LED导光透镜的制作方法

本发明涉及LED照明灯具技术领域，具体涉及一种LED导光透镜。

背景技术：

透镜是根据光的折射、反射规律制作而成，并用于实现根据意愿改变光场分布的目的。透镜按照对光场的改变效果分类，通常可以分为三大类：汇聚型透镜(如凸透镜等)、发散型透镜(如凹透镜等)以及自由曲面透镜(如非对称配光透镜、路灯透镜等)。

现有的导光透镜多为长条形，然而长条形的导光透镜在混光时会出现各种血丝状的杂斑，目前，为了解决长条形的导光透镜在混光时出现血丝状杂斑的问题，现有技术中往往将混光磨砂结构设置在长条形的导光透镜的出光位置，以解决血丝状杂斑的问题，但却降低了长条形的导光透镜的混光效率，适得其反。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种LED导光透镜，该LED导光透镜能够消除长条形的导光透镜在混光时出现血丝状杂斑的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：LED导光透镜，其特征在于，所述LED导光透镜包括依次相连的长条形的柱状体、扁平的圆柱体以及半球体；

长条形的柱状体从一端向另一端逐渐变大，长条形柱状体相对大的一端连接扁平的圆柱体，扁平的圆柱体的另一端连接半球体，半球体的球形表面或平滑曲面为LED导光透镜的出光面，长条形的柱状体、扁平的圆柱体以及半球体同轴设置；

长条形的柱状体的侧面设有环状波浪形的细纹，环状波浪形的细纹从长条形柱状体相对小的一端向长条形柱状体相对大的一端延伸，环状波浪形的细纹旋转对称；

LED导光透镜旋转对称。

进一步地，长条形的柱状体的任一横截面的环状波浪形的细纹的形状相同。

进一步地，环状波浪形的细纹为褶皱曲线，褶皱曲线为正弦曲线，正弦曲线满足方程 其中，R为曲线上点距离对称中心的距离，θ为方位角度，R₀为曲线上点距离对称中心的平均距离，A为褶皱的幅度，T为褶皱的周期。

进一步地，环状波浪形的细纹为褶皱曲线，褶皱曲线由多个内插点通过多项式或分段多项式曲线拟合，褶皱曲线的一个周期内的至少有3个内插点。

进一步地，半球体的半径大于长条形柱状体相对大的一端端面的半径。

进一步地，所述LED导光透镜一体成型。

进一步地，所述LED导光透镜采用石英材料制成。

进一步地，所述LED导光透镜的长度为30-40mm。

进一步地，长条形的柱状体在靠近扁平的圆柱体的部分抛光处理，为光滑表面。

进一步地，长条形的柱状体抛光处理部分的长度为长条形的柱状体长度的1/4至1/3。

本发明的有益效果：

本发明一种LED导光透镜，在LED导光透镜长条形的柱状体的侧面设置了环状波浪形的细纹，通过环状波浪形的细纹对光线进行混光，打破了原有旋转对称的导光透镜旋钮量(skewness)守恒的规律，实现很好的混光，同时环状波浪形的细纹的结构能够消除原有的导光透镜在混光时出现各种血丝状杂斑的问题；

长条形的柱状体在靠近扁平的圆柱体的部分抛光处理，可以消除由于加工误差造成的光斑边缘放射状的问题。

附图说明

图1是本发明LED导光透镜的正视图；

图2是本发明LED导光透镜的立体结构示意图；

图3是本发明LED导光透镜的仰视图；

图4是本发明环状波浪形的细纹为正弦曲线的示意图；

图5是本发明环状波浪形的细纹由多个内插点通过多项式或分段多项式曲线拟合的部分示意图；

图6是现有技术的长条形的导光透镜的光路示意图；

图7是本发明长条形的柱状体的侧面设置了环状波浪形的细纹的光路示意图；

图8是本发明LED导光透镜另一实施例的正视图；

图9是本发明LED导光透镜另一实施例的立体结构示意图；

图10是本发明LED导光透镜的光斑色丝图；

图11是本发明LED导光透镜另一实施例的光斑色丝图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

实施例一

参见图1、图2和图3，本发明一种LED导光透镜，LED导光透镜旋转对称，包括依次相连的长条形的柱状体11、扁平的圆柱体12以及半球体13；长条形的柱状体11从一端向另一端逐渐变大，长条形的柱状体11的侧面设有环状波浪形的细纹11a，环状波浪形的细纹11a从长条形柱状体相对小的一端向长条形柱状体相对大的一端延伸，环状波浪形的细纹11a旋转对称；

