專利名稱：能集中光效率的led光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED光學(xué)透鏡，特別涉及一種能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其供用于集中LED光源的照明。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(light emitting diodes, LEDs)，它被譽(yù)為21世紀(jì)的新型光源，基于其具有低耗能，壽命長，不易破損等傳統(tǒng)光源無法與的比較的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中。而為了調(diào)整LED所發(fā)射的光束的大小、集中提高光強(qiáng)，各式用于集中LED照明的光學(xué)透鏡被設(shè)計(jì)出。 現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡90，如圖10所示，是套設(shè)于一 LED光源100上，以達(dá)到促進(jìn)LED所發(fā)射的光線投向特定方向的目的，然而套設(shè)有現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡90的LED光源100所發(fā)射的光線，有極大部分會(huì)以不特定角度的折射、散射而由LED光學(xué)透鏡90的徑向向外發(fā)散，其配光曲線圖如圖11的所示，其中縱坐標(biāo)為光強(qiáng)(intensity)、橫坐標(biāo)為角度，結(jié)果顯示現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡90的光強(qiáng)角度呈現(xiàn)不規(guī)則分布，且其光束角(亦即具有峰值光強(qiáng)的十分的一光強(qiáng)值的光線的所涵蓋的角度)達(dá)至90度，換言之，其光線無法集中于一特定范圍，因此可見使用現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡90的LED光源100所產(chǎn)生的光線仍成散亂分布。

發(fā)明內(nèi)容基于上述，本實(shí)用新型的主要目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡仍然存在有若干缺點(diǎn)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出一種具有提高的集中照明效果的能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，即使用所述LED光學(xué)透鏡的LED光源的光束角不大于60度。 為了達(dá)到前述目的，本實(shí)用新型是提供一種LED光學(xué)透鏡，其具有一底面、一外投射面、一外徑面、一內(nèi)投射面以及一內(nèi)徑面，其中所述底面是呈環(huán)形； 所述外投射面是相對(duì)于所述底面，并且具有一直徑為21. 78+plmm，并且其上突出成型有多個(gè)小曲面，其中所述小曲面的曲率半徑為1. 20+p2mm，每個(gè)小曲面與六個(gè)小曲面相鄰，且小曲面最高點(diǎn)與相鄰小曲面所形成的一臨界線的落差為0. 18+p3mm，其中pl、p2以及p3是分別地介于-0. 3至+0. 3之間； 所述外徑面是由一第一曲線環(huán)繞所述底面的中心軸所形成，介于所述底面與外投射面之間； 所述內(nèi)投射面是由一第二曲線環(huán)繞所述底面的中心軸所形成，相對(duì)于所述底面；以及 所述內(nèi)徑面，其是呈一與所述底面同軸的傾斜柱面，并且與所述內(nèi)投射面界定出一LED模穴，其與一通過底面的中心軸的平面形成一切線，所形成的切線是與中心軸呈一夾角2° +&1，其中al是介于-3°至+3°之間；而其中 以相對(duì)于所述底面的中心軸的距離為X mm，而以相對(duì)于所述底面的距離為Y mm，射 所述第 一 曲線是包括具有(X， Y)大約如下的各點(diǎn)(10. 89+p4， 10. 40)、(10. 41+p5，9. 50) 、 (9. 86+p6，8. 50) 、 (9. 29+p7， 7. 50) 、 (8. 69+p8， 6. 50) 、 (8. 07+p9，5.50)、 (7. 43+pl0，4. 50) 、 (6. 75+pll， 3. 50) 、 (6. 03+pl2， 2. 50) 、 (5. 26+pl3， 1. 50)以及(4. 43+pl4，0. 50)、 (4. 00+pl5，0. 00)，且第一 曲線的Y值大于0且小于10. 4 ;以及[0012] 所述第二曲線包括具有(X， Y)大約如下的各點(diǎn)(0. 50， 3. 26+sl) 、 (1. 00，3.47+s2)、 (1. 50，3. 82+s3) 、 (2. 00， 4. 18+s4) 、 (2. 50， 4. 54+s5) 、 (3. 00， 4. 91+s6)以及(3. 32， 5. 14+s7)，且第二曲線的X值大于0且小于3. 32。 其中前述的p4、 p5、 p6、 p7、 p8、 p9、 p10、 pll、 p12、 p13、 p14、 p15、 sl、 s2、 s3、 s4、s5、 s6以及s7分別地介于-0. 3至+0. 3之間。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的LED光學(xué)透鏡組使用于LED光源的集中照明時(shí)，能夠減少光線散逸，且能集中光線，而使得利用一配光曲線圖測定所發(fā)散的光線具有十分的一最高光強(qiáng)者的分布是局限于60度的內(nèi)，因此本實(shí)用新型的LED光學(xué)透鏡組是具有一提高集中照明的效果，而能解決現(xiàn)有技術(shù)的無法集中照明光線于一限定的較小范圍的問題。

