透镜及具有该透镜的LED灯的制作方法

本实用新型涉及照明设备领域，具体地，涉及透镜及具有该透镜的LED灯。

背景技术：

LED灯具有节能、长寿、环保、抗震、色彩丰富等优点，在生产生活中已得到广泛使用。为了使LED灯的灯光照射角度可控，LED灯通常具有用于聚光的透镜。

市面上现有窄角度透镜主要为全反射透镜(见图1)和菲涅尔透镜(见图2)。常规全反射透镜中，灯珠2发出的光经过透镜1的聚光作用后，很难做到全角(发光范围的大小，即光束角)3度左右，要想做到全角3度左右，透镜直径至少要35mm以上，且高度较高，生产时保温时间长，生产费料费时，因此成本高。菲涅尔透镜透镜比较适宜做COB大功率光源，此时全角度一般在10度以上，如果要做超窄出光角度，光源就要设置在焦点上，距离透镜较远，不能完全汇聚LED光源发出的光。因此透镜出光效率低。菲涅尔做超窄角度时，透镜效率低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了透镜及具有该透镜的LED灯，折射光线不需要满足全反射条件就可以发生反射，透镜可以较薄，从而降低制造难度，相对于常规全反射透镜而言，可以大大减少材料。其具体技术方案如下：

一种透镜，所述透镜包括入光面和出光面，所述出光面为平面，所述入光面的中部为光洁弧形凹槽，所述弧形凹槽的宽度沿从所述入光面到所述出光面的方向逐渐减小，所述入光面的两侧具有光洁弧形凸面，所述弧形凸面距所述出光面的距离由所述入光面的中部向两侧逐渐减小，所述弧形凸面上镀有金属反射膜。

通过上述方案，LED灯的灯珠可以设置在弧形凹槽处，灯珠发出的光线从弧形凹槽进入透镜时会发生第一次折射，然后倾斜地照射到出光面并在出光面上发生全反射，然后照射到弧形凸面上。由于弧形凸面上镀有金属反射膜，折射光线在弧形凸面内部不需要满足全反射条件就可以发生反射。由此，透镜可以较薄，从而降低制造难度，相对于常规全反射透镜而言，可以大大减少材料。

此外，弧形凹槽的设置，以及弧形凹槽的宽度沿从入光面到出光面的方向逐渐减小，使得光线第一次折射后的角度更容易达到在出光面上形成全反射所需要的角度，由此能够进一步减小透镜的厚度。

作为对技术方案的改进，所述透镜的中心部位设置有挡光件。

由于透镜中心部位附近光线按折射原理，不能发生全反射到透镜的弧形凸面，因此偏折出去的光线与光心轴线的夹角会比较大，这一部分光束会成为杂散光。通过在透镜的中心部位设置吸光率高的挡光件，能够裁掉这些杂散光。

作为对技术方案的改进，所述透镜的光束角小于3度。

作为对技术方案的改进，所述弧形凹槽和所述弧形凸面之间的连接面为平面。

作为对技术方案的改进，所述弧形凸面的外侧具有安装平面。

作为对技术方案的改进，所述透镜的中心部位具有连通所述出光面和所述弧形凹槽的挡光件安装槽，所述挡光件设置在所述挡光件安装槽内，并伸入所述弧形凹槽。

作为对技术方案的改进，所述金属反射膜的材质为银。

还提供了一种LED灯，包括灯珠，还包括透镜，所述透镜包括入光面和出光面，所述出光面为平面，所述入光面的中部为光洁弧形凹槽，所述弧形凹槽的宽度沿从所述入光面到所述出光面的方向逐渐减小，所述入光面的两侧具有光洁弧形凸面，所述弧形凸面距所述出光面的距离由所述入光面的中部向两侧逐渐减小，所述弧形凸面上镀有金属反射膜，所述灯珠设置在所述弧形凹槽中。

作为对技术方案的改进，所述透镜的中心部位设置有挡光件。

作为对技术方案的改进，所述透镜的光束角小于3度。

本实用新型至少具有以下技术效果：

本实用新型提供的透镜的入光面的中部为光洁弧形凹槽，弧形凹槽的宽度沿从入光面到出光面的方向逐渐减小，入光面的两侧具有光洁弧形凸面，弧形凸面距出光面的距离由入光面的中部向两侧逐渐减小，弧形凸面上镀有金属反射膜。由于弧形凸面上镀有金属反射膜，折射光线在弧形凸面内部不需要满足全反射条件就可以发生反射。由此，透镜可以较薄，从而降低制造难度，相对于常规全反射透镜而言，可以大大减少材料。弧形凹槽的设置，以及弧形凹槽的宽度沿从入光面到出光面的方向逐渐减小，使得光线第一次折射后的角度更容易达到在出光面上形成全反射所需要的角度，由此能够进一步减小透镜的厚度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有的全反射透镜的示意图；

图2是菲涅尔透镜的示意图；

图3是本实用新型实施例中透镜的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中透镜的光路图。

主要元件符号说明：

1、0100-透镜，2、0200-灯珠，0110-弧形凸面，0120-弧形凹槽，0130-出光面，0140-安装平面，0300-挡光件，A-入光点，B-第一反射点，C-第二反射点，D-出光点。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本实用新型中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“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、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。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。

在本实用新型中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，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者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。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

