一種用于led燈具的光學(xué)透鏡和led燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于LED燈具的光學(xué)透鏡和LED燈具，光學(xué)透鏡包括導(dǎo)光部、發(fā)光部，所述導(dǎo)光部具有容納多顆LED燈珠的腔體，所述導(dǎo)光部具有相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面為可將容納于所述腔體內(nèi)的LED燈珠發(fā)出的光全內(nèi)反射傳導(dǎo)至所述發(fā)光部的全反射面，所述發(fā)光部具有出射面并將所述導(dǎo)光部傳導(dǎo)的光發(fā)出；與傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡相比，本發(fā)明提供的光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部把LED燈珠發(fā)出的光傳導(dǎo)至發(fā)光部，通過改變導(dǎo)光部的高度及發(fā)光部的曲面結(jié)構(gòu)滿足不同的光學(xué)要求，結(jié)構(gòu)簡單，組裝工藝要求低，大大克服了傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡為滿足光學(xué)需求，組裝的精度要求高的缺陷，具有實際意義。
【專利說明】—種用于LED燈具的光學(xué)透鏡和LED燈具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于LED燈具的光學(xué)透鏡和LED燈具。

【背景技術(shù)】
[0002]LED具有壽命長、環(huán)保和節(jié)能等優(yōu)越的特性，目前，采用LED作為照明光源得到了大力的推廣應(yīng)用。但是由于單顆LED本身朗伯型發(fā)光的特點無法滿足實際照明對燈具配光分布的需求，需要對多顆LED采用透鏡進行二次光學(xué)處理之后才能滿足使用要求。目前LED燈具所使用的透鏡大多是以單顆LED為基礎(chǔ)來進行二次配光設(shè)計的，此類方法的最大缺陷在于:LED燈具的發(fā)光角度小(小于150度)，不能和傳統(tǒng)的白熾燈及節(jié)能燈的寬配光角度相比，無法滿足到實際使用的需求。
[0003]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種新型的用于LED燈具大角度配光要求的光學(xué)透鏡和LED燈具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于LED燈具的大角度配光的二次光學(xué)透鏡和LED燈具，使用一個光學(xué)透鏡對所有的LED進行光學(xué)處理，并且使得LED燈具的發(fā)光角度顯著增大，以滿足實際需求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于LED燈具的光學(xué)透鏡，包括導(dǎo)光部、發(fā)光部，所述導(dǎo)光部具有容納多顆LED燈珠的腔體,所述導(dǎo)光部具有相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面為可將容納于所述腔體內(nèi)的LED燈珠發(fā)出的光全內(nèi)反射傳導(dǎo)至所述發(fā)光部的全反射面，所述發(fā)光部具有出射面并將所述導(dǎo)光部傳導(dǎo)的光發(fā)出。所述光學(xué)透鏡為實心透鏡。
[0006]所述導(dǎo)光部和所述發(fā)光部為一體構(gòu)成。
[0007]進一步地，所述腔體的表面為球面結(jié)構(gòu)的凹曲面。。
[0008]進一步地，所述導(dǎo)光部的所述第一表面和第二表面構(gòu)成壁厚均勻的筒狀結(jié)構(gòu)。
[0009]進一步地，所述筒狀結(jié)構(gòu)的第一表面和第二表面為同軸的旋轉(zhuǎn)曲面。
[0010]進一步地，所述發(fā)光部具有和出射面相對的內(nèi)側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁為連續(xù)平滑的曲面。
[0011]進一步地，所述內(nèi)側(cè)壁的表面粗糙度小于0.06微米。
[0012]進一步地，所述內(nèi)側(cè)壁的曲面曲率分布在0.0267和0.0517之間。
[0013]進一步地，所述發(fā)光部還具有相對的第三表面、第四表面，所述第三表面和所述第四表面平行設(shè)置，所述第三表面和所述導(dǎo)光部之間具有小于等于90度的第一夾角，所述出射面和所述第三表面之間具有小于90度的第二夾角
進一步地，所述出射面為和所述導(dǎo)光部的第一表面同軸的旋轉(zhuǎn)面。
[0014]進一步地，所述光學(xué)透鏡的材料為光學(xué)級塑料PC或PMMA。
[0015]進一步地，所述光學(xué)透鏡的所有表面均為亮光澤面。
[0016]進一步地，所述光學(xué)透鏡的所有表面的表面粗糙度Ra值均小于0.06微米。
[0017]本發(fā)明還提供了一種LED燈具，包括多顆LED燈珠和上述的光學(xué)透鏡，所述LED燈珠固定于燈板上，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)設(shè)置有LED燈珠，設(shè)置于所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠發(fā)出的光經(jīng)過所述光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部傳導(dǎo)至所述光學(xué)透鏡的發(fā)光部，并經(jīng)所述光學(xué)透鏡的發(fā)光部發(fā)出。
[0018]進一步地，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠和所述腔體的表面之間存在間隙。
[0019]進一步地，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠位于所述腔體內(nèi)的中央位置。
[0020]進一步地，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠為一圈或多圈。
