一种二次混光的LED透镜及灯具的制作方法

本实用新型涉及一种透镜，特别是一种二次混光的led透镜及灯具。

背景技术：

发光二极管(lightemittingdiode，led)具有省电、轻巧与寿命长等特性，使用led的半导体照明产品是目前常见的环保节能产品。目前，半导体照明产品的封装结构是直接将荧光粉覆盖在led芯片表面上，通过led芯片发出的单色光激发荧光粉发光，与未被荧光粉吸收的单色光混合而产生白光，再盖上透镜以提高led的出光效率。但是由于led照明产品的该结构特性，不可避免的存在led芯片处的色温较高，而荧光粉处的色温较低的问题，即由于led照明产品的结构特性导致色温差异，特别是在近光场色温差异较为明显。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的由于led照明产品的封装特性导致色温差异，特别是在近光场色温差异较为明显的问题，提供一种二次混光的led透镜及灯具。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种二次混光的led透镜，包括旋转体，所述旋转体上设有入射区域和出射区域，位于所述出射区域和入射区域之间的外侧壁面形成反射区域，所述入射区域设有用于放置光源的凹槽，所述凹槽的顶壁构成第一入射面，所述凹槽的侧壁构成第二入射面，所述出射区域包括第一出射面和第二出射面，所述第二出射面环绕于所述第一出射面外，

所述光源发出的第一部分光线经由所述第一入射面、所述第一出射面后射出，所述第一入射面和/或所述第一出射面包括由多个第三凸起单元组合形成的复眼面，所述第三凸起单元在所述旋转体环向和径向均具有弧度；

所述光源发出的第二部分光线经由所述第二入射面、所述反射区域、所述第二出射面后射出，所述第二入射面、所述反射区域、所述第二出射面中至少一个为第一目标面，所述第二入射面、所述反射区域、所述第二出射面中至少一个为第二目标面，且所述第一目标面和所述第二目标面位于不同的区域(即所述第一目标面和所述第二目标面不重叠，为两个独立的面)，所述第一目标面包括多个沿所述旋转体径向设置的第一凸起单元，每个所述第一凸起单元在所述旋转体环向具有弧度，所述第二目标面包括多个沿所述旋转体环向布置的第二凸起单元，每个所述第二凸起单元在所述旋转体径向具有弧度。

本实用新型的原理是：

光源发出的第一部分光线经由第一入射面、第一出射面后射出，这部分光线由于距光源的距离较近，且未经过反射面的反射，这部分光线在环向和径向的拓展量均较大，因此，需要在第一入射面和/或第一出射面上设置由第三凸起单元组合形成的复眼面，且所述第三凸起单元在所述旋转体环向和径向均具有弧度，通过第三凸起单元对环向和径向均进行混光，减小色温差异；

光源发出的第二部分光线经由所述第二入射面、所述反射区域、所述第二出射面后射出，这部分光线在环向和径向仍然有较大的扩展量，需要沿所述旋转体径向布置的第一凸起单元，沿所述旋转体环向布置的第二凸起单元，通过第一凸起单元对环向进行混光，通过第二凸起单元对径向进行混光，通过二次混光，来减小色温差异。

综上，本实用新型通过在led透镜表面使用不同的柱面或球面，使得光源的光线分别进行径向和环向的双重混光，实现了二次混光，可以减少色温差异，使得光斑颜色更加一致均匀。

作为本实用新型的优选方案，所述复眼面为多个所述第三凸起单元阵列排布而成。

作为本实用新型的优选方案，所述第三凸起单元为环形阵列排布，或所述第三凸起单元为蜂窝阵列排布。

作为本实用新型的优选方案，所述复眼面为多个所述第三凸起单元沿着螺旋线排布而成。此种设置方法，各个第三凸起单元的规律性较弱，使得对应的光线不容易成像，不容易将led光源的初始缺陷呈现在光斑上。

作为本实用新型的优选方案，所述螺旋线为费马骡线。

作为本实用新型的优选方案，所述出射区域沿垂直于透镜光轴方向的分布直径为0至d，所述第一出射面沿垂直于透镜光轴方向的分布直径为0至d1，所述第二出射面沿垂直于透镜光轴方向的分布直径为d1至d，其中0.2d≤d1≤0.8d。

