一種出光均勻的led光源單透鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)設(shè)計領(lǐng)域和LED照明應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是一種一種出光均勻的LED光源單透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]LED在很多應(yīng)用場合被要求小角度配光。由此人們也專門設(shè)計出這種經(jīng)典的小角度透鏡。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)這種透鏡雖符合角度要求，但在有效照明區(qū)域內(nèi)，光照度分布極不均勻。中心部分的光強(qiáng)往往是靠近邊緣的4倍以上。即使在中心增加某些凸透鏡結(jié)構(gòu)也效果并不明顯。
[0003]菲涅爾透鏡，簡單的說就是在透鏡的一側(cè)有等距的齒紋。通過這些齒紋，可以達(dá)到對指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用。菲涅爾透鏡是透鏡的一個分支，由于它同其他的透鏡相比，具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，同時它擁有不遜于其它透鏡的良好聚光性和成像性能，因此在國防、航空、空間、工業(yè)生產(chǎn)和民用等各個領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。但是相對于傳統(tǒng)的LED透鏡，其透光率并不高。業(yè)內(nèi)較好的菲涅爾透鏡透光率僅85%，而比較傳統(tǒng)的LED透鏡透光率一般都在92%以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供將LED光源的光強(qiáng)/光照度分布集中在某個小角度(8度-15度)范圍內(nèi)，且保證光強(qiáng)/光照度均勻。本實(shí)用新型通過傳統(tǒng)的LED透鏡結(jié)構(gòu)和菲涅爾透鏡結(jié)合來實(shí)現(xiàn)該目的，克服了傳統(tǒng)LED透鏡和菲涅爾透鏡的缺點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種出光均勻的LED光源單透鏡，包括三個部分:菲涅耳透鏡部分、LED傳統(tǒng)單透鏡部分、填充硅膠部分，菲涅爾透鏡與傳統(tǒng)單透鏡無縫貼合，內(nèi)部縫隙由填充硅膠填充。
[0006]菲涅爾透鏡為正菲涅爾透鏡，焦距大于整個透鏡的長度，菲涅爾透鏡鋸齒部分朝內(nèi)。
[0007]LED傳統(tǒng)單透鏡其特征在于豎直剖面近似梯形，橫剖面為圓形；側(cè)面由自由曲線繞中心線旋轉(zhuǎn)一周而成；小底面挖了一個和匹配光源尺寸相符的方形或圓形的洞。
[0008]填充硅膠其特征在于混合粘度小于3000cpS，在100°C條件下為液態(tài)，其折射率大于等于1.51。
[0009]菲涅耳透鏡其特征在于材質(zhì)使用PMMA或PC。
[0010]LED傳統(tǒng)單透鏡其特征在與材質(zhì)使用PMMA或PC。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:LED光源光線通過不同路徑最終都以小角度光線出射。并且LED的中心光束在菲涅爾透鏡部分橫截面被擴(kuò)大，因此最強(qiáng)的中心光束強(qiáng)度、光照度變低，進(jìn)而接近邊緣光線的亮度。使用計算機(jī)軟件模擬的最佳結(jié)果，中心光束與周圍光束照度差值從傳統(tǒng)的LED透鏡的3倍以上降至1.2倍附近整體有效區(qū)域的能量達(dá)90%。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種出光均勻的LED光源單透鏡立體圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型透鏡結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型一種出光均勻的LED光源單透鏡原理圖。
[0015]圖中:
[0016]I為菲涅爾透鏡部分，2為填充硅膠，3為傳統(tǒng)LED單透鏡部分。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種出光均勻的LED光源單透鏡，包括三個部分:菲涅耳透鏡部分、LED傳統(tǒng)單透鏡部分、填充硅膠部分，菲涅爾透鏡與傳統(tǒng)單透鏡無縫貼合，內(nèi)部縫隙由填充硅膠填充。菲涅爾透鏡為正菲涅爾透鏡，焦距大于整個透鏡的長度，菲涅爾透鏡鋸齒部分朝內(nèi)。LED傳統(tǒng)單透鏡其特征在于豎直剖面近似梯形，橫剖面為圓形；側(cè)面由自由曲線繞中心線旋轉(zhuǎn)一周而成；小底面挖了一個和匹配光源尺寸相符的方形或圓形的洞。填充硅膠其特征在于混合粘度小于3000cpS，在100°C條件下為液態(tài)，其折射率大于等于1.51。菲涅耳透鏡其特征在于材質(zhì)使用PMMA或PC。LED傳統(tǒng)單透鏡其特征在與材質(zhì)使用PMMA或PC。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種出光均勻的LED光源單透鏡，包括三個部分：菲涅耳透鏡部分、LED傳統(tǒng)單透鏡部分、填充硅膠部分，其特征在于：菲涅爾透鏡與傳統(tǒng)單透鏡無縫貼合，內(nèi)部縫隙由填充硅膠填充。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的出光均勻的LED光源單透鏡，其特征在于：菲涅爾透鏡為正菲涅爾透鏡，焦距大于整個透鏡的長度，菲涅爾透鏡鋸齒部分朝內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的出光均勻的LED光源單透鏡，其特征在于：LED傳統(tǒng)單透鏡豎直剖面近似梯形，橫剖面為圓形；側(cè)面由自由曲線繞中心線旋轉(zhuǎn)一周而成；小底面挖了一個和匹配光源尺寸相符的方形或圓形的洞。4.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的出光均勻的LED光源單透鏡，其特征在于：填充硅膠混合粘度小于3000cpS，在100°C條件下為液態(tài)，其折射率大于等于I. 51。5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的出光均勻的LED光源單透鏡，其特征在于：菲涅耳透鏡材質(zhì)使用PMMA或PC。6.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的出光均勻的LED光源單透鏡，其特征在于：LED傳統(tǒng)單透鏡材質(zhì)使用PMMA或PC。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種出光均勻的LED光源單透鏡，包括三個部分：菲涅耳透鏡部分、LED傳統(tǒng)單透鏡部分、填充硅膠部分，菲涅爾透鏡與傳統(tǒng)單透鏡無縫貼合，內(nèi)部縫隙由填充硅膠填充。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：LED光源光線通過不同路徑最終都以小角度光線出射。并且LED的中心光束在菲涅爾透鏡部分橫截面被擴(kuò)大，因此最強(qiáng)的中心光束強(qiáng)度、光照度變低，進(jìn)而接近邊緣光線的亮度。使用計算機(jī)軟件模擬的最佳結(jié)果，中心光束與周圍光束照度差值從傳統(tǒng)的LED透鏡的3倍以上降至1.2倍附近整體有效區(qū)域的能量達(dá)90%。
【IPC分類】F21Y101/02, F21V5/04
【公開號】CN204786160
【申請?zhí)枴緾N201520399357
【發(fā)明人】陳莉, 鄒超, 劉明軍, 劉福春
【申請人】武漢華炬光電有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月11日