透镜、led模组及使用该led模组的照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明系统，特别是一种可以提供均匀照明的透镜、LED模组及使用该LED模组的照明系统。
【背景技术】
[0002]在一般的日常生活中，随处都可见到各种照明设备，例如，日光灯、路灯、台灯、艺术灯等。在上述的照明设备中，传统上大部分是以钨丝灯泡做为发光光源。近年来，由于科技日新月异，已利用发光二极管(LED)作为发光来源。甚者，除照明设备外，对于一般交通号志、广告牌、车灯等，亦都改为使用发光二极管做为发光光源。如前所述，使用发光二极管作为发光光源，其好处在于省电，且亮度更大，故于使用上已逐渐普通化。
[0003]如图1所示，为一种现有技术中使用LED作为光源的照明系统的光路示意图。该照明系统包括一个被照射面1，一个设置在该被照射面I 一侧的LED光源2。该LED光源2包括一个出光面3，该出光面3射出无数灯光线4并照射在被照射面I上。可以想到的是，无论所述LED光源2放置在被照射面I的哪个位置，出光面3射出的光线4中的一部分一定会射向被照射面I的近端，而另一部分则一定会射向被照射面I的远端。正是由于以上不可避免的光线照射结构，射向被照射面I近端的光线相对于射向被照射面I远端的光线衰减将较小，而无论是射向远端的光线还是射向近端的光线，其初始亮度值是相等的，因此会导致由于被照射面I相对于LED光源2的远近不同，其明亮度也不同，即被照射面I各处的照度不同。
[0004]这种不均匀的光照效果对于一些场合，如展览厅、展示会，又或是一些商场中的照明场合，由于光照效果不均匀，即照度不均匀将会降低被展示的物品给参观者或购买者视觉效果，从而降低展示物品给人视觉上的品质感。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，有必要提供一种可以提供光照效果均匀的透镜、LED模组及使用该LED模组的照明系统，以克服上述不足。
[0006]一种透镜包括一个光轴，一个与该光轴相交的出光面，一个设置在光轴上的光源设置孔，以及一个设置在所述光源设置孔与出光面之间的全反射面。所述光源设置孔为一个中心轴与光轴重合的矩形孔。在沿所述光轴的一个截面上，所述光源设置孔包括一个楔形结构且在该楔形结构中该光源设置孔与光轴相交的面为弧形面。
[0007]一种LED模组包括一个透镜，和一个与该透镜搭配使用的LED。该透镜包括一个光轴，一个与该光轴相交的出光面，一个设置在光轴上的光源设置孔，以及一个设置在所述光源设置孔与出光面之间的全反射面。所述光源设置孔为一个中心轴与光轴重合的矩形孔。在沿所述光轴的一个截面上，所述光源设置孔包括一个楔形结构且在该楔形结构中该光源设置孔与光轴相交的面为弧形面。
[0008]一种照明系统包括至少一个LED模组，以及至少一个与相应的LED模组对应的被照射面。该LED模组包括一个透镜，和一个与该透镜搭配使用的LED。该透镜包括一个光轴，一个与该光轴相交的出光面，一个设置在光轴上的光源设置孔，以及一个设置在所述光源设置孔与出光面之间的全反射面。所述光源设置孔为一个中心轴与光轴重合的矩形孔。在沿所述光轴的一个截面上，所述光源设置孔包括一个楔形结构且在该楔形结构中该光源设置孔与光轴相交的面为弧形面。
[0009]与现有技术相比，由于所述透镜在沿光轴的截面上包括有一个楔形结构的光源设置孔，从光源LED发出的光被分两部分，一部分经所述长、短边侧壁射出再经全反射面反射后射向离LED模组较远的被照射面一侧，而另一倍分经所述为弧形面的顶部扩散折射后再经出光面射出射向整个被照射面上。由于所述为弧形面的顶部将光线进行了配置，即更多的光线将射向离LED模组较远的被照射面的一侧，再加上所述长、短边侧壁的出射光的补充使得虽然射向离LED模组较远处会有更大的衰减，但是由于有更多的多到达离LED模组的较远处的一侧，从而可以弥补由于到达离LED模组较远处而导致的更多的衰减，进而使得离LED模组较远处与较近处皆有基本一致的亮度。
【附图说明】
[0010]以下结合附图描述本发明的实施例，其中:
[0011]图1为现有技术中的照明系统的结构示意图及光路图。