[0021]進一步地，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠沿圓周均勻分布。
[0022]進一步地，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠排列的最大圓周半徑尺寸與所述光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部的高度一致。
[0023]進一步地，所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)也設(shè)置有LED燈珠。
[0024]進一步地，所述設(shè)置于所述光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的LED燈珠為均勻圓周排布。
[0025]本發(fā)明提供的用于LED燈具的光學(xué)透鏡和LED燈具，可以同時處理多顆LED燈珠的光，克服了傳統(tǒng)光學(xué)透鏡只能對一顆LED燈珠發(fā)出的光進行處理的缺陷，使用便捷，具有很高的實用意義；光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部使用旋轉(zhuǎn)曲面的結(jié)構(gòu)，將LED燈珠發(fā)出的光傳導(dǎo)至光學(xué)透鏡頂端的發(fā)光部，再由發(fā)光部按設(shè)定的發(fā)光角度發(fā)光，與傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡相比，本發(fā)明提供的光學(xué)透鏡通過改變導(dǎo)光部曲面的高度及頂端發(fā)光帶的曲面結(jié)構(gòu)滿足不同的光學(xué)要求，最大發(fā)光角度可以達到300度，與傳統(tǒng)光學(xué)透鏡的發(fā)光角度小于150度形成了鮮明的對比。
[0026]現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)透鏡為滿足光學(xué)需求，組裝的精度要求高，安裝復(fù)雜，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的LED燈具結(jié)構(gòu)簡單，組裝工藝要求低，發(fā)光角度完全可以滿足實際應(yīng)用的需求。
[0027]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中的LED燈具傾斜狀態(tài)下的示意圖；
圖3是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的燈板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的俯視圖；
圖5是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的剖視圖；
圖6是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的發(fā)光原理示意圖。
[0029]圖7是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的發(fā)光部內(nèi)側(cè)壁的示意圖。
[0030]附圖中，10表TjV燈板,20表光學(xué)透鏡，30表不LED燈珠,40表光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部，41表不導(dǎo)光部的第一表面,42表不導(dǎo)光部的第二表面,50表不光學(xué)透鏡的發(fā)光部,53表不發(fā)光部的第三表面，54表不發(fā)光部的第四表面,55表不發(fā)光部的出射面,56表不發(fā)光部的內(nèi)側(cè)壁，60表不光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部的腔體的表面，α表不出射面和第三表面之間的夾角，β表示第三表面和導(dǎo)光部之間的夾角，h表示導(dǎo)光部的高度。

【具體實施方式】
[0031]圖1和圖2示出了本發(fā)明一個較佳實施例的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為燈板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為LED燈具的俯視圖。圖5給出了 LED燈具的剖視圖。
[0032]本實施例提供了一種LED燈具，包括LED燈珠30和光學(xué)透鏡20，LED燈珠30固定于燈板10上，并且有多顆LED燈珠設(shè)置于光學(xué)透鏡20的容納腔內(nèi)，其中光學(xué)透鏡20包括導(dǎo)光部40、發(fā)光部50,導(dǎo)光部40具有容納多顆LED燈珠的腔體,導(dǎo)光部具有相對的第一表面41和第二表面42,第一表面41和第二表面42可將容納于腔體內(nèi)的LED燈珠發(fā)出的光全內(nèi)反射傳導(dǎo)至發(fā)光部50，發(fā)光部50具有出射面55并將導(dǎo)光部傳導(dǎo)的光發(fā)出。
[0033]圖6是本發(fā)明的一個較佳實施例的LED燈具的發(fā)光原理示意圖，導(dǎo)光部40具有容納多顆LED燈珠的腔體,導(dǎo)光部具有相對的第一表面41和第二表面42,第一表面41和第二表面42為可將容納于所述腔體內(nèi)的LED燈珠發(fā)出的光全內(nèi)反射傳導(dǎo)至發(fā)光部的全反射面，發(fā)光部具有出射面并將所述導(dǎo)光部傳導(dǎo)的光發(fā)出。
[0034]導(dǎo)光部40的腔體表面60為球面結(jié)構(gòu)的凹曲面。光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠位于腔體內(nèi)的中央位置，并且和腔體的表面60之間存在間隙。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，腔體內(nèi)的LED燈珠沿圓周均勻分布。
