专利名称：反射面透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED领域，尤其是一种用于LED灯具照明的透镜。
背景技术：
LED是21世纪具有竞争力的新型固体光源，它具有效率高、光色纯、能耗低、寿命长、可靠耐用、无污染、控制灵活等优点。随着LED技术不断完善，LED的光通量及光效将不断提高。目前单颗白光LED的光通量已经2001m以上，以LED为光源的照明系统不断增多。 LED芯片的出光为Lambertian分布，这样的光场分布，如果不经过合适的光学系统处理而直接应用，在大多数情况下都难以满足照明灯具使用期间所需要达到的性能指标。因此对以LED为光源的照明系统进行二次光学设计是十分必要的。照明系统实现均勻照明则是通过二次光学设计使照明系统在一个给定的区域内形成一个照度均勻的光斑。照明系统一般分为反射型、折射型以及反射-折射混合型，其中反射-折射混合型主要利用全内反射(TIR)技术。LED出光范围大，反射型或折射型照明系统往往很难控制LED的全部出光，IlR利用反射和全反射，可以有效的收集LED大范围的出光，并控制光束分布，保证照明系统结构紧凑。现有的反射型LED透镜的反射率较低，一般在80% ；折射型的LED透镜受到透镜直径等方面的限制，其透光率也仅为90% ；现有的反射-折射混合型的LED透镜的折射部件和反光部件一般是分开的，增加了制造LED灯的工艺成本和加工程序。而且现有的反光部件均需要在反光面上镀反光涂层，比如镀铝涂层等，这也增加了制作LED灯的工艺成本。如图10所述的申请号为200910108644. 1的LED聚光透镜提供了一种有两个折射槽的聚光透镜，但该透镜也不具有反射面的设计，达不到较好的出射效果。
发明内容
本发明提出一种反射面透镜，在普通的折射透镜上集成了反光的功能，而且不需要喷涂反光涂层即可达到较好的反光效果，简化了 LED灯的结构；同时，本发明的反射面透镜还可一体成型，比现有的反射-折射混合型的透镜结构更简洁，通过分段设计的反射面可以更好、更高效地利用LED发出的光。本发明所采用的技术方案如下一种反射面透镜，其一端开设有第一折射槽，另一端开设有第二折射槽，所述第一折射槽和第二折射槽设置于同一中轴线上；所述透镜外壳是透光的，且外表面为喇叭形，其喇叭口自所述第一折射槽的方向朝向所述第二折射槽的方向，在该外表面上设置有多段反射面。当LED置于所述第一折射槽时，LED发出的光经该第一折射槽折射后，从所述第二折射槽所在的喇叭口射出；同时透过该透光透镜外壳的光，被喇叭形的多段反射面反射，也自喇叭口射出。经过本发明的反射面透镜发出的LED能达到各种设定的照明效果，而传统的LED透镜达不到这种效果。更进一步地，所述多段反射面由若干圈反射面依次连接围成喇叭形，即自所述第一折射槽向所述第二折射槽的方向，依次连接的反射面的半径逐渐增大，以形成喇叭形。更优选地，所述每一圈反射面由若干个反射单元依次连接围成，且所述每个反射单元可以为弧面、平面、菱面、钻石面中的一种或几种，但不仅限于这些形状，也可以采用其它任何能够达到本发明所述效果的形状，该面的具体形状可根据光的反射折射效果以及能量守恒定律设计。本发明的反射面透镜一体成型，结构简单，而且不需要反光涂层即可达到反射功能，简化了 LED灯的安装；透光外壳外表面的多段反射面达到了良好的聚光、反光效果，使 LED灯能达到各种设定的照明效果。
附图1为LED芯片相对光强分布曲线；附图2为本发明的反射面透镜结构原理图；附图3为本发明入射光源在目标平面上的照明示意图；附图4为本发明的分段反射面设计原理图；附图5为本发明实施例1的剖视图示意图；附图6为本发明实施例1的透镜模拟的照度数据效果图；附图7为本发明实施例1的透镜模拟的照度数据曲线图；附图8为本发明实施例2的正面透视结构示意图；附图9为本发明实施例2的外表面结构示意图；附图10为现有技术的LED聚光透镜的结构示意图；标号说明第一折射槽1，第二折射槽2，多段反射面3，透镜外壳4，外表面41，外壳卷边42。