作为本实用新型的优选方案，所述第一凸起单元和所述第二凸起单元均为柱面凸起，所述第三凸起单元为球面凸起或非球面凸起。

作为本实用新型的优选方案，所有所述第一凸起单元布满所述第一目标面，所有所述第二凸起单元布满所述第二目标面。

作为本实用新型的优选方案，所述第一出射面的最低点低于所述第二出射面的最低点。如此设置，可以改变发生界面反射的大角度光线的出射方式，使得光斑更加均匀，同时更加便于生产注塑。

作为本实用新型的优选方案，所述第一出射面包括单元面一和单元面二，所述单元面二环绕于所述单元面一，且所述单元面一的最低点低于所述单元面二的最高点。同理，可以改变发生界面反射的大角度光线的出射方式，使得光斑更加均匀，同时更加便于生产注塑。

作为本实用新型的优选方案，所述第一出射面包括单元面一和单元面二，所述单元面二环绕于所述单元面一，且所述单元面一的最低点低于所述单元面二的最高点，所述单元面二的最低点低于所述第二出射面的最低点。同理，可以改变发生界面反射的大角度光线的出射方式，使得光斑更加均匀，同时更加便于生产注塑。

本实用新型还公开了一种灯具，包括任一所述的一种二次混光的led透镜。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在led透镜表面使用不同的柱面或球面，使得光源的光线分别进行径向和环向的双重混光，实现了二次混光，可以减少色温差异，使得光斑颜色更加一致均匀。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图。

图2是本实用新型实施例1所述的二次混光的led透镜的俯视图。

图3是本实用新型实施例1所述的二次混光的led透镜的仰视图。

图4是本实用新型实施例1所述的二次混光的led透镜的正视图。

图5是本实用新型实施例1所述的二次混光的led透镜的侧视图。

图6是图2中的a-a剖视图。

图7是图2中的b-b剖视图。

图8是本实用新型实施例1所述的光源的第一部分光线的光路图(径向)。

图9是本实用新型实施例1所述的光源的第一部分光线的光路图(环向)。

图10是本实用新型实施例1所述的光源的第二部分光线的光路图(径向)。

图11是本实用新型实施例1所述的光源的第二部分光线的光路图(环向)。

图12是采用本实用新型所述的二次混光的led透镜和常规透镜的色温分布对比图。

图13是本实用新型实施例2所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图一。

图14是本实用新型实施例2所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图二。

图15是本实用新型实施例2所述的二次混光的led透镜的俯视图。

图16是本实用新型实施例2所述的二次混光的led透镜的仰视图。

图17是本实用新型实施例2所述的二次混光的led透镜的正视图。

图18是本实用新型实施例3所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图一。

图19是本实用新型实施例3所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图二。

图20是本实用新型实施例3所述的二次混光的led透镜的仰视图。

图21是本实用新型实施例3所述的二次混光的led透镜的正视图。

图22是本实用新型实施例4所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图一。

图23是本实用新型实施例4所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图二。

图24是本实用新型实施例4所述的二次混光的led透镜的俯视图。

图25是本实用新型实施例4所述的二次混光的led透镜的正视图。

图26是本实用新型实施例4所述的二次混光的led透镜的剖视图。

图27是本实用新型实施例5所述的二次混光的led透镜的三维结构示意图。

图28是本实用新型实施例5所述的二次混光的led透镜的俯视图。

图29是本实用新型实施例5所述的二次混光的led透镜的剖视图。

图标：1-入射区域，11-第一入射面，12-第二入射面，2-反射区域，3-出射区域，31-第一出射面，311-单元面一，312-单元面二，32-第二出射面，4-凹槽，5-第三凸起单元，6-第一凸起单元，7-第二凸起单元。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-图7所示，一种二次混光的led透镜，包括旋转体，所述旋转体上设有入射区域1和出射区域3，位于所述出射区域3和入射区域1之间的外侧壁面形成反射区域2，所述入射区域1设有用于放置光源的凹槽4。

所述凹槽4的顶壁构成第一入射面11，所述凹槽4的侧壁构成第二入射面12。

所述出射区域3包括第一出射面31和第二出射面32，所述第二出射面32环绕于所述第一出射面31外，具体的，所述出射区域3沿垂直于透镜光轴方向的分布直径为0至d，所述第一出射面31沿垂直于透镜光轴方向的分布直径为0至d1，所述第二出射面32沿垂直于透镜光轴方向的分布直径为d1-d，其中0.2d≤d1≤0.8d。

