專利名稱：一種led用廣角配光透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種透鏡，特別是一種LED專用的廣角配光透鏡。
技術(shù)背景LED光源作為綠色節(jié)能的光源，在照明領(lǐng)域正逐步取代傳統(tǒng)光源。大功率LED相對小功率LED光效更高、顯色指數(shù)更好、色溫和光衰特性更加穩(wěn)定。是照明用LED光源主流的方向，也是目前國際LED大廠研發(fā)的主流方向。然而由于大功率LED單顆亮度較高的特點、目前主要用在射燈等重點照明領(lǐng)域以及道路照明。商業(yè)或家居的泛光照明燈具目前仍以3528、5050等1瓦以下的小、中功率LED為主。目前的LED面光源照明主要有兩種1)側(cè)光式照明通常在采用中、小功率LED線性排列于導(dǎo)光板側(cè)邊，通過背光網(wǎng)點的散射使光線均勻。其缺點是光線在導(dǎo)光板材料內(nèi)部不斷反射，通過光程較長，光損嚴(yán)重。2)直下式照明通常直接使用LED陣列作為背光，通過擴(kuò)散材料實現(xiàn)光線的均勻與柔化。由于LED為Lambertian配光，中心光線最強(qiáng)，單顆LED形成的光斑范圍小，若使用稀疏排列的大功率LED作為背光源，則不足以實現(xiàn)均勻擴(kuò)散，會形成亮點。因此目前的面光源多使用小功率LED密布，以避免形成明顯的光斑。其缺點是1、小功率LED通常是非照明級產(chǎn)品，壽命和可靠性較差；2、實現(xiàn)同樣的面光源照明，小功率LED用量為大功率LED的 20倍左右，單位光通量成本較昂貴。顆數(shù)的增加也進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型正是為了解決上述問題而實用新型的一種LED用廣角配光透鏡。本實用新型是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)的一種LED用廣角配光透鏡，所述的LED透鏡為一旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體的頂部為一內(nèi)凹的錐面構(gòu)成的反射面；外輪廓側(cè)面是一從下至上逐漸向內(nèi)縮的弧線為透鏡的出射面；所述的透鏡還包括有兩個入射面，所述的LED透鏡底部有一內(nèi)錐圓臺腔體，腔體的側(cè)壁為入射面， 腔體的頂部有一凸弧面為入射面。光線自LED光源發(fā)出，一部分光線通過上方的弧面會聚到頂部的圓錐面上，經(jīng)過全反射后透過曲面射出。其余的光線通過圓臺側(cè)壁的折射，透過曲面射出。一種如上所述LED用廣角配光透鏡在照明的應(yīng)用，所述的LED用廣角配光透鏡在面光源的應(yīng)用。本實用新型通過全新的透鏡設(shè)計，可將LED燈的Lambertian配光分布轉(zhuǎn)化成扁平盤狀配光分布，使得光線傾向兩側(cè)分布，中心光強(qiáng)削弱，邊緣光強(qiáng)增強(qiáng)，從而在受照平面形成大角度范圍均勻光斑。如附圖1是LED光源Lambertian配光分布；附圖2經(jīng)過二次光學(xué)透鏡后的配光分布。從圖中我們可以明確看出中心光強(qiáng)A為峰值光強(qiáng)C的1/10左右；向上半峰值全角B處 110° 140° ；峰值C全角140° 160° ；向下半峰值全角度D處150° 175°。圖3為LED經(jīng)過二次光學(xué)透鏡后光暈輪廓示意圖，LED光源S，距離漫透射擴(kuò)散材料層L透射出直徑為M的光暈，其中D彡池。從上可得知在面光源使用中，本實用新型透鏡在保證LED高亮節(jié)能的同時，通過將LED燈的Lambertian配光分布轉(zhuǎn)化成扁平盤狀配光分布，從而在受照平面形成大角度范圍均勻光斑。能夠使稀疏排列的大功率LED作為背光的面光源實現(xiàn)均勻擴(kuò)散。避免了亮點或光斑的出現(xiàn)。本實用新型的優(yōu)點是1、解決了光斑的問題，實現(xiàn)照明級大功率LED作為在均勻面光源照明的應(yīng)用，LED單燈性能穩(wěn)定，顆數(shù)減少，系統(tǒng)壽命和可靠性好；2、大功率LED 光效較高，散熱性能好，壽命較長，是照明用LED發(fā)展的主要趨勢；3、本實用新型透鏡結(jié)合大功率LED作為面光源背光，由于單燈的均勻擴(kuò)散面積大，能夠使面光源在連續(xù)2顆LED發(fā)生故障的情況下在出光面仍看不到暗斑，減少了系統(tǒng)的維護(hù)。