圖1是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的側(cè)視圖；[0016] 圖2是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的頂視圖； 圖3A區(qū)是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的外投射面的局部放大圖；以及圖3B區(qū)是本實(shí)用新型的LED光學(xué)透鏡的外投射面的局部放大側(cè)視剖面圖； 圖4是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的形成外徑面的一第一曲線以底面的中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)圖； 圖5是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的形成內(nèi)投射面的一第二曲線以底面的中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)圖； 圖6是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的實(shí)施示意圖； 圖7是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的配光曲線圖； 圖8是本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例； 圖9是本實(shí)用新型的又一較佳實(shí)施例； 圖10是現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡的實(shí)施示意圖； 圖11是現(xiàn)有技術(shù)的LED光學(xué)透鏡的配光曲線圖。 附圖標(biāo)記說明10-LED光學(xué)透鏡；11-底面；12-外投射面；121_小曲面；1211-最高點(diǎn);1212-臨界線；13-外徑面；14-內(nèi)投射面;15-內(nèi)徑面;15'_切線；151-近端;152-遠(yuǎn)
端；16-柱面；20-LED光源；21-光源點(diǎn)；90-LED光學(xué)透鏡；100-LED光源。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。[0028] 如圖1所示，本實(shí)用新型是提供一種LED光學(xué)透鏡組，其包括至少一 LED光學(xué)透鏡單元IO，其是具有一底面11、一外投射面12、一外徑面13、一內(nèi)投射面14、一內(nèi)徑面15以及
4選擇性地一柱面16，其中 所述底面1是呈環(huán)形； 配合參看圖2、圖3A及3B所示，所述外投射面12，其是相對(duì)于所述底面ll，并且具 有一直徑Rl介于21. 75mm至21. 81mm之間，較佳的約為21. 78mm，并且其上突出成型有多 個(gè)小曲面121，其中各個(gè)小曲面121的曲率半徑r，其是介于1. 17mm與1. 23mm之間，較佳的 為1. 20mm，每個(gè)小曲面121與六個(gè)小曲面121相鄰，且小曲面121最高點(diǎn)1211與相鄰小曲 面121所形成的一臨界線1212的落差d介于0. 15mm至0. 21mm之間，較佳的為0. 18mm，各 個(gè)小曲面121與所有相鄰的六個(gè)小曲面121中，形成六條臨界線1212，其中兩兩成對(duì)相互平 行成一組，而至少有二組臨界線1212之間的距離W1介于1. 09mm至1. 15mm之間，較佳的為 1. 12mm，一組臨界線1212之間的距離W2介于0. 07mm至1. 03mm之間，較佳的為1. OOmm ; 所述外徑面13是由一第一曲線環(huán)繞所述底面11的中心軸A所形成，介于所述底 面11與外投射面12之間； 所述內(nèi)投射面14是由一第二曲線環(huán)繞所述底面11的中心軸A所形成，相對(duì)于所 述底面11 ;以及 所述內(nèi)徑面15，其是呈一與所述底面11同軸的傾斜柱面并且與所述內(nèi)投射面14 界定出一LED模穴，其與通過底面11的中心軸A的平面形成一切線15'，所形成的切線是與 中心軸A呈一夾角a，并且具有一近端151以及一遠(yuǎn)端152，所述切線15'的近端151是遠(yuǎn) 離內(nèi)投射面14，以切線15'的近端151相對(duì)于遠(yuǎn)端152遠(yuǎn)離中心軸A時(shí)的角度為正值，反 之，切線15'的近端151相對(duì)于遠(yuǎn)端152靠近中心軸A時(shí)的角度為負(fù)值，其中前述夾角a是 介于-1°至5°之間，較佳的切線15'的近端151遠(yuǎn)離中心軸A，而所述夾角a為2。