所述第一出射面31包括由多个第三凸起单元5组合形成的复眼面，所述第三凸起单元5为球面凸起或非球面凸起，所述第三凸起单元5在所述旋转体环向和径向均具有弧度，所述复眼面为多个所述第三凸起单元5阵列排布而成，所述第三凸起单元5为环形阵列排布，或所述第三凸起单元5为蜂窝阵列排布，或所述第三凸起单元5沿着螺旋线排布，所述螺旋线可以为费马螺线，且所有所述第三凸起单元5布满所述第一出射面31。

所述第二出射面32包括多个沿所述旋转体径向布置的第一凸起单元6，所述第一凸起单元6为柱面凸起，每个所述第一凸起单元6在旋转体环向具有弧度，且所有所述第一凸起单元6布满所述第二出射面32。

所述反射区域2包括多个沿所述旋转体环向布置的第二凸起单元7，所述第二凸起单元7为柱面凸起，每个所述第二凸起单元7在旋转体径向具有弧度，且所有所述第二凸起单元7布满所述反射区域2。

如图8-图9所示，光源发出的第一部分光线经由第一入射面11、第一出射面31后射出，本实施例在第一出射面31设置了由第三凸起单元5组合形成的复眼面，光线进入复眼面后，通过第三凸起单元5对旋转体环向和径向均进行混光，从而减小色温差异；

图10-图11所示，光源发出的第二部分光线经由所述第二入射面12、所述反射区域2、所述第二出射面32后射出，本实施例在所述反射区域2设置了多个沿所述旋转体环向布置的第二凸起单元7，且每个所述第二凸起单元7在旋转体径向具有弧度，通过所述第二凸起单元7对旋转体径向进行混光；接着本实施例还在所述第二出射面32设置了多个沿所述旋转体径向布置的第一凸起单元6，且每个所述第一凸起单元6在旋转体环向具有弧度，通过所述第一凸起单元6对旋转体环向进行混光，通过二次混光，来减小色温差异。

图12为模拟距离透镜1m处，500×500mm区域的色温分布图，从图中可以看出，相较于现有的常规透镜，本实用新型所述的二次混光的led透镜色温分分布高低差值更小。因此，本实用新型通过在led透镜表面使用不同的柱面或球面，使得光源的光线分别进行径向和环向的双重混光，实现了二次混光，可以减少色温差异，使得光斑颜色更加一致均匀。

实施例2

如图13-图17所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述第二凸起单元7不是设置在反射区域2，而是设置在第二入射面12。同理，能够实现对光源发出的第二部分光线进行混光。

实施例3

如图18-图21所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述第二凸起单元7既设置在反射区域2，又设置在第二入射面12，且所述第二凸起单元7未布满所述反射区域，所述第二凸起单元7未布满所述第二入射面。同理，能够实现对光源发出的第二部分光线进行混光。

实施例4

如图22-图26所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述第一出射面31包括单元面一311和单元面二312，所述单元面二312环绕于所述单元面一311，且所述单元面一311的最低点低于所述单元面二312的最高点，所述单元面二312的最低点低于所述第二出射面32的最低点。即所述第一出射面31整体下沉，且分成两层下沉。如此设置，可以改变发生界面反射的大角度光线的出射方式，使得光斑更加均匀。

作为一种变换方式，所述第一出射面31也可以仅均局部下沉，即相较于实施例1，仅所述单元面一311下沉，所述单元面二312未下沉(与实施例1一致)，所述单元面一311的最低点低于所述单元面二312的最高点。

作为一种变化变换方式，所述第一出射面31整体下沉，但是未分层，即所述单元面一311和所述单元面二312下沉的高度一致，所述第一出射面31的最低点低于所述第二出射面32的最低点。

在所述单元面一311和单元面二312上均布满所述第三凸起单元5。同理，能够实现对光源发出的第一部分光线进行混光。

实施例5

如图27-图29所示，本实施例与实施例4的区别在于，所述第一凸起单元6未布满所述第二出射面32。同理，能够实现对光源发出的第二部分光线进行混光。

实施例6

一种灯具，包括如实施例1-5任一所述的一种二次混光的led透镜。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。