一种led用高光效透镜及其led光源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述LED用高光效透镜为一旋转体，所述旋转体的顶部为一由内凹的自由曲面构成的反射面，所述旋转体的外轮廓侧面是以一母线形成的旋转曲面作为出射面，所述的LED用高光效透镜还包括两个入射面，所述的LED用高光效透镜底部有一内凹陷腔体，腔体的侧壁为第一入射面，腔体的顶部为第二入射面。本实用新型还公开一种LED光源，包括所述的LED用高光效透镜、位于所述LED用高光效透镜下方的LED元件以及用以固定所述LED用高光效透镜的承载体。采用内凹的自由曲面全反射的好处在于，其可将小角度光线反射到外轮廓侧面出射，增大透镜出光角度，也可以有效避免镜面反射损耗。
【专利说明】—种LED用高光效透镜及其LED光源
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种LED光源，尤其涉及一种LED用高光效透镜及其LED光源。【背景技术】
[0002]水晶灯作为一种重要的室内灯饰，倍受民众青睐。目前水晶灯光源主要以白炽灯或卤素灯泡为主，其具有发光角度大，超过300°的优点，但是一个水晶灯通常要用到10?20个光源，甚至更多，效率低、耗电量大。
[0003]水晶灯光源需要较大的发光角度，才能将光源周边的水晶打亮，从而呈现出晶莹剔透的光学效果，达到较好的装饰作用，从实际效果来看，发光角度在250°左右的光源基本能满足使用要求。
[0004]由于LED具有光效高，损耗低等优势，各厂家陆续推出LED光源水晶灯，但LED光强呈朗伯分布，出光角度110°?130°，要实现超过250度左右的出光角度，必须进行二次光学设计。目前绝大部分LED水晶灯发光角度只有60°?160°
[0005]本实用新型的目的提供一种LED用高光效透镜及其LED光源，能解决现有的LED水晶灯发光角度小，成本高，出光效率低的问题。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于，提供一种发光角度大、成本低、出光效率高的LED用高光效透镜及其LED光源。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0008]一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述LED用高光效透镜为一旋转体，所述旋转体的顶部为一由内凹的自由曲面构成的反射面，所述旋转体的外轮廓侧面是以一母线形成的旋转曲面作为出射面，所述LED用高光效透镜还包括两个入射面，所述LED用高光效透镜底部有一内凹陷腔体，所述腔体的侧壁为第一入射面，所述腔体的顶部为第二入射面。
[0009]优选地，所述腔体的侧壁第一入射面为以从下至上逐渐向内倾斜的直线为母线而形成具有一个斜度的旋转面。
[0010]优选地，所述腔体的顶部第二入射面为凸弧面。
[0011 ] 优选地，所述外轮廓侧面是以一从下至上逐渐向内倾斜直线为母线形成的旋转曲面作为出射面。
[0012]优选地，所述外轮廓侧面是以一垂直直线为母线形成的旋转曲面作为出射面。
[0013]优选地，所述LED用高光效透镜底部具有螺牙结构。
[0014]优选地，所述LED用高光效透镜为全透明透镜。
[0015]一种LED光源，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的一种LED用高光效透镜、位于所述LED用高光效透镜下方的LED元件以及用以固定所述LED用高光效透镜的承载体。
[0016]优选地，所述承载体是光源的散热体或者用以承载LED元件的线路基板。[0017]优选地，所述LED元件数量为两个，分居在所述LED用高光效透镜底部中心位置的两侧。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0019]本实用新型通过将LED灯的朗伯配光分布转换成出光角度250度左右的均匀光强分布，能够使LED灯替代白炽灯、卤素灯等传统光源，大大降低了生产成本；且LED用高光效透镜采用全透明材料，LED用高光效透镜顶部采用全反射内凹自由曲面，有效避免了磨砂面透过率低和镜面反射所带来的损耗，LED用高光效透镜出光率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的LED用高光效透镜的剖面示意图；
[0021]图2为本实用新型的LED用高光效透镜的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型的其他实施例的LED用高光效透镜的剖面示意图；
[0023]图4为本实用新型的LED用高光效透镜和匹配光源安装示意图；
[0024]图5为本实用新型的LED用高光效透镜的配光曲线图。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型的技术方案更加清楚，以下通过具体的实施例来对本实用新型进行详细说明。
[0026]实施例一
[0027]如图1、图2所示，一种LED用高光效透镜，所述的LED用高光效透镜为一旋转体，旋转体的顶部为一由内凹的自由曲面构成的反射面1，所述旋转体的外轮廓侧面是以一从下至上逐渐向内倾斜直线为母线形成的旋转曲面，该旋转曲面为出射面2，所述的LED用高光效透镜还包括有两个入射面，所述的LED用高光效透镜底部有一内凹陷腔体，腔体的侧壁为第一入射面3，腔体的顶部有一凸弧面为第二入射面4，光线自LED光源发出，从所述的LED用高光效透镜底部内凹陷腔体的第一入射面3和第二入射面4入射，一部分光线入射到LED用高光效透镜顶部的内凹自由曲面处，其少数光线直接折射出射，大部分光线反射到外轮廓侧面折射出射；另一部分光线直接由外轮廓侧面折射出射。