； 所述柱面16是成型于所述外投射面12與外徑面13之間靠近外投射面12處，且 與所述底面11的中心軸A同軸，其中較佳的所述柱面16高度h2不大于3. lmm，而所述外投 射面12與底面11的距離h3不大于14. 6mm ;而其中 以相對(duì)于所述底面11的中心軸A的距離為X mm，而以相對(duì)于所述底面11的距離 為Y mm，其中 配合參看圖4所示，所述外徑面13的第一曲線是包括具有(X，Y)如下的各 點(diǎn):(10. 89+p4，10.40)、 (10. 68+pl6，10.00)、 (10. 41+p5， 9.50)、 (10. 14+pl7， 9.00)、 (9. 86+p6， 8. 50) 、 (9. 58+pl8， 8. 00) 、 (9. 29+p7， 7. 50) 、 (9. 00+pl9， 7. 00) 、 (8. 69+p8， 6. 50)、 (8. 39+p20，6. 00) 、 (8. 07+p9，5. 50) 、 (7. 75+p21 ， 5. 00) 、 (7. 43+pl0， 4. 50) 、 (7. 09+p22， 4.00)、 (6. 75+pll，3. 50) 、 (6. 40+p23， 3. 00) 、 (6. 03+pl2， 2. 50) 、 (5. 65+p24， 2. 00)、 (5. 26+pl3， 1. 50) 、 (4. 85+p25， 1. 00) 、 (4. 43+pl4， 0. 50)以及(4. 00+pl5， 0. 00)，且第一 曲 線的Y值大于O且小于hl，其中hi為10. 4，所述p4、p5、p6、p7、p8、p9、pl0、pll、pl2、p13、 Pl4、pl5、pl6、pl7、pl8、pl9、p20、p21、p22、p23、p24以及p25分別地介于_0. 3至+0. 3之 間； 配合參看圖5所示，所述內(nèi)投射面14的第二曲線是包括具有(X， Y)如下的各點(diǎn) (0. 50，3. 26+sl) 、 (1. 00，3. 47+s2) 、 (1. 50， 3. 82+s3) 、 (2. 00， 4. 18+s4) 、 (2. 50， 4. 54+s5)、 (3. 00，4. 91+s6)以及(3.32,5. 14+s7)，且第二曲線的X值大于0且小于R2， R2為3. 32，所 述sl、 s2、 s3、 s4、 s5、 s6以及s7分別地介于_0. 3至+0. 3之間。 在使用時(shí)，請(qǐng)配合參考圖6，將本實(shí)用新型的LED光學(xué)透鏡10套設(shè)于一 LED光源20外時(shí)，使得LED光源20發(fā)射光線的一光源點(diǎn)21位于中心軸A上，較佳的與所述底面11 同平面。使用本實(shí)用新型的LED光學(xué)透鏡10的LED光源所發(fā)射出的光線LI可沿中心軸A 的方向直接穿透LED光學(xué)透鏡10 ;光線L2從內(nèi)投射面14進(jìn)入LED光學(xué)透鏡10折射偏向， 接而從外投射面12離開；光線L3從內(nèi)徑面15進(jìn)入LED光學(xué)透鏡IO，未穿透外徑面13而 反射朝向并通過外投射面12離開，而本實(shí)用新型的配光曲線圖如圖7所示，本實(shí)用新型的 LED光學(xué)透鏡10于使用時(shí)可使得LED光源的光束角限制于60度內(nèi)，顯示通過本實(shí)用新型的 外投射面12、外徑面13、內(nèi)投射面14以及內(nèi)徑面15的設(shè)計(jì)，可以提高LED光源20發(fā)射出 的光線集中照明的效果。 依據(jù)本實(shí)用新型所述的LED光學(xué)透鏡組，其包括多個(gè)LED光學(xué)透鏡單元，其中LED 光學(xué)透鏡單元是排列于一預(yù)設(shè)的造型內(nèi)。 在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例中，請(qǐng)配合參考圖8所示，其包括六個(gè)一體成型 且對(duì)稱間隔分布的LED光學(xué)透鏡單元10，其中LED光學(xué)透鏡單元10的五個(gè)是依直徑R'為 大約為45. 97mm的圓的圓周等間隔排列，剩余一個(gè)的中心軸A是排列于所述圓的圓心，因而 具有最佳的光學(xué)及散熱特性，所述R'的實(shí)際數(shù)值誤差范圍為±0. 3mm。 以此類推，在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例中，請(qǐng)配合參考圖9所示，其是包括三 個(gè)一體成型且對(duì)稱分布的LED光學(xué)透鏡單元10。 以上說明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，
