹的菱形。
[0006]根据本实用新型的LED透镜，能够更加容易地生成类似矩形的光斑，且对LED透镜的尺寸以及光源尺寸要求不高。
[0007]根据本实用新型的LED透镜还可以具有如下附加的技术特征。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽为回转体结构。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述第二入射面为向下凸出的曲面。由此，使得经由第二入射面的光线向中间汇聚，提高了光斑的均匀度。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽的横截面积在从下到上的方向上逐渐减小。
[0011 ] 根据本实用新型的一个实施例，所述聚光部为回转体结构。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述聚光部的横截面积在从下到上的方向上逐渐增大。由此，使得光线向内聚集，至少在一定程度上提高了光斑的亮度。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，每个所述光出射部的两条对角线均为曲线，所述曲线的中间部分的倾斜角度小于所述曲线的两个端部的倾斜角度。
[0014]实用新型根据本实用新型的一个实施例，每个所述光出射部的顶部为向上凸出的曲面。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述LED透镜为PC件或PMMA件。由此，在保证LED透镜透明度的前提下，简化了 LED透镜的加工难度，且LED透镜耐磨性和电气绝缘性得到了提升。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本实用新型实施例的LED透镜的侧面剖视图；
[0019]图2是根据本实用新型实施例的LED透镜的立体图；
[0020]图3是根据本实用新型实施例的LED透镜的光线出射示意图；
[0021]图4是根据本实用新型实施例的光出射部的立体示意图；
[0022]图5是根据本实用新型实施例的光出射部的俯视图；
[0023]图6是根据本实用新型实施例的光出射部的侧视图；
[0024]图7是根据本实用新型实施例的光出射部的另一个视角的侧视图；
[0025]图8是根据本实用新型实施例的LED透镜在软件环境中模拟形成的光斑图。
[0026]附图标记:LED透镜100,聚光部I,散光部2,全反射面11,第一入射面12,第二入射面13，散光部2，光出射部211，出射面21，对角线210，空腔101，凹槽102。
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0028]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]下面参照图1至图8对根据本实用新型实施例的LED透镜100进行详细描述。
[0033]根据本实用新型实施例的LED透镜100，可以包括:聚光部I和散光部2。
[0034]其中，如图1至图3所示，聚光部I为实体，聚光部I的周壁为全反射面11，聚光部I相对于外界的空气为光密介质，光线从聚光部I (即，光密介质)射向外界的空气(即，光疏介质)时，光线不会发生折射，而是全部反射回到聚光部I内。
[0035]如图1至图3所示，聚光部I的底壁设有向上凹入的适于放置光源的凹槽102，该光源可以为LED光源，但不限于此，同时光源可以为圆形面光源或者其他形状的面光源。
[0036]参照图1所示，凹槽102的周壁构成第一入射面12，凹槽102的顶壁构成第二入射面13。光线可以穿过第一入射面12和第二入射面13进入到聚光部I内。
[0037]具体地，从光源发出的一部分光线经过第一入射面12的折射到达全反射面11，经过全反射作用改变了光线的方向，使得绝大多数光线向上出射。另一部分光线经过第二入射面13发生折射，使得光线直接向上出射。由此，聚光部I改变了光线的角度，使得光源发出的光线在一定程度上得到了聚集。
[0038]如图1至图3所示，散光部2设在聚光部I的顶部，如上述所言，聚光部I为实体，光线在聚光部I内经过全反射后，可以从散光部2出射。
[0039]如图2所不,散光部2的上表面设有多个向上凸起的光出射部211,多个光出射部211彼此相连以限定出大体矩形的出射面21。也就是说，出射面21并不是一整块平滑的曲面，而是由多个小的透镜单元(即，光出射部211)拼接而成。
[0040]具体地，如图5所示，每个光出射部211在散光部2的上表面的投影为四条边向内凹的菱形。也就是，每个光出射部211的底面的形状为菱形，每个光出射部211的底面的四条边向内凹入，每个光出射部211的上表面向上凸起且为圆滑过渡的曲面。
[0041]下面参照附图详细描述矩形光斑的形成过程。