请参阅图3、图4，本实施例提供了一种透镜0100，透镜0100是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，常用于给LED灯聚光，其与LED紧密联系在一起能增强光的使用效率和发光效率的透镜，可以根据不同的效果来使用不同的透镜改变LED的光场分布。

该透镜0100由透光性较好的材料制成，优选地，透镜0100为透光塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力)、聚碳酸酯等材料。通过使透镜0100为透光塑料，不但能够降低重量，而且不易破碎。

具体地，透镜0100包括入光面和出光面0130，出光面0130为平面。入光面的中部为光洁弧形凹槽0120，弧形凹槽0120的宽度沿从入光面到出光面0130的方向逐渐减小。入光面的两侧具有光洁弧形凸面0110，弧形凸面0110距出光面0130的距离由入光面的中部向两侧逐渐减小，弧形凸面0110上镀有金属反射膜。

通过上述方案，LED灯的灯珠0200可以设置在弧形凹槽0120处，灯珠0200发出的光线从弧形凹槽0120进入透镜0100时会发生第一次折射，然后倾斜的照射到出光面0130并在出光面0130上发生全反射，然后照射到弧形凸面0110上。由于弧形凸面0110上镀有金属反射膜，折射光线在弧形凸面0110内部不需要满足全反射条件就可以发生反射。由此，透镜0100可以较薄，从而降低制造难度，相对于常规全反射透镜而言，可以大大减少材料。

此外，弧形凹槽0120的设置，以及弧形凹槽0120的宽度沿从入光面到出光面0130的方向逐渐减小，使得光线第一次折射后的角度更容易达到在出光面上形成全反射所需要的角度，由此能够进一步减小透镜0100的厚度。

优选地，透镜0100的中心部位设置有挡光件0300。

由于透镜0100中心部位附近光线按折射原理，不能发生全反射到透镜0100的弧形凸面0110，因此偏折出去的光线与光心轴线的夹角会比较大，这一部分光束会成为杂散光。通过在透镜0100的中心部位设置吸光率高的挡光件0300，能够裁掉这些杂散光。

优选地，透镜0100的光束角小于3度。

在本实施中，光束角指于垂直光束中心线之一平面上，光强度等于50％最大光强度的二个方向之间的夹角。光束角反应在被照墙面上就是光斑大小和光强。同样的光源若应用在不同角度的反射器中，光束角越大，中心光强越小，光斑越大。应用在间接照明原理也一样，光束角越小，环境光强就越大，散射效果就越差。一般而言，窄光束：光束角<20度；中等光束：光束角20～40度，宽光束：光束角>40度。

本实施例中弧形凹槽0120和渡有金属反射膜的弧形凸面0110的设置，能够使光线以近乎平行于光束中心线的角度射出透镜0100，因此，可以极大地减小光束角。进一步地，可以使光束角小于3度，此时光束以高度聚光的状态照射出去。

优选地，弧形凹槽0120和弧形凸面0110之间的连接面为平面。通过上述设置，便于定位以及安装透镜0100。

优选地，弧形凸面0110的外侧具有安装平面0140。通过上述设置，便于定位以及安装透镜0100。

优选地，透镜0100的中心部位具有连通出光面0130和弧形凹槽0120的挡光件安装槽，挡光件0300设置在挡光件安装槽内，并伸入弧形凹槽0120。

优选地，金属反射膜的材质为银。

实施例2

本实施例提供了一种LED灯，具体地，LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用银线或金线连接芯片和电路板，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，最后安装壳体。LED灯具有节能、长寿、环保、抗震、色彩丰富等优点。

该LED灯广泛用于商场、停车场、绿化带、公园旅游景点、住宅小区、城市雕塑、步行街道、大楼台阶等场所。优选地，该LED灯可作为埋地灯用来做装饰或指示照明之用，还有的用来洗墙或是照树，其应用有相当大的灵活性。

具体地，该LED包括灯珠0200，还包括实施例1中的透镜0100。

具体地，如图4所示，LED灯的灯珠0200设置在弧形凹槽0120处，灯珠0200发出的任一光线从弧形凹槽0120进入透镜时会在任一入光点A发生第一次折射，然后倾斜的照射到出光面并在出光面上对应的第一反射点B发生全反射，然后照射到弧形凸面0110上，并在弧形凸面0110上对应的第二反射点C发生第二次全反射，最后在出光点D以近乎平行于光束中心线的角度照射出去。

本实施方式至少具有以下技术效果：

本实施方式提供的透镜0100的入光面的中部为光洁弧形凹槽0120，弧形凹槽0120的宽度沿从入光面到出光面0130的方向逐渐减小。入光面的两侧具有光洁弧形凸面0110，弧形凸面0110距出光面0130的距离由入光面的中部向两侧逐渐减小，弧形凸面0110上镀有金属反射膜。由于弧形凸面0110上镀有金属反射膜，折射光线在弧形凸面0110内部不需要满足全反射条件就可以发生反射。由此，透镜0100可以较薄，从而降低制造难度，相对于常规全反射透镜而言，可以大大减少材料。弧形凹槽0120的设置，以及弧形凹槽0120的宽度沿从入光面到出光面0130的方向逐渐减小，使得光线第一次折射后的角度更容易达到在出光面0130上形成全反射所需要的角度，由此能够进一步减小透镜0100的厚度。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。