[0028]其中，所述LED用高光效透镜底部内凹陷腔体顶部第二入射面4为凸弧面，其可将从该第二入射面入射的光线发散。
[0029]其中，所述LED用高光效透镜底部内凹陷腔体侧壁第一入射面3为以从下至上逐渐向内倾斜的直线为母线而形成具有一个斜度的旋转面，其可将从该入射面入射的光线发散。
[0030]其中，所述旋转体的顶部为一由内凹的自由曲面构成的反射面1，是采用snell定律推算形成，从LED用高光效透镜底部入射的光线在内凹的自由曲面处发生全反射。采用内凹的自由曲面全反射的好处在于，其可将小角度光线反射到外轮廓侧面出射，增大透镜出光角度，，与镜面反射相比也可以有效避免镜面反射损耗。
[0031]其中，所述外轮廓侧面是以一从下至上逐渐向内倾斜直线为母线形成的旋转曲面作为出射面2，其可增大侧面出射光线出射角。
[0032]其中，所述LED用高光效透镜为全透明材料，提高了透镜的出光率。[0033]其中，如图1所示，所述LED用高光效透镜底部具有螺牙结构5，能紧密的与散热体连接，装配简单合理，同时LED用高光效透镜在与散热体旋紧后，能利用LED用高光效透镜螺牙5下端面的平面压住PCB板，减小PCB板与散热体和导热硅胶三者间的空隙，免除了PCB板与散热体的固定问题，在达到光学要求的同时，对灯具的连接和散热做到合理设计。
[0034]实施例二
[0035]如图3所示，本实施例所述的一种LED用高光效透镜与实施例一相似，区别在于:其中外轮廓侧面是以一垂直直线为母线形成的旋转曲面作为出射面2，不限于本实施例。在本实施例中，LED用高光效透镜底部也可以没有螺牙结构，不限于本实施例。
[0036]实施例三
[0037]本实用新型还提供一种LED光源，其包括上述实施例一或实施例二所述的LED用高光效透镜、位于所述LED用高光效透镜下方的LED元件以及用以固定所述LED用高光效透镜的承载体。所述承载体可以是光源的散热体或者用以承载LED元件的线路基板。在本实施例中，通过LED用高光效透镜的螺牙结构将LED用高光效透镜固定连接在承载体上，以扩展LED灯具的出光角度，使其满足大角度照明的需求。优选地，如图4、图5所示，所述LED元件6数量为两个，分居在LED用高光效透镜底部中心位置的两侧，使得光线倾向两侧分布，中心光强削弱，边缘光强增强。
[0038]在本实施例中，通过将LED灯的朗伯配光分布转换成出光角度250度左右的均匀光强分布，能够使LED灯替代白炽灯、卤素灯等传统光源，大大降低了生产成本；且LED用高光效透镜采用全透明材料，LED用高光效透镜顶部采用全反射内凹自由曲面，有效避免了磨砂面透过率低和镜面反射所带来的损耗，LED用高光效透镜出光率高。
[0039]以上对本实用新型进行了详细介绍，文中应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述LED用高光效透镜为一旋转体，所述旋转体的顶部为一由内凹的自由曲面构成的反射面，所述旋转体的外轮廓侧面是以一母线形成的旋转曲面作为出射面，所述LED用高光效透镜还包括两个入射面，所述LED用高光效透镜底部有一内凹陷腔体，所述腔体的侧壁为第一入射面，所述腔体的顶部为第二入射面。
2.根据权利要求1所述的一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述腔体的侧壁第一入射面为以从下至上逐渐向内倾斜的直线为母线而形成具有一个斜度的旋转面。
3.根据权利要求1所述的一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述腔体的顶部第二入射面为凸弧面。
4.根据权利要求1所述的一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述外轮廓侧面是以一从下至上逐渐向内倾斜直线为母线形成的旋转曲面作为出射面。
5.根据权利要求1所述的一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述外轮廓侧面是以一垂直直线为母线形成的旋转曲面作为出射面。
6.根据权利要求1所述的一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述LED用高光效透镜底部具有螺牙结构。
7.根据权利要求1所述的一种LED用高光效透镜，其特征在于，所述LED用高光效透镜为全透明透镜。
8.一种LED光源，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的一种LED用高光效透镜、位于所述LED用高光效透镜下方的LED元件以及用以固定所述LED用高光效透镜的承载体。
9.根据权利要求8所述的一种LED光源，其特征在于，所述承载体是光源的散热体或者用以承载LED元件的线路基板。
10.根据权利要求8所述的一种LED光源，其特征在于，所述LED元件数量为两个，分居在所述LED用高光效透镜底部中心位置的两侧。
【文档编号】F21V5/04GK203464161SQ201320514603
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】王铁柱, 梁仕权, 陈肇飞, 刘宗源 申请人:佛山市国星光电股份有限公司