[0042]如图3所示，光源发出光线后，一部分光线经过第一入射面12的折射到聚光部I内部，光线经过全反射面11的全反射作用，改变方向向上经由出射面21出射。另一部分光线经过第二入射面13发生折射后进入到聚光部I内后直接由出射面21出射。由于出射面21是由多个具有特殊构造的光出射部211组成，光线在从光出射部211的底部入射后，光出射部211会将光线向非对角线的方向发散，最终形成类似矩形的光斑。
[0043]根据本实用新型实施例的LED透镜100，通过聚光部I将光源的光线汇聚，然后经过由多个光出射部211组成的出射面21后形成类似矩形的光斑，经由该LED透镜100的光源更容易生成类似矩形的光斑，且对LED透镜100的尺寸以及光源尺寸要求不高。
[0044]在本实用新型的一些具体实施例中，如图1至图3所示，凹槽102形成为回转体结构。
[0045]进一步地，凹槽102的横截面积在从下到上的方向上逐渐减小。
[0046]在本实用新型的一些实施例中，如图1和图3所示，第二入射面13形成为向下凸出的曲面。由此，使得经由第二入射面13的光线向中间汇聚，提高了光斑的均匀度。
[0047]在本实用新型的一些示例中，如图1至图3所示，聚光部I形成为回转体结构。进一步地，如图1和图3所示，聚光部I的横截面积在从下到上的方向上逐渐增大。可选地，聚光部I可以构造为上大下小的圆台。由此，使得光线向内聚集，至少在一定程度上提高了光斑的亮度。
[0048]在本实用新型的一些实施例中，如图4至图7所示，每个光出射部211的两条对角线210均为曲线，曲线的中间部分的倾斜角度小于曲线的两个端部的倾斜角度。
[0049]具体而言，每条对角线210的中间部分相对于散光部2的上表面的倾斜角度小于每条对角线210的端部相对于散光部2的上表面的倾斜角度。也就是说，两条对角线210的中间部分相对较平缓，两条对角线210的端部相对较陡。
[0050]根据本实用新型的一些具体示例，如图1和图3所示，全反射面11形成为外凸的曲面。聚光部I的外周壁(即，全反射面11)为朝向远离凹槽102的方向(即，如图1所示的外方向)凸出的面。由此，进一步提高了全反射面11将光线向内聚集的能力。
[0051]在本实用新型的一些实施例中，如图4、图6和图7并结合图1所示，每个光出射部211的顶表面为向上凸起的曲面。如上述所言，散光部2的上表面上设有多个光出射部211，每个光出射部211的顶表面(B卩，如图1所示的上表面)为向上凸起的曲面，每个光出射部211的底表面为平面，多个平面与散光部2的上表面贴合在一起，多个向上凸起的曲面构成了出射面21。
[0052]在本实用新型的一些示例中，LED透镜100为PC (即，聚碳酸酯)件或PMMA (即，聚甲基丙烯酸甲酯)件。由此，在保证LED透镜100透明度的前提下，简化了 LED透镜100的加工难度，且LED透镜100耐磨性和电气绝缘性得到了提升。
[0053]当然，本示例中LED透镜100的材料选择只是一种优选的实施方式，设计人员可以根据实际需要对LED透镜100的材料进行选择。
[0054]在本说明书的描述中，参考术语“ 一个实施例”、“ 一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0055]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种LED透镜，其特征在于，包括: 聚光部，所述聚光部的周壁为全反射面，所述全反射面为外凸的曲面，所述聚光部的底壁设有向上凹入的适于放置光源的凹槽，所述凹槽的周壁构成第一入射面，所述凹槽的顶壁构成第二入射面； 散光部，所述散光部设在所述聚光部的顶部，所述散光部的上表面设有多个向上凸起的光出射部，所述多个光出射部彼此相连以限定出大体矩形的出射面，其中每个所述光出射部在所述散光部的上表面上的投影为四条边向内凹的菱形。
2.根据权利要求1所述的LED透镜，其特征在于，所述凹槽为回转体结构。
3.根据权利要求1所述的LED透镜，其特征在于，所述第二入射面为向下凸出的曲面。
4.根据权利要求2所述的LED透镜，其特征在于，所述凹槽的横截面积在从下到上的方向上逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的LED透镜，其特征在于，所述聚光部为回转体结构。
6.根据权利要求5所述的LED透镜，其特征在于，所述聚光部的横截面积在从下到上的方向上逐渐增大。
7.根据权利要求1所述的LED透镜，其特征在于，每个所述光出射部的两条对角线均为曲线，所述曲线的中间部分的倾斜角度小于所述曲线的两个端部的倾斜角度。
8.根据权利要求1所述的LED透镜，其特征在于，每个所述光出射部的顶部为向上凸出的曲面。
9.根据权利要求1所述的LED透镜，其特征在于，所述LED透镜为PC件或PMMA件。
【文档编号】F21V5/04GK204227312SQ201420594847
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】张连祥, 徐惠, 王钊 申请人:惠州比亚迪实业有限公司