一种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照明产品的该封装特性，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。

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，其特征在于，所述凹槽的顶壁构成第一入射面，所述凹槽的侧壁靠近所述光源的区域构成第二入射面，所述凹槽的侧壁远离所述光源的区域构成第三入射面，所述反射区域靠近所述光源的区域构成第一反射面，所述反射区域远离所述光源的区域构成第二反射面，所述第二反射面的旋转半径大于所述第一反射面的旋转半径，所述出射区域包括第一出射面、第二出射面和第三出射面，所述第二出射面环绕于所述第一出射面外，所述第三出射面环绕于所述第二出射面外，

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；

所述第二入射面、和/或所述第一反射面、和/或所述第二出射面包括多个沿所述旋转体径向布置的第一凸起单元，每个所述第一凸起单元在所述旋转体环向具有弧度；

所述第三入射面、和/或所述第二反射面、和/或所述第三出射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、所述第一反射面、所述第二出射面后射出，这部分光线由于距光源的距离较近，虽然经过反射面的反射，在径向的拓展量较小，但是在环向的拓展量较大，因此，需要在所述第二入射面、和/或所述第一反射面、和/或所述第二出射面设置沿所述旋转体径向布置的第一凸起单元，每个所述第一凸起单元在所述旋转体环向具有弧度，通过所述第一凸起单元对环向进行混光，减小色温差异；

光源发出的第三部分光线由所述第三入射面、所述第二反射面、所述第三出射面后射出，这部分光线距离光源的距离较远，且经过反射面的反射，在环向的拓展量较小，但是在径向仍有部分拓展，因此，需要在所述第三入射面、和/或所述第二反射面、和/或所述第三出射面设置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，通过所述第二凸起单元对径向进行混光，减少色温差异。

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，使得光源的光线实现各个不同的方向的混光，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最大直径为r，所述第一出射面沿垂直于透镜光轴方向的最大直径为r1，所述第二出射面沿垂直于透镜光轴方向的最大直径为r2，其中0.1≤r2-r1/r-r1≤0.7。

作为本实用新型的优选方案，所述凹槽的侧壁沿透镜光轴的分布高度为0至h，所述第二入射面沿透镜光轴的分布高度为0至h1，所述第三入射面沿透镜光轴的分布高度为h1至h，其中0.3h≤h1≤0.7h。

作为本实用新型的优选方案，所述反射区域沿透镜光轴的分布高度为0至k，所述第一反射面沿透镜光轴的分布高度为0至k1，所述第二反射面沿透镜光轴的分布高度为k1至k，其中0.3k≤k1≤0.7k。

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，每个所述第一凸起单元沿其长度方向分割成至少两个凸起段，每个所述凸起段沿所述旋转体径向具有弧度。如此设置，第一凸起单元被设置成具有两个不同方向(环向和径向)的弧度，因此对光线的控制更加精细。

作为本实用新型的优选方案，所有所述第三凸起单元布满所述第一入射面和/或所述第一出射面。

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二入射面、和/或所述第一反射面、和/或所述第二出射面。

作为本实用新型的优选方案，所有所述第二凸起单元布满所述第三入射面、和/或所述第二反射面、和/或所述第三出射面。

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。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，所述单元面二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。

本实用新型还公开了一种灯具，包括任一所述的一种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，使得光源的光线实现各个不同的方向的混光，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led透镜的俯视图。

图3是本实用新型实施例1所述的led透镜的仰视图。

图4是本实用新型实施例1所述的led透镜的正视图。

图5是本实用新型实施例1所述的led透镜的侧视图。

图6是图2中的a-a剖视图。

图7是图6中反射区域的局部放大图。

图8是图2中的b-b剖视图。

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(径向)。

图10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(径向)。

图12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13是本实用新型实施例1所述的光源的第三部分光线的光路图(径向)。

