大角度出光透镜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及大角度出光透镜。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现大角度范围出光的大角度出光透镜。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：大角度出光透镜，包括透镜本体，透镜本体包括第一本体及第二本体，第一本体的底部与第二本体的顶部紧密连接，第一本体中设有喇叭形通孔，喇叭形通孔的大口端设于第一本体顶部，喇叭形通孔的小口端设于第一本体的底部，第一本体底部的口径大于其顶部的口径；第二本体为锯齿状母线绕透镜本体中心轴旋转构成的轴对称结构，第二本体整体呈从底部到其顶部倾斜状态，第二本体中设有中心通孔，中心通孔与喇叭形通孔同轴，第二本体底部的口径大于其顶部的口径。本实用新型适用于照明系统。
【专利说明】大角度出光透镜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED照明透镜，尤其是涉及一种大角度出光透镜。
【背景技术】
[0002]现有技术中的照明透镜，LED光源经其出射后的光束角度有限，并不能有效形成超过200°的大角度范围出光，尤其是在增大出光角度的同时无法保证匀光度，无法尽可能地最大限度利用光能，导致光能损失率高，不能满足市场对大角度出光透镜的需求。因此，有必要研发能够实现大角度、高效率出光的透镜。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现大角度范围出光的大角度出光透镜，以解决现有大角度出光透镜设计上的不足，提供一种既不影响出光效率、又能使出射光线在照明场内大角度分布的配光透镜。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:大角度出光透镜，包括透镜本体，透镜本体包括第一本体及第二本体，所述第一本体的底部与第二本体的顶部紧密连接，第一本体中设有喇叭形通孔，喇叭形通孔的大口端设于第一本体顶部，喇叭形通孔的小口端设于第一本体的底部，第一本体底部的口径大于其顶部的口径；第二本体为锯齿状母线绕透镜本体中心轴旋转构成的轴对称结构，第二本体整体呈从底部到其顶部倾斜状态，第二本体中设有中心通孔，中心通孔与喇叭形通孔同轴，第二本体底部的口径大于其顶部的口径。
[0005]具体的，中心通孔与喇叭形通孔连通。
[0006]进一步的，第一本体中喇叭形通孔的侧壁为第一折反面，第一折反面的剖面线为贝塞尔曲线。
[0007]进一步的，第一本体的外侧壁环面为第二折反面，第二折反面的剖面线为贝塞尔曲线。
[0008]进一步的，中心通孔顶部的口径大于喇叭形通孔的小口端的口径。
[0009]进一步的，第二本体中锯齿状母线上的锯齿有至少两个，且锯齿各不相同。
[0010]进一步的，第二本体中锯齿状母线上的锯齿有至少两个，且锯齿都相同。
[0011]进一步的，第二本体底部设有光源安装孔，所述光源安装孔的口径大于中心通孔的口径。
[0012]优选的，中心通孔为阶梯状结构。
[0013]优选的，中心通孔底部的口径大于其顶部的口径。
[0014]本实用新型的有益效果是:体积小巧，匀光性好，节省材料，实用性强，能够在不影响出光效率的同时实现光束照明场内大角度分布，有效提高光能利用率，增大光通量，外形美观大方，并具有使得整个透镜通亮的效果，增强视觉美感与人眼舒适度。本实用新型适用于照明系统。【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例的结构示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例的结构侧视图；
[0018]图4是本实用新型实施例的光路示意图；
[0019]图5是本实用新型实施例的配光曲线图；
[0020]其中,A为第一本体，B为第二本体，10为喇机形通孔,20为中心通孔,21为柱状通孔，I为透镜本体中心轴，2为第二折反面，3为锯齿状母线，4为第一折反面，5为光源安装孔，6为第一阶梯,7为第二阶梯,8为第三阶梯,9为光源。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
