双自由曲面LED透镜的制作方法

本实用新型涉及LED照明技术领域，具体涉及一种用于无导光板侧入式平面照明的双自由曲面LED透镜。

背景技术：

LED作为一种高效、节能的照明光源，在照明领域已经得到普遍应用。其中侧入式LED平板灯以其轻薄、出光均匀、光线柔和等特点受到一致好评，但一般侧入式平板灯，为了实现出光均匀一般都与导光板搭配适用，而导光板会引起耦合效率低、损耗大、成本高等问题。因此，迫切需求一种光学元件来替代导光板，实现均匀出光的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够在LED透镜侧方形成大范围均匀照明光斑，且适用于侧入式无导光板LED平板灯的双自由曲面LED透镜。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种双自由曲面LED透镜，包括透镜本体，所述透镜本体具有底面，所述底面的中部向内凹陷形成用于容纳LED光源的凹腔，所述凹腔为沿橄榄球的长轴剖切的半个橄榄球形；所述凹腔所在透镜本体上的弧形曲面为入光面，所述透镜本体包围所述底面的外表面为出光面；所述透镜本体上出光面与所述底面连接处对应于所述凹腔的长轴方向分别设有第一凹陷部，所述第一凹陷部的中心设置有缺口，所述缺口整体形状为半圆锥形，以朝向所述凹腔的方向为内，背向所述凹腔的方向为外，所述缺口的底面朝外，顶点朝内。

作为本实用新型的一种改进，所述出光面为非连续的第一自由曲面，所述入光面为连续的第二自由曲面。

作为本实用新型的一种改进，以经过所述凹腔的长轴的垂直于所述底面的平面为基准面，所述第一自由曲面与所述第二自由曲面分别关于所述基准面对称；所述透镜本体的底面关于所述基准面对称。

作为本实用新型的一种改进，所述第一自由曲面的最高点到所述底面的距离大于所述第二自由曲面的最高点到所述底面的距离。

作为本实用新型的一种改进，所述透镜本体为一体成型。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点：

其一，本实用新型的双自由曲面LED透镜，通过底面的中部向内凹陷形成LED凹腔，用于容纳LED光源的凹腔，将凹腔整体设计成沿橄榄球的长轴剖切的半个橄榄球形；凹腔所在透镜本体上的弧形曲面为入光面，透镜本体包围底面的外表面为出光面；使得光线经过透镜折射和散射出来的光线均匀射出。为了实现能够在LED透镜侧方形成大范围均匀照明光斑，通过透镜本体上出光面与底面连接处对应于凹腔的长轴方向分别设有第一凹陷部，第一凹陷部的中心设置有缺口，缺口整体形状为半圆锥形，以朝向所述凹腔的方向为内，背向所述凹腔的方向为外，缺口的底面朝外，顶点朝内。综上结构设计的改变，本实用新型的双自由曲面LED透镜可实现能够在LED透镜侧方形成大范围均匀照明光斑，且适用于侧入式无导光板LED平板灯。

其二，本实用新型双自由曲面LED透镜采用透明材质一体成型，出光效率高，成本低且易于加工成型。

其三，本实用新型的双自由曲面LED透镜结构简单，设计巧妙，首先由入光面对光源入射光线进行均匀汇聚，其次由出光面对出射光线方向进行有效控制，进而实现在LED透镜侧方大范围均匀照明，有利于节省光源，降低光损失，出光效率高；还有利于降低成本低。

附图说明

图1为本实用新型的一种双自由曲面LED透镜的立体结构示意图。

图2为本实用新型的一种双自由曲面LED透镜的结构示意图。

图3为本实用新型的一种双自由曲面LED透镜的剖示图。

图4为本实用新型的一种双自由曲面LED透镜的光斑示意图

图中标示对应如下：

10-透镜本体；

101-底面； 102-凹腔；

103-入光面； 104-出光面；

105-第一凹陷部； 106-缺口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1～3所示，本实施例提供的一种双自由曲面LED透镜，包括透镜本体10，所述透镜本体10具有底面101，所述底面101的中部向内凹陷形成用于容纳LED光源的凹腔102，所述凹腔102为沿橄榄球的长轴剖切的半个橄榄球形，用于容纳发光二极管；所述凹腔102所在透镜本体10上的弧形曲面为入光面103，所述透镜本体10包围所述底面101的外表面为出光面104；所述透镜本体10上出光面104与所述底面101连接处对应于所述凹腔102的长轴方向分别设有第一凹陷部105，所述第一凹陷部105的中心设置有缺口106，所述缺口106整体形状为半圆锥形，以朝向凹腔102的方向为内，背向凹腔102的方向为外，所述缺口106的底面朝外，顶点朝内。

如图3所示，优选的，所述出光面104为非连续的第一自由曲面，所述入光面103为连续的第二自由曲面。可以对光线进行汇聚，调整通过投影本体后射出光线区域。

优选的，以经过凹腔102的长轴的垂直于底面101的平面为基准面，所述第一自由曲面与所述第二自由曲面分别关于所述基准面对称。

如图3所示，优选的，所述透镜本体10的底面101同样关于所述基准面对称。

优选的，如图3所示，根据光线进入LED透镜的透镜本体10进行折射和散射，为了得到大范围均匀照明光斑，提高亮度，减少光衰，所述透镜 本体10上第一自由曲面的最高点到所述底面101的距离大于所述透镜本体10上第二自由曲面的最高点到所述底面101的距离。

如图2～3所示，为了方便安装，所述透镜本体10的底面101呈两个圆形面相交形，且两圆面相交的部分的面积小于其中任意一个半圆。所述透镜本体10的底面101所在的平面与该双自由曲面LED透镜的中轴线相垂直。底面101连接着出光面104与入光面103的边缘。但由于其中部向上凹陷而形成一凹腔102，所以底面101呈圆环形，凹腔102大致呈半个橄榄球形，用于收容发光二极管，凹腔102的内壁即为该双自由曲面LED透镜的入光面103。

在本实施例中，所述透镜本体10由透明的材质一体成型，如环氧树脂、硅胶、玻璃等。透镜本体10为对称结构，整体大致呈半圆形。采用上述所述的透明材质制成的透镜本体10，具有出光效率高，成本低且易于加工成型的特点，有利于降低生产成本。

需要说明的是：该双自由曲面LED透镜的透镜本体10为对称结构，整体大致呈半圆形，其包括出光面104、入光面103及一连接出光面104与入光面103的底面101。透镜的出光面104并非连续，而是由两个对称的自由曲面构成第一自由曲面，出光面104整体大致呈凸面，但在出光面104中心以及两个自由曲面连接处有一缺口106，可以对光进行发散，以使LED光源发出的光向两侧发散，并在透镜本体10侧方形成大范围均匀照明光斑，适用于侧入式无导光板LED平板灯。

这里还需要特别说明的是：本实用新型的双自由曲面LED透镜结构简单，设计巧妙，首先由入光面103对光源入射光线进行均匀汇聚，其次由出光面104对出射光线方向进行有效控制，进而实现在LED透镜侧方大范围均匀照明，有利于节省光源，降低光损失，出光效率高；还有利于降低成本低。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，均都属于本实用新型的保护范围。