具体实施例方式如图8和图9所示，本发明的反射面透镜一端开设有第一折射槽1，另一端开设有第二折射槽2，该第一折射槽1和第二折射槽2设置于同一中轴线上，且均为圆柱形；同时， 透镜外壳4是透光的，且外表面41为喇叭形，其喇叭口自第一折射槽1的方向朝向第二折射槽2的方向，并在该外表面41上设置有多段反射面3。当LED置于第一折射槽1中时， 其发出的光经该第一折射槽1折射后，从第二折射槽2所在的喇叭口射出；透过透镜外壳4 的光被喇叭形的多段反射面3反射，也自喇叭口射出。所述透光材料可以为硅胶、PMMA、PC 或玻璃等材料，当然也可以为其它各种透光材料，比如半透明的材料等，而并不局限于所述的几种透光材料。在本实施例中，多段反射面3由若干圈反射面依次连接围成喇叭形，如图8中所示的反射面31、32、33等，而且从第一折射槽1向第二折射槽2的方向，依次连接的反射面的半径逐渐增大，以形成喇叭形。如图中所示的反射面33的半径小于反射面32的半径，反射面32的半径小于反射面31的半径。同时，每一圈反射面由若干个反射单元依次连接围成， 且所述每个反射单元可以为弧面、平面、菱面、钻石面中的一种或几种，但不仅限于这些形状，也可以采用其它任何能够达到本发明所述效果的形状。如图8中的反射面31由弧形的反射单元311、312、313、314等围成。
每个反射单元的型面形状可根据光的反射折射效果以及能量守恒定律设计，以下将详细介绍反射单元型面形状的设计方法。LED芯片可视为Lambertian光源，光线出射满足余弦分布，如图1所示的LED芯片相对光强分布曲线，其中横轴为发光强度，纵轴为辐射角度。若LED芯片的朗伯光强分布为已知，那么在给定方向上的光强为I0 = Ιθοο8( θ )(1)式中10为发光表面在法线方向上的发光强度=Itl为和法线成任意角度θ方向的发光角度。由于LED芯片为朗伯光源，所以其各个方向的亮度是一常量，即
权利要求
1.一种反射面透镜，其一端开设有第一折射槽，另一端开设有第二折射槽，所述第一折射槽和第二折射槽设置于同一中轴线上；其特征在于所述透镜外壳是透光的，且外表面为喇叭形，其喇叭口自所述第一折射槽的方向朝向所述第二折射槽的方向，在该外表面上设置有多段反射面。
2.如权利要求1所述的反射面透镜，其特征在于所述多段反射面由若干圈反射面依次连接围成喇叭形。
3.如权利要求2所述的反射面透镜，其特征在于所述每一圈反射面由若干个反射单元依次连接围成。
4.如权利要求3所述的反射面透镜，其特征在于所述反射单元为弧面、平面、菱面、钻石面中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的反射面透镜，其特征在于所述透镜外壳的喇叭口外侧设置有向外卷起的卷边。
6.如权利要求1-5所述的反射面透镜，其特征在于所述反射面透镜由透光材料一体成型。
7.如权利要求6所述的反射面透镜，其特征在于所述透光材料为硅胶、PMMA、PC或玻^^ ο
全文摘要
本发明的反射面透镜一端开设有第一折射槽，另一端开设有第二折射槽，所述第一折射槽和第二折射槽设置于同一中轴线上；所述透镜外壳是透光的，且外表面为喇叭形，其喇叭口自所述第一折射槽的方向朝向所述第二折射槽的方向，在该外表面上设置有多段反射面。当LED置于所述第一折射槽时，LED发出的光经该第一折射槽折射后，从所述第二折射槽所在的喇叭口射出；同时透过该透光透镜外壳的光，被喇叭形的多段反射面反射，也自喇叭口射出。本发明的反射面透镜集合聚光、折射、反射功能于一体，而且无需反射涂层即可达到均匀的照明效果以及其它各种设定的照明效果，简化了LED照明系统的加工工艺，减少了工艺成本。
文档编号F21V13/04GK102563527SQ20121000935
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者张勇 申请人:张勇