[0022]如图1所示，本实用新型的大角度出光透镜，包括透镜本体，透镜本体包括第一本体A及第二本体B，所述第一本体A的底部与第二本体B的顶部紧密连接，第一本体A中设有喇叭形通孔10，喇叭形通孔10的大口端设于第一本体A顶部，喇叭形通孔10的小口端设于第一本体A的底部,第一本体A底部的口径大于其顶部的口径；第二本体B为锯齿状母线3绕透镜本体中心轴I旋转构成的轴对称结构，第二本体B整体呈从底部到其顶部倾斜状态，第二本体B中设有中心通孔20，中心通孔20与喇叭形通孔10同轴，第二本体B底部的口径大于其顶部的口径。此处的口径即其尺寸。
[0023]喇叭形通孔10的设计使得从光源发出的小角度光束通过第一折反面4具有分光的效果，即其在临界角以内的光线从第一折反面4折射出射，临界角以外的光线从第一折反面4反射后产生大角度分布；同时能够有效减小第一本体A的厚度，降低制造成本，提高生产效率，且能够有效提高光能利用率。中心通孔20为柱状通孔，此外，也可以为锥状通孔，为了保证加工工艺性可以做成拔模角度的中心通孔。中心通孔20可以通过喇叭形通孔10的小口端与喇叭形通孔I连通，以增大通过的光束的光通量，使得光束可以无障碍通过，增大光能利用率。此外，二者也可以不连通，依然可以实现大角度出射。此外喇叭形通孔10直接出射一部分光线，能够有效补偿由第一折反面4全反射引起的正面光强的分布不均匀问题。通过第一本体A及第二本体B两部分对光线进行折射或反射，而后实现光线的大角度出射。
[0024]第二本体B整体呈从底部到其顶部倾斜状态，其外侧侧壁为倾斜状态，且其外侧侧壁上的锯齿也可以呈倾斜状态，能够通过调整锯齿的角度可以调节光强的分布。
[0025]现有的LED照明透镜一般都是透镜本体底部的口径小于透镜本体顶部的口径，本实用新型中，第一本体A底部的口径大于其顶部的口径，第二本体B底部的口径大于其顶部的口径，中心通孔20顶部的口径大于喇叭形通孔10的小口端的口径。如此设计，不但能够降低透镜原料成本，而且还能够对出射光束的角度及范围实现有效控制。
[0026]第一本体A的外侧壁环面为第二折反面2，其具有全反射和折射双重功能，其功能为使得在临界角度范围内的光线在第一折反面4上发生全反射，然后经第二折反面2折射后出射，实现光束大角度出射。第二折反面2的剖面线为贝塞尔曲线，也可以为样条曲线或者弧线，使得出射光束复合大角度范围出射的要求。此外，第一本体A中喇叭形通孔10的侧壁为第一折反面4，即第一本体A的内侧环面，其具有折射出射功能及全反射功能，部分光束能够通过第二折反面2全反射后经第一折反面4折射后出射，以加强光束出射的匀光效果。第一折反面4的剖面线为贝塞尔曲线，也可以为样条曲线或者弧线，使得出射光束符合大角度范围出射的要求。
[0027]为了便于安装固定光源，可在本透镜的第二本体B底部设有光源安装孔5，所述光源安装孔5的口径大于中心通孔20的口径，以保证最大程度地提高光能利用率，尽可能多的光线通过中心通孔20入射到透镜本体内部。
[0028]为了固定本透镜，在上述技术方案中，透镜本体的底部设有固定件，透镜本体通过固定件与实际操作中的安装面连接。为了增强固定效果，所述固定件与透镜本体一体连接。
[0029]实施例
[0030]如图2和图3所示，中心通孔20为阶梯状结构,本例中具体的，中心通孔20包括柱状通孔21、第一阶梯6、第二阶梯7及第三阶梯8，阶梯状结构设计能够有效减小第二本体B的厚度，使得透镜整体比较均匀，便于工艺加工。越是靠近透镜本体底部的阶梯，其口径越大，具体而言，如图2中，相对而言第一阶梯6比第二阶梯7更靠近透镜本体底部，第二阶梯7比第三阶梯8更靠近透镜本体底部，第三阶梯8比柱状通孔21更靠近透镜本体底部，因此，第一阶梯6的口径、第二阶梯7的口径、第三阶梯8的口径及柱状通孔21的口径依次减小。如此设计以使得光束能够形成大角度出射。此外，阶梯状结构还能够保证光线从该结构入射后发生折射，再从第二本体B的外侧面即锯齿状结构面以大角度折射出射。阶梯状结构对应的第二本体B部分外壁的锯齿向第二本体B的底部倾斜，柱状通孔21对应的第二本体B部分外壁的五个锯齿向第二本体B的顶部倾斜，光束照射到这五个锯齿上后经反射后出射，形成大角度出射。阶梯状结构对应的第二本体B部分外壁的锯齿及柱状通孔21对应的第二本体B部分外壁的锯齿的结构和倾斜角度可以相同，然而如此设计出射光线不均匀，但依然可以成大角度出射；也可以不相同，提高大角度范围内出射的光线均匀度。由于光源9有一定大小，其边缘光线可以直接入射到柱状通孔21的内侧壁上，而后通过柱状通孔21对应的第二本体B部分外壁的五个锯齿直接出射或反射后出射,在进一步扩大出射角度的同时提高出射光束的匀光性。