[0012]图2为本发明提供的一种照明系统的结构示意及光路图。
[0013]图3为图2的照明系统的透镜沿光轴一个方向的剖视图。
[0014]图4为图2的照明系统的透镜沿光轴另一个方向的剖视图。
[0015]图5A与图5B为图2的LED模组的LED芯片在不同位置的截面结构示意图。
[0016]图6为图2的照明系统的透镜的俯视图。
[0017]图7A与图7B为图4在A处与图6在B处的局部放大图。
【具体实施方式】
[0018]以下基于附图对本发明的具体实施例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作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。
[0019]请参阅图2，其为本发明所提供的一种照明系统100的结构示意图。所述照明系统100包括至少一个LED模组10，以及至少一个与每一个LED模组10分别对应的被照射面20。在实际应用中，所述LED模组10可能会包括多个，这可以根据被照射面20的大小或多少来确定。在本实施例中，仅为了详细说明本发明，故仅示出一个LED模组10和一个与该LED模组10相对应的被照射面20。可以想到的是，该照明系统100还包括其他元器件，如柜体、用于设置LED模组10的灯架，灯罩等组件，以及用于给LED模组10供电的电源等等，因为诸如此类的组件不为本发明的重点，在此不再赘述。
[0020]所述LED模组10包括一个透镜11，和一个与该透镜11搭配使用的LED12。
[0021]所述透镜11包括一个光轴111，一个与该光轴111相交的出光面112，一个设置在光轴111上的光源设置孔113，以及一个设置在所述光源设置孔113与出光面112之间的全反射面114。
[0022]与所有透镜一致，每一个透镜都包括一根光轴。所述光轴111用于设置所述LED12，同时该光轴111也是光路设计、整个灯具设置安装的导向。
[0023]如所述出光面112用于将来自LED12的出射光全部射出去，并照射在被照射面上。为了控制该出光面112的出射光束的射束宽度(beam width)，以在被照射面20形成可控大小的光斑，如图6所示，在该出光面112上设置有多个相互连接的六角形微球面透镜1121，请一并参阅图7A、图7B，图7A为图4A在B处的局部放大图。图7B为图6在C处的六角形微球面透镜116的俯视图。图7A示出了每一个球面透镜的球面半径，即曲率R，以及该球面弧形的拱高h，图7B示出了每一个六角形的对边距离L。通过改变R、h、以及L即可以改变每一个六角形微球面透镜1121的射束宽度。例如，当R = 3.0mm, h = 0.lmm, L=L 33mm时，所得到的六角形微球面透镜1121的射束宽度将是一个12度到17度的射束宽度。当R=2.0mm, h = 0.2mm, L=L 51mm时,所得到的六角形微球面透镜1121的射束宽度将是一个20度至24度的射束宽度。当R = 3.0mm, h = 0.5mm, L = 3.0mm时,所得到的六角形微球面透镜1121的射束宽度将是一个25度至30度的射束宽度。为了将出光面112的出射光更多的折射向离透镜11较远的地方，在沿光轴111的截面上所述出光面112与所述光轴111之间的夹角不垂直，即不等于90度。优选的是，所述出光面112绕光轴111顺时针旋转一定的角度。可以想到的是，其旋转的角度根据实际需要而定。
[0024]请参阅图3与图4，所述光源设置孔113用于设置光源，如LED12，或者是其他的光源，如荧光灯。在本实施例中，所述光源为LED12。可以想到的是，当其他光源如荧光灯与透镜11的尺寸比例和LED12与透镜11的尺寸比例相当时，则也可以使用荧光灯来作为光源，同样可以达到本发明所要达到的技术效果。在该光源设置孔113，如图5A、图5B所示，所述LED12可以设置在该光源设置孔113的里面，也可以设置在该光源设置孔113的外面，即光源设置孔113的里面或外面皆可以作为光源的光源设置处。当LED12设置在光源设置孔113中时，为了使透镜11的利用最大化的同时，便于组装该透镜11与LED12，该LED