专利名称：一种透镜以及led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于LED光源的配光透镜，更具体地说，涉及一种用于LED光源配光的透镜以及LED灯具。
背景技术：
采用LED光源进行泛光照明时，一般采用反光杯对LED光源进行配光，但是这种方式的配光效果不是很理想，这是因为，LED光源的近轴线部分的光强比较大，但这部分光线不能通过反光杯配光，因此反光杯配出的泛光，总是会出现中间部分的光强偏高。为了获得较为均勻的泛光配光，也有采用凹透镜对LED光源进行配光的，但这种方式对LED光源的光通量的利用率比较低，表现在LED光源的发光角较大的光线无法被利用，最终导致灯具的光效利用率太低。除此之外，还有一类泛光透镜，是在LED光源的聚光全反射透镜的基础上改进而来的，如图1所示，在透镜的出射面1做成密布的网状小凸点或凹坑结构来实现泛光的效果，也有采用出射面磨砂处理的，这些处理方式达到的泛光效果都不够均勻，泛光角度一般较小，而且由于磨砂面或类磨砂的出射面，使光损耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的泛光透镜的上述缺陷，提供一种配光效果好、光损失小的透镜，以及LED灯具。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种透镜，用于LED光源的配光，起泛光作用；所述透镜为回转体，所述透镜的底面设有用于设置LED光源的圆柱形的盲孔，所述盲孔的底部为第一圆锥形凹面，所述盲孔的轴线与所述透镜的轴线重合，所述第一圆锥形凹面的轴线与所述透镜的轴线重合，所述透镜的顶面的中部设有第二圆锥形凹面， 所述第二圆锥形凹面的轴线与所述透镜的轴线重合，所述透镜的侧面为全反射面。在本发明所述的透镜中，所述第一圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为77. 5 82. 5 度。在本发明所述的透镜中，所述第二圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为82. 5 87. 5 度。在本发明所述的透镜中，所述第二圆锥形凹面的顶点到所述透镜的底面的距离小于 IOmm0在本发明所述的透镜中，所述回转体为锥台，所述底面为锥台的两个平面中面积较小的平面。在本发明所述的透镜中，所述透镜由透明材料注塑成型。在本发明所述的透镜中，所述透明材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。在本发明所述的透镜中，所述透明材料的折射率为1. 45 1. 65。在本发明所述的透镜中，所述锥台的锥角为76 84度。
本发明还提供了一种LED灯具，至少包括LED光源，以及如以上所述的泛光用透镜，所述LED光源正对所述透镜底面的盲孔，所述LED光源的光轴与所述透镜的轴线重合。实施本发明的透镜，具有以下有益效果本发明的透镜的底面的盲孔的底部为第一圆锥形凹面，顶面的中部设有第二圆锥形凹面，LED光源的发光角较小的光线经该第一圆锥形凹面折射之后，发光角被第一次放大，再经前端的第二圆锥形凹面折射后，发光角被第二次放大，经过两次折射放大，出射光线发光角变大，近轴线光强较强的光线分散的更为均勻，解决了 LED光源的近轴线部分的光强较大的问题，可以实现更为均勻的泛光配光。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是现有的透镜的示意图；图2是本发明的透镜的优选实施例的示意图；图3是本发明的透镜的优选实施例的主视图；图4是图3中A-A剖面图；图5是本发明的透镜的优选实施例的配光示意图；图6是本发明的透镜的优选实施例的配光效果图。
具体实施例方式本发明的透镜用于LED光源的配光，该透镜为回转体，优选锥台形，透镜的底面设有用于设置LED光源的圆柱形的盲孔，盲孔的底部为第一圆锥形凹面，盲孔的轴线与透镜的轴线重合，第一圆锥形凹面的轴线与透镜的轴线重合，透镜的顶面的中部设有第二圆锥形凹面，第二圆锥形凹面的轴线与透镜的轴线重合，透镜的侧面为全反射面。这样，LED光源的发光角较小的光线经该第一圆锥形凹面折射之后，发光角被第一次放大，再经前端的第二圆锥形凹面折射后，发光角被第二次放大，经过两次折射放大，出射光线发光角变大，近轴线光强较强的光线分散的更为均勻，解决了 LED光源的近轴线部分的光强较大的问题， 可以实现更为均勻的泛光配光。在本发明的透镜中，第一圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为77. 5 82. 5度，第二圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为82. 5 87. 5度，第二圆锥形凹面的顶点到所述透镜的底面的距离小于10mm。中间部分的透镜，尤其是透镜底端的第一圆锥形凹面，以及前端的第二圆锥形凹面，主要作用是对LED发光角比较小的光线起到扩散作用，经第一圆锥形凹面和第二圆锥形凹面折射后的这部分出射光线发光角变大1. 3 1. 5倍。为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图2至图4所示，为本发明的用于LED光源的透镜的一个优选实施例，在本实施例中，透镜100为回转体，在本实施例中该回转体为锥台，锥台的锥角为76 84度，锥台的两个平面中面积较小的平面为透镜100的底面101为平面，面积较大的平面为透镜100的顶面102，透镜100的侧面103即锥台的锥面为全反射面，LED光源发出的光线中发光角度较大的光线在该侧面103上发生全反射，然后经顶面折射后射出。在本实施例中，透镜100的底面101设有用于设置LED光源的圆柱形的盲孔110，CN 102537834 A