[0035]導(dǎo)光部40為壁厚均勻的筒狀結(jié)構(gòu)。第一表面41和第二表面42為同軸的旋轉(zhuǎn)曲面。光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部的高度與光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的腔體內(nèi)的LED燈珠排列的圓周半徑尺寸相當(dāng)。
[0036]發(fā)光部具有相對的第三表面53、第四表面54以及和出射面55相對的內(nèi)側(cè)壁56,第三表面53和第四表面54平行設(shè)置,第三表面53和導(dǎo)光部40之間具有小于90度的第一夾角β，出射面55和第三表面53之間具有小于90度的第二夾角α。內(nèi)側(cè)壁56為連續(xù)平滑的曲面，表面粗糙度小于0.06微米，且曲面曲率分布在0.0267和0.0517之間。
[0037]圖7示出了本實施例的LED燈具的發(fā)光部內(nèi)側(cè)壁。圖中，ABCDE5點的曲率分別為0.0272，0.0370, 0.0482, 0.0517, 0.0267。
[0038]如圖3和圖4所不,光學(xué)透鏡導(dǎo)光部的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)也可設(shè)置有LED燈珠。
[0039]本發(fā)明提供的LED燈具，LED燈珠發(fā)出的光，通過光學(xué)透鏡的腔體的表面透射輸入，通過中間導(dǎo)光部全反射傳導(dǎo)至頂端的發(fā)光部，再由發(fā)光部按發(fā)光角度的設(shè)計要求發(fā)光。
[0040]多顆LED燈珠按圓周均勻分布在光學(xué)透鏡導(dǎo)光部腔體內(nèi)的中央位置，與傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡相比，本發(fā)明采用一個光學(xué)透鏡處理了全部LED燈珠發(fā)出的光。
[0041]光學(xué)透鏡導(dǎo)光部使用旋轉(zhuǎn)曲面的結(jié)構(gòu)，將LED燈珠發(fā)出的光傳導(dǎo)至光學(xué)透鏡頂端的發(fā)光部，再由發(fā)光部按設(shè)定的要求發(fā)光，與傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡相比，本發(fā)明提供的光學(xué)透鏡的導(dǎo)光部把LED燈珠發(fā)出的光傳導(dǎo)至發(fā)光部，通過改變導(dǎo)光部的高度及發(fā)光部的曲面結(jié)構(gòu)滿足不同的光學(xué)要求，最大發(fā)光角度可以達到300° ,傳統(tǒng)光學(xué)透鏡的發(fā)光角度小于150。。
[0042]本發(fā)明提供的透鏡對多顆LED進行整體性配光，透鏡尺寸比較大，光線的傳播路徑比較遠；進一步地選用透光率高的光學(xué)級塑料或高透光率的PMMA材料注塑成型，可以有效提高二次透鏡的光學(xué)效率，減少光線損失，經(jīng)驗證，透鏡的效率能夠達到85%以上。
[0043]本發(fā)明提供的LED燈具結(jié)構(gòu)簡單，組裝工藝要求低，大大克服了傳統(tǒng)的LED光學(xué)透鏡無法對多個LED進行整體大角度配光的光學(xué)需求和組裝精度要求很高的缺陷，具有較大的實際應(yīng)用價值。
[0044]以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED燈具的光學(xué)透鏡,其特征在于,包括導(dǎo)光部、發(fā)光部，所述導(dǎo)光部具有容納多顆LED燈珠的腔體，所述導(dǎo)光部具有相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面為可將容納于所述腔體內(nèi)的LED燈珠發(fā)出的光全內(nèi)反射傳導(dǎo)至所述發(fā)光部的全反射面，所述發(fā)光部具有出射面并將所述導(dǎo)光部傳導(dǎo)的光發(fā)出。
2.如權(quán)利要求1所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述腔體的表面為球面結(jié)構(gòu)的凹曲面。
3.如權(quán)利要求1所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述導(dǎo)光部的所述第一表面和第二表面構(gòu)成壁厚均勻的筒狀結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述第一表面和第二表面為同軸的旋轉(zhuǎn)曲面。
5.如權(quán)利要求1所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述發(fā)光部具有和出射面相對的內(nèi)側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁為連續(xù)平滑的曲面。
6.如權(quán)利要求5所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)壁的粗糙Ra值小于0.06微米。
7.如權(quán)利要求6所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)壁的曲面曲率分布在0.0267和0.0517之間。
8.如權(quán)利要求1或7任一項所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述發(fā)光部還具有相對的第三表面、第四表面，所述第三表面和所述第四表面平行設(shè)置，所述第三表面和所述導(dǎo)光部之間具有小于等于90度的第一夾角，所述出射面和所述第三表面之間具有小于90度的第二夾角。
9.如權(quán)利要求1所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述光學(xué)透鏡的材料為光學(xué)級塑料PC或PMMA。
10.如權(quán)利要求1所述的用于LED燈具的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述光學(xué)透鏡的所有表面均為亮光澤面。
【文檔編號】F21V8/00GK104315455SQ201410520375
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】肖飛, 張磊 申請人:上海南華機電有限公司