圖1為一般的LED光源Lambertian配光分布；圖2為經(jīng)過二次光學(xué)透鏡后的配光分布；圖3為LED經(jīng)過二次光學(xué)透鏡后光暈輪廓示意圖；圖4為透鏡的剖面示意圖；圖5為透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例結(jié)合附圖4和附圖5，一種LED用廣角配光透鏡，所述的LED透鏡為一旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體的頂部為一內(nèi)凹的錐面構(gòu)成的反射面1 ；外輪廓側(cè)面是一從下至上逐漸向內(nèi)縮的弧線 2為透鏡的出射面；所述的透鏡還包括有兩個入射面，所述的LED透鏡底部有一內(nèi)錐圓臺腔體，腔體的側(cè)壁為入射面4，腔體的頂部有一凸弧面為入射面3。光線自LED光源發(fā)出，一部分光線通過上方的弧面3會聚到反射面1上，經(jīng)過全反射后透過出射曲面2射出。其余的光線通過圓臺側(cè)壁的入射面4的折光，透過出射曲面2射出，形成圖2所示的配光分布。上述的LED用廣角配光透鏡，可以使得LED照明運用到面光源中，在面光源如燈箱等物品上，廣角配光透鏡本實用新型采用了一種新穎的配光透鏡。解決了光斑的問題，實現(xiàn)照明級大功率 LED作為在均勻面光源照明的應(yīng)用。盡管對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是可以知道的是，本文不應(yīng)理解為對本實用新型的限制，任何同等的替換或改變都應(yīng)屬于本實用新型保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種LED用廣角配光透鏡，其特征在于所述的LED透鏡為一旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體的頂部為一內(nèi)凹的錐面構(gòu)成的反射面(1)；外輪廓側(cè)面是一從下至上逐漸向內(nèi)縮的弧線(2)為透鏡的出射面；所述的透鏡還包括有兩個入射面，所述的LED透鏡底部有一內(nèi)錐圓臺腔體，腔體的側(cè)壁為入射面G)，腔體的頂部有一凸弧面為入射面(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種透鏡，特別是一種LED專用的廣角配光透鏡。所述的LED透鏡為一旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)體的頂部為一內(nèi)凹的錐面構(gòu)成的反射面；外輪廓側(cè)面是一從下至上逐漸向內(nèi)縮的弧線為透鏡的出射面；所述的透鏡還包括有兩個入射面，所述的LED透鏡底部有一內(nèi)錐圓臺腔體，腔體的側(cè)壁為入射面，腔體的頂部有一凸弧面為入射面。本實用新型的優(yōu)點是1、解決了光斑的問題，實現(xiàn)照明級大功率LED作為在均勻面光源照明的應(yīng)用，LED單燈性能穩(wěn)定，顆數(shù)減少，系統(tǒng)壽命和可靠性好；2、大功率LED光效較高，散熱性能好，壽命較長，是照明用LED發(fā)展的主要趨勢。
文檔編號F21Y101/02GK201992566SQ201020676949
公開日2011年9月28日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者朱慶山, 申法華, 鐘雄, 黃瑞彬 申請人:四川九洲光電科技股份有限公司