图14是本实用新型实施例1所述的光源的第三部分光线的光路图(环向)。

图15是采用本实用新型的led透镜和采用常规透镜的色温分布的对比图。

图16是本实用新型实施例2所述的led透镜的俯视图。

图17是本实用新型实施例2所述的第一凸起单元的局部放大图。

图18是本实用新型实施例3所述的led透镜的三维结构示意图。

图19是本实用新型实施例3所述的led透镜的俯视图。

图20是本实用新型实施例3所述的led透镜的侧视图。

图21是本实用新型实施例4所述的led透镜的三维结构示意图。

图22是本实用新型实施例4所述的led透镜的侧视图。

图23是本实用新型实施例5所述的led透镜的三维结构示意图一。

图24是本实用新型实施例5所述的led透镜的三维结构示意图二。

图25是本实用新型实施例6所述的led透镜的三维结构示意图一。

图26是本实用新型实施例6所述的led透镜的三维结构示意图二。

图27是本实用新型实施例7所述的led透镜的三维结构示意图。

图28是本实用新型实施例7所述的led透镜的剖视图。

图29是本实用新型实施例8所述的led透镜的三维结构示意图。

图30是本实用新型实施例8所述的led透镜的剖视图。

图31是本实用新型实施例8所述的led透镜的俯视图。

图32是本实用新型实施例9所述的led透镜的三维结构示意图。

图33是本实用新型实施例9所述的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，13-第三入射面，2-反射区域，21-第一反射面，22-第二反射面，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，33-第三出射面，4-凹槽，5-第三凸起单元，6-第一凸起单元，61-凸起段，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8所示，一种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的侧壁靠近所述光源的区域构成第二入射面12，所述凹槽4的侧壁远离所述光源的区域构成第三入射面13。具体的，所述凹槽4的侧壁沿透镜光轴的分布高度为0至h，则所述第二入射面12沿透镜光轴的分布高度为0至h1，所述第三入射面13沿透镜光轴的分布高度为h1至h，其中0.3h≤hi≤0.7h。

所述反射区域2靠近所述光源的区域构成第一反射面21，所述反射区域2远离所述光源的区域构成第二反射面22，所述第二反射面22的旋转半径大于所述第一反射面21的旋转半径。具体的，所述反射区域2沿透镜光轴的分布高度为0至k，则所述第一反射面21沿透镜光轴的分布高度为0至k1，所述第二反射面22沿透镜光轴的分布高度为k1至k，其中0.3k≤k1≤0.8k。

所述出射区域3包括第一出射面31、第二出射面32和第三出射面33，所述第二出射面32环绕于所述第一出射面31外，所述第三出射面33环绕于所述第二出射面32外。具体的，所述出射区域3沿垂直于透镜光轴方向的最大直径为r，则所述第一出射面31沿垂直于透镜光轴方向的最大直径为r1，所述第二出射面32沿垂直于透镜光轴方向的最大直径为r2，其中0.1≤r2-r1/r-r1≤0.7。

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。

所述第三出射面33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布满所述第三出射面33。

如图9-图10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；

如图11-图12所示，光源发出的第二部分光线经由所述第二入射面12、所述第一反射面21、所述第二出射面32后射出，本实施例在第二出射面32设置沿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，光线进入第一凸起单元6后，通过所述第一凸起单元6对旋转体环向进行混光，减小色温差异。

如图13-图14所示，光源发出的第三部分光线由所述第三入射面13、所述第二反射面22、所述第三出射面33后射出，本实施例在所述第三出射面33设置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，减少色温差异。

图15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，使得光源的光线实现各个不同的方向的混光，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16-图17所示，本实施例与实施例1的区别在于，每个所述第一凸起单元6沿其长度方向分割成至少两个凸起段61，每个所述凸起段61沿旋转体径向具有弧度。即每个凸起段61不仅具有沿旋转体环向的弧度，也具有沿旋转体径向的弧度，因此对光线的控制更加精细。

实施例3

如图18-图20所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述第一凸起单元6不是设置在第二出射面32，而是设置在第一反射面21。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21-图22所示，本实施例与实施例3的区别在于，所述第一凸起单元6沿其长度方向分割成至少两个凸起段61，每个所述凸起段61沿旋转体径向具有弧度。即每个凸起段61不仅具有沿旋转体环向的弧度，也具有沿旋转体径向的弧度，因此对光线的控制更加精细。

实施例5

如图23-图24所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述第一凸起单元6不是设置在第二出射面32，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6

如图25-图26所示，本实施例与实施例5的区别在于，所述第一凸起单元6沿其长度方向分割成至少两个凸起段61，每个所述凸起段61沿旋转体径向具有弧度。即每个凸起段61不仅具有沿旋转体环向的弧度，也具有沿旋转体径向的弧度，因此对光线的控制更加精细。

实施例7

如图27-图28所示，本实施例与实施例1的区别在于，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，即所述第一出射面31整体下沉设计。

实施例8

如图29-图31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，即所述第一出射面31局部下沉设计。

实施例9

如图32-图33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，且所述单元面二312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，且分层下沉设计。

实施例10

一种灯具，包括如实施例1-9任一所述的一种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。