[0031]第二本体B的主要作用是实现光束角度的扩大，光源发出的大角度光束经过第二本体B的阶梯状结构，全部通过阶梯状结构对应的第二本体B部分外壁的三个锯齿折射后向侧面偏下出射，光源发出的中间角度的光束经过中心通孔的侧壁折射进入透镜，再从柱状通孔21对应的第二本体B部分外壁的锯齿全反射和折射后出射，这部分光束是透镜最大出射角度的主要光束。
[0032]此外，其阶梯状结构中的阶梯数也可以为其他数目，但基于成本及加工难度考虑，本例中的数目为优选。
[0033]进一步的，为了优化经本透镜的出射光束的出光效果以及加工工艺性，可以将阶梯状结构部分的倒角设计为圆角，使之符合平滑要求，以此来进一步增强匀光效果、增大光线的出射角度。如上设计能够降低加工工艺难度。
[0034]如图4所示是本实施例的光路示意图。光源9位于光源安装孔5内部，由SMD(SurfaceMounted Devices,表面贴装器件)光源排布组成,且可以保证从各个角度入射。光源9发出的小角度光束经过中心通孔20及喇叭形通孔10后出射，部分光束经第一折反面4后从喇叭形通孔10的大口端出射，同时另一部分光束经第一折反面4全反射后，从第二折反面2出射。光源9发出的部分大角度光束从中心通孔20内侧面入射后由第二本体B的外侧面即锯齿状结构面将光束角度扩大出射。
[0035]如图5是本实用新型的配光曲线图，能够实现290°以上大角度出光，且匀光度良好。
【权利要求】
1.大角度出光透镜，包括透镜本体，其特征在于，透镜本体包括第一本体(A)及第二本体(B)，所述第一本体(A)的底部与第二本体(B)的顶部紧密连接，第一本体(A)中设有喇叭形通孔(10)，喇叭形通孔(10)的大口端设于第一本体(A)顶部，喇叭形通孔(10)的小口端设于第一本体(A)的底部，第一本体(A)底部的口径大于其顶部的口径； 第二本体(B)为锯齿状母线(3)绕透镜本体中心轴(I)旋转构成的轴对称结构，第二本体(B)整体呈从底部到其顶部倾斜状态，第二本体(B)中设有中心通孔(20)，中心通孔(20)与喇叭形通孔(10)同轴，第二本体(B)底部的口径大于其顶部的口径。
2.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，中心通孔(20)与喇叭形通孔(10)连通。
3.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，第一本体(A)中喇叭形通孔(10)的侧壁为第一折反面(4)，第一折反面(4)的剖面线为贝塞尔曲线。
4.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，第一本体(A)的外侧壁环面为第二折反面(2)，第二折反面(2)的剖面线为贝塞尔曲线。
5.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，中心通孔(20)顶部的口径大于喇叭形通孔(IO )的小口端的口径。
6.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，第二本体(B)中锯齿状母线(3)上的锯齿有至少两个，且锯齿各不相同。
7.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，第二本体(B)中锯齿状母线(3)上的锯齿有至少两个，且锯齿都相同。
8.如权利要求1所述的大角度出光透镜，其特征在于，第二本体(B)底部设有光源安装孔(5)，所述光源安装孔(5)的口径大于中心通孔(20)的口径。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的大角度出光透镜，其特征在于，中心通孔(20)为阶梯状结构。
10.如权利要求9所述的大角度出光透镜，其特征在于，中心通孔(20)底部的口径大于其顶部的口径。
【文档编号】F21V5/04GK203744120SQ201420085415
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】曹红曲 申请人:成都欧盛光电科技有限公司