盲孔110的直径为d，为了使透镜的尺寸比较小，直径d小于6. 5mm,LED光源尽可能选用直径比较小的LED芯片，在本实施例中盲孔110的直径为5mm。为了能对LED光源近轴线部分的发光角度比较小的光线的发光角度进行放大，盲孔110的底部设为第一圆锥形凹面111， 第一圆锥形凹面111的轴线与透镜100的轴线重合。为了更好实现泛光照明的效果，本实施例种，透镜100的顶面102的中部设有第二圆锥形凹面120，第二圆锥形凹面120的轴线与透镜100的轴线重合，第二圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为82. 5 87. 5度，第二圆锥形凹面的顶点到所述透镜的底面的距离小于10mm。LED光源的发光角较小的光线经该第一圆锥形凹面111折射之后，发光角被第一次放大，再经前端的第二圆锥形凹面120折射后， 发光角被第二次放大，经过两次折射放大，出射光线发光角变大，近轴线光强较强的光线分散的更为均勻，解决了 LED光源的近轴线部分的光强较大的问题，可以实现更为均勻的泛光配光在本实施例中，透镜由透明材料注塑成型，透镜的材料为聚碳酸酯，即PC，其折射率η为1. 59，该透镜的具体参数如下表
盲孔的直径d (mm)5. 0第一圆锥形凹面的母线与轴线的夹角Y (度)80第一圆锥形凹面的顶点到透镜底面的距离1 (mm)4. 4透镜侧面母线与光轴的夹角α (度)40第二圆锥形凹面的母线与轴线的夹角e(度)85第二圆锥形凹面的顶点到透镜底面的距离L(mm)9. 3透镜底面直径(mm)6. 0透镜顶面直径(mm)22. 8透镜的高度h (mm)10图5本发明的透镜与LED光源配合的示意图，LED光源200的发光面与透镜100 的底面重合，LED光源200进入盲孔110的部分的直径小于3mm。有图可以看出，LED光源 100的发光的光线中发光角度较大的光线射向透镜100的侧面103，经侧面103全反射后由透镜100的前端的顶面102射出；LED光源200的发光的光线中发光角度较小的光线经第一圆锥形凹面111折射后发光角被第一次放大，经前端的第二圆锥形凹面120的折射后被第二次放大，经过两次折射放大，出射光线发光角变大，近轴线光强较强的光线分散的更为均勻。这样，经过该透镜100后，光线较为均勻的由透镜100的前端射出，获得比较均勻的光照效果。图6示出了本实施例的透镜的配光效果图，由图可以清楚的看出，在发光角约30 度的范围内，光强分布非常均勻。
需要理解的是，本发明的透镜的参数并不局限于上述实施例的参数。本发明的透镜可以由其他透明材料注塑成型，例如聚甲基丙烯酸甲酯，即PMMA，或者其他透明材料，折射率在1.45 1.65之间。本发明的LED灯具为采用上述透镜的LED灯具，其至少包括LED光源以及上述透镜，LED光源与透镜的位置如图5所示，LED光源正对透镜底面的盲孔，LED的光轴与透镜的轴线重合，LED光源优选发光角度为110 130度的LED光源。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种透镜，用于适配LED光源，其特征在于，所述透镜为回转体，所述透镜的底面设有用于设置LED光源的圆柱形的盲孔，所述盲孔的底部为第一圆锥形凹面，所述盲孔的轴线与所述透镜的轴线重合，所述第一圆锥形凹面的轴线与所述透镜的轴线重合，所述透镜的顶面的中部设有第二圆锥形凹面，所述第二圆锥形凹面的轴线与所述透镜的轴线重合， 所述透镜的侧面为全反射面。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为77. 5 82. 5度。
3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述第二圆锥形凹面的母线与轴线的夹角为82. 5 87. 5度。
4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述第二圆锥形凹面的顶点到所述透镜的底面的距离小于10mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的透镜，其特征在于，所述回转体为锥台，所述底面为锥台的两个平面中面积较小的平面。
6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述透镜由透明材料注塑成型。
7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述透明材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
8.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述透明材料的折射率为1.45 1. 65。
9.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述锥台的锥角为76 84度。
10.一种LED灯具，其特征在于，至少包括LED光源，以及如权利要求1至9任一项所述的透镜，所述LED光源正对所述透镜底面的盲孔，所述LED光源的光轴与所述透镜的轴线重合ο
全文摘要
本发明涉及一种透镜以及LED灯具，用于适配LED光源，该透镜为回转体，透镜的底面设有用于设置LED光源的圆柱形的盲孔，盲孔的底部为第一圆锥形凹面，盲孔的轴线与透镜的轴线重合，第一圆锥形凹面的轴线与透镜的轴线重合，透镜的顶面的中部设有第二圆锥形凹面，第二圆锥形凹面的轴线与透镜的轴线重合，透镜的侧面为全反射面。本发明的透镜的底面的盲孔的底部为第一圆锥形凹面，顶面的中部设有第二圆锥形凹面，LED光源的发光角较小的光线经该第一圆锥形凹面折射之后，发光角被第一次放大，再经前端的第二圆锥形凹面折射后，发光角被第二次放大，经过两次折射放大，出射光线发光角变大，近轴线光强较强的光线分散的更为均匀。
文档编号F21V5/04GK102537834SQ20101062042
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者周明杰, 罗英达 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司