一种用于离散led光源的配光透镜及灯具的制作方法_3

文档序号:8729108阅读:来源:国知局
离散LED光源,也可以达到和整体为芯片COB集成封装的LED光源相同的出光效果,降低了相关产品的生产成本。
[0048]进一步的,所述子光源A,可以为一个单个的LED光源(单颗的LED光源或者单个芯片封装的LED光源),也可以为由至少2个的相对独立的次级子LED光源(次级子光源为单颗的LED光源或者单个芯片封装的LED光源)所构成子光源模块。
[0049]当子光源为单个的LED光源构成时,通过离轴子入射端面与该子光源相对应,并且该子光源所发出部分的光线通过该子入射端面的调节后成为与所述透镜本体中心轴平行的子入射端面轴线的轴上光线或者近轴光线。
[0050]当子光源为至少2个的相对独立的次级子LED光源构成子光源模块时(某些情况下子光源并非是独立的LED光源,而是由2个以上相对集中分布的LED光源构成的,比如说三三两两或者三五成群的分布在一个相对集中的区域内(此处的相对集中分布是相比于其他子光源或子光源模块而言)),这种情况下,用一个子入射端面与子光源模块相对应(子光源模块的中心点即是改子光源的中心点),该子入射端面将所对应的子光源模块所发出部分的光线调节成为与该子入射端面同轴的轴上光线或者近轴光。
[0051]本实用新型透镜的主入射端面中心位置具有向透镜本体底部方向凸起的中心子入射端面,其作用是与光源模块中的中心子光源相对应;配光透镜使用时,与透镜匹配的光源模块的中心位置往往也具有相应子光源,对于这部分子光源所发出的绝大部分的光线,理论上不需要经过子入射端面的调整,仅仅只是通过透镜本体其他功能面的配合作用也可以形成与透镜本体中心轴同轴的轴上光;但是在透镜入射端面中心具有相应的子入射端面可以实现更好的光学效果。
[0052]特别是当透镜中心轴上的子光源为子光源模块时,为提高光源的利用效率同时减少离轴子入射端面加工的成本,在使用时往往会在透镜中心位置的子光源模块中尽量多排布一些次子光源,以提高中心子光源模块的发光强度;此时中心子入射端面的设置显得由为重要,因为当中心光源为子光源模块时,其子光源模块的面积相对于单颗的LED光源或者单个芯片封装的LED光源的面积要大许多,而且次子光源之间也具有相对离散的特性;此时各个中心次子光源所述发出的光线若不经过中心子入射端面的汇聚和调整作用,难以在出射光场形成与透镜本体中心轴同轴,且照度相对集中的光斑。
[0053]进一步的,如图1、图3、图4所示,所述入射孔14的侧面为入射侧面14_1,所述入射侧面14-1为圆柱面或者圆锥面,具体面型根据出光效果以及加工工艺而定。
[0054]作为一种优选,图4所示,所述透镜的主入射端面11-1和,或子入射端面11-2上附着有次级透镜15阵列(小凸起透镜阵列);所述次级透镜15向透镜本体底部方向凸起。(小凸起透镜阵列面的阵列方式可以是环形阵列也可以为行列阵列)所述次级小凸起透镜列阵可将上述照明光场中频段的分布不均匀现象进行匀化,这样通过透镜中间端面入射的光就,能在光场呈现大致均匀过度的光斑。
[0055]进一步的,所述透镜的主入射端面11-1、子入射端面11-2和,或入射侧面14-1为雾化表面。次级小凸起透镜阵列面15的设置能够较好地调制低频率的空间不均匀分布,但是会带来一些较高频率的照明光场分布不均,为了克服这种较为高频率的空间不均匀分布,这样通过将入射面进行雾化处理能在光场呈现较为圆润过度的光斑,同时可以提高中心光强。
[0056]进一步的,所述子入射端面的曲率根据照明光场需要的角度及分布而定。
[0057]进一步的,如图1、图3或图4所示所述透镜本体还包括全反射面13,所述全反射面13位于透镜本体10的侧面,底部与透镜本体10底面相连,入射到透镜侧面的光线经过所述全反射面13的全反射作用后入射到透镜本体的出射面12上,并经过透镜出射面12的折射作用后,最后出射到透镜本体的顶部空间。
[0058]作为一种优选,如图3、图4所不,所述全反射面13包括子反射面16,所述子反射面16为平面或者曲面,相互离散拼接如鳞片状分布在所述全反射面13上,它们对不同立体角范围内的光线分别进行控制,让它们按需要投射到照明光场,使全反射分形成的光斑相互叠加相互补充,形成较为理想的光斑。
[0059]进一步的,所述透镜的出射面12为平面、轴对称曲面、平面与轴对称曲面组合面或者至少两个轴对称曲面组合面。
[0060]进一步的,所述出射面12为抛光面、雾化表面或小凸起透镜列阵面,这样可以进一步使光斑圆润过度。
[0061]进一步的,由于本实用新型透镜的设计是根据光源结构分布来设计的,因此在使用时与光源有相对严格的对应关系,要防止透镜在装配时在轴向转动,因此本实用新型透镜具有定位装置18来防止安装和使用所述透镜时与匹配光源之间的相对滑动,或者旋转错位。
[0062]作为一种优选,如图1、图3所示,本透镜具有安装面17,所述安装面可设置透镜本体的底部或者顶部,方便本透镜的安装使用。
[0063]作为一种优选,所述定位装置18可设置于安装面17上,这样可以最好的保护透镜本体的功能面的完整性,同时这样可以透镜的安装定位更加便捷;使用过程中和光源组之间的系统结构稳定可靠。
[0064]进一步的,本专利所述透镜与其对应的光源可以根据需要配合适当的电源组件、散热组件以及其他结构组件共同组成LED灯具,该灯具具有成本低廉,光斑质量优良的特点。
[0065]实施例1
[0066]如图3、图4所示,本实施例中包括6个子光源(其中5个离轴子光源和一个中心子光源),其中5个离轴子光源都是单个的LED光源或者芯片封装的单颗LED光源,5个离轴子光源相对于透镜本体的中心轴为离轴均匀分布,本实施透镜的入射孔顶部端面为曲面,在顶部端面的曲面上设有与5个离轴子光源分别对应的离轴子入射端面;并且在透镜主入射端面的中心还设置一个中心子入射端面与中心子光源相对应,本实施中的子入射端面为球面;工作时,将6个子光源分别对准对应子入射端面的球面中心(6个子球面的球心位置相对于透镜入射孔侧面旋转轴的离轴量与各自对应光源中心相对于透镜入射孔侧面旋转轴的离轴量相同,或者子光源与对应子曲面的中心轴的偏移量< I倍子光源最大半宽度)对应子球面将子光源所发出部分的离轴光线调整成与透镜本体中心轴平行的子入射端面对称轴线的轴上光或者是近轴光,这样每颗子光源都会在其对应子入射端面的作用下成像一个轴上主光斑,同时会在其他两个入射端面的作用下成像5个副光斑。因此最终照明场会存在6个几乎完全重合的主光斑,30个离散的副光斑。
[0067]此外,本实施例中的主入射端面和子入射端面上,具有次子曲面,这些次子曲面形成小透镜阵列,通过小透镜的匀化可以使6个主光斑及30个副光斑均匀的融合过渡,达到理想的照明效果。
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