或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其特征在于，其包括至少一LED光學(xué)透鏡單元，所述LED光學(xué)透鏡單元具有一底面、一外投射面、一外徑面、一內(nèi)投射面以及一內(nèi)徑面，其中所述底面是呈環(huán)形；所述外投射面是相對(duì)于所述底面，并且具有一直徑為21.78+p1mm，并且其上突出成型有多個(gè)小曲面，其中所述小曲面的曲率半徑為1.20+p2mm，所述每個(gè)小曲面與六個(gè)小曲面相鄰，且小曲面最高點(diǎn)與相鄰小曲面所形成的一臨界線的落差為0.18+p3mm，其中p1、p2以及p3是分別地介于-0.3至+0.3之間；所述外徑面是由一第一曲線環(huán)繞所述底面的中心軸所形成，介于所述底面與外投射面之間；所述內(nèi)投射面是由一第二曲線環(huán)繞所述底面的中心軸所形成，相對(duì)于所述底面；以及所述內(nèi)徑面，其是呈一與所述底面同軸的傾斜柱面，其與通過底面的中心軸的平面形成一切線，所形成的切線是與所述中心軸呈一夾角；而其中以相對(duì)于所述底面的中心軸的距離為Xmm，而以相對(duì)于所述底面的距離為Ymm，其中所述第一曲線是包括具有(X，Y)如下的各點(diǎn)(10.89+p4，10.40)、(10.41+p5，9.50)、(9.86+p6，8.50)、(9.29+p7，7.50)、(8.69+p8，6.50)、(8.07+p9，5.50)、(7.43+p10，4.50)、(6.75+p11，3.50)、(6.03+p12，2.50)、(5.26+p13，1.50)、(4.43+p14，0.50)以及(4.00+p15，0.00)，且第一曲線的Y值大于0且小于10.4；以及所述第二曲線是包括具有(X，Y)如下的各點(diǎn)(0.50，3.26+s1)、(1.00，3.47+s2)、(1.50，3.82+s3)、(2.00，4.18+s4)、(2.50，4.54+s5)、(3.00，4.91+s6)以及(3.32，5.14+s7)，且第二曲線的X值大于0且小于3.32；其中p4、p5、p6、p7、p8、p9、p10、p11、p12、p13、p14、p15、s1、s2、s3、s4、s5、s6以及s7分別地介于-0.3至+0.3之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其特征在于，所述第一曲線又 包括具有(X， Y)如下的各點(diǎn):(10. 68+pl6， 10. 00) 、 (10. 14+pl7，9. 00) 、 (9. 58+pl8，8. 00)、 (9. 00+pl9，7. 00) 、 (8. 39+p20，6. 00) 、 (7. 75+p21， 5. 00) 、 (7. 09+p22， 4. 00) 、 (6. 40+p23， 3.00)、 (5. 65+p24，2. 00)以及(4. 85+p25， 1. 00)，其中pl6、 pl7、 pl8、 pl9、 p20、 p21、 p22、 p23、p24以及p25分別地介于-0. 3至+0. 3之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其特征在于，所述切線具 有一近端以及遠(yuǎn)端，所述近端是遠(yuǎn)離所述內(nèi)投射面，以所述切線的近端相對(duì)遠(yuǎn)端呈遠(yuǎn)離中 心軸的角度為正值，所述切線的近端相對(duì)于遠(yuǎn)端靠近中心軸時(shí)的角度為負(fù)值，所述夾角為 2° +&1，其中al是介于-3°至+3°之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其特征在于，所 述光學(xué)透鏡單元進(jìn)一步包括一柱面，所述柱面成型于所述外投射面與外徑面之間靠近外投 射面處，且與所述底面的中心軸同軸，并且光學(xué)透鏡單元的外投射面與底面的距離不大于 14. 6mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其特征在于，其包 括多個(gè)LED光學(xué)透鏡單元，其中LED光學(xué)透鏡單元是排列于一預(yù)設(shè)的造型內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型是提供一種能集中光效率的LED光學(xué)透鏡，其具有一底面、一外投射面、一外徑面、一內(nèi)投射面以及一內(nèi)徑面，其中所述底面是呈環(huán)形；所述外投射面是相對(duì)于底面且突出成型有多個(gè)小曲面；所述外徑面是由一第一曲線環(huán)繞所述底面的中心軸所形成，介于所述底面與外投射面之間；所述內(nèi)投射面是由一第二曲線環(huán)繞所述底面的中心軸所形成，相對(duì)于所述底面；而所述內(nèi)徑面是呈一與所述底面同軸的傾斜柱面且與所述外投射面界定出一LED模穴，并且與一通過底面的中心軸的平面形成一切線，所述切線與中心軸呈一特定夾角，基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型能集中光效率的LED光學(xué)透鏡具有更加集中照明的效果。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK201487813SQ200920175318
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者唐德龍 申請(qǐng)人:雷笛克光學(xué)股份有限公司