长条形柱状体11相对大的一端连接扁平的圆柱体12，扁平的圆柱体12的另一端连接半球体13，半球体13的球形表面或平滑曲面为本发明LED导光透镜的出光面，长条形的柱状体11、扁平的圆柱体12以及半球体13同轴设置。

参见图6、图7和图10，本发明的LED导光透镜在长条形的柱状体11的侧面设置了环状波浪形的细纹11a，通过环状波浪形的细纹11a对光线进行混光，有助于加快混光速度，在更短的混光距离下得到更佳的混色效果，增加光线在同等高度内的全反射次数，增强导光柱的混色能力，同时又不会降低导光柱的出光效率，打破了原有旋转对称的导光透镜旋钮量(skewness)守恒的规律，实现很好的混光；并且，环状波浪形的细纹11a的结构能够消除原有的导光透镜在混光时出现各种血丝状杂斑的问题。

参见图4和图5，在本实施例中，环状波浪形的细纹11a为褶皱曲线，褶皱曲线为正弦曲线或由多个内插点通过多项式或分段多项式曲线拟合。当褶皱曲线为正弦曲线时，正弦曲线满足方程其中，R为曲线上点距离对称中心的距离，θ为方位角度，R₀为曲线上点距离对称中心的平均距离，A为褶皱的幅度，T为褶皱的周期，褶皱的幅度A可以为固定值(周期性)，也可以为非固定值(非周期性)；

当褶皱曲线由多个内插点通过多项式或分段多项式曲线拟合时，保证每个周期相接处的高阶连续性，褶皱曲线的一个周期内的至少有3个内插点，每个周期的形状可以是相同的(周期性)，也可以是不同的(非周期性)；

一般而言，周期数越多LED导光透镜混光能力越强。

参见图1、图2和图3，在本实施例中，LED导光透镜是一体成型的，采用石英材料制成，LED导光透镜的长度为30-40mm；LED导光透镜上长条形的柱状体11的任一横截面的环状波浪形的细纹11a的形状相同，进一步提高了环状波浪形的细纹11a结构的混光效果；半球体13的半径大于长条形柱状体11相对大的一端端面的半径，保证了LED导光透镜的混光效果。

实施例二

参见图4、图5、图8和图9，本实施例与实施例一的区别在于：长条形的柱状体11在靠近扁平的圆柱体12的部分抛光处理，为光滑表面，长条形的柱状体11抛光处理部分的长度为长条形的柱状体11长度的1/4至1/3。

LED导光透镜长条形的柱状体11在靠近扁平的圆柱体12的部分抛光处理，是因为放射状的结构会在加工中出现变形，而LED导光透镜配合变焦透镜使用的过程中，变焦行程的过程相当于是变焦透镜在LED导光透镜不同高度位置成像，会将这种加工瑕疵造成的光线的变形成像出来，而长条形的柱状体11在靠近扁平的圆柱体12的部分抛光处理的方式可以在将成像区域变成光滑的部分，就不会出现这种齿状瑕疵。

LED导光透镜在长条形的柱状体11靠近扁平的圆柱体12的部分抛光处理，形成了一个长条形的柱状体既有环状波浪形的细纹11a部分和光滑表面部分的LED导光透镜。长条形的柱状体11顶部局部进行抛光处理，可以消除由于加工误差造成的光斑边缘放射状的问题；而保留了剩余部分设置环状波浪形的细纹11a的LED导光透镜，与实施例一相比，保留了原有透镜长度短、混光效果好、不需添加磨砂片的优点，同时也消除了LED导光透镜在变焦过程中出现的血丝状杂斑的缺陷，提升了光斑的色度均匀性及美观性。

如图11所示，图11为本实施例LED导光透镜的光斑色丝图。

参见图8和图9，LED导光透镜长条形的柱状体11抛光处理部分的长度为长条形的柱状体11长度的1/4至1/3，因为过少的抛光会降低均匀性程度，而过多的抛光会降低整体的均匀性。

在本实施例中，长条形的柱状体11设有环状波浪形的细纹11a的部分的光路图参见图7，长条形的柱状体11上抛光处理的部分的光路图则参见图6。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进 行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。