小角度聚光勻光透鏡的制作方法
【專利摘要】一種小角度聚光勻光透鏡，包括底面、表面和位于底面與表面之間的側(cè)面；所述底面設(shè)有向透鏡內(nèi)凹陷且用于容置LED燈珠的腔體，所述腔體的頂部設(shè)有弧形凸起，所述腔體表面形成光線入射面；所述側(cè)面由一段或多段對光線沿-4度到5度出射方向全反射出去的曲面構(gòu)成，所述曲面形成光線反射面；所述表面設(shè)有微型珠面組，所述微型珠面組有由若干小曲面組成，所述微型珠面組形成光線出射面。本實用新型的透鏡可與單芯片或多芯片封裝LED配合；透鏡腔體形成的入射面和旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計的反射面使光線在較短距離混合，在不改變發(fā)散角度或發(fā)散角度改變較小的情況下，透鏡出射面設(shè)置微型珠面組使打出的光斑更均勻。
【專利說明】小角度聚光勾光透鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學(xué)透鏡，尤其是用于成像類燈具，具有聚光勻光功能且光線出射角度較小的透鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]采用LED作為光源的LED燈具在顏色、照度均勻方面尚不能達(dá)到較高的應(yīng)用要求，特別是成像類LED燈具?，F(xiàn)有成像燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)是要在數(shù)米距離處得到顏色照度均勻的光斑。成像類的燈具一般包括聚光部分和成像部分，決定燈具最后打出的光斑是否均勻很大程度上取決于聚光部分的光學(xué)系統(tǒng)，為了實現(xiàn)該設(shè)計目標(biāo)，現(xiàn)有的聚光部分光學(xué)系統(tǒng)往往做得比較復(fù)雜，一般由多個光學(xué)透鏡配合組成，雖然該種組合型的光學(xué)系統(tǒng)也能達(dá)到目的，但是其設(shè)計復(fù)雜，調(diào)光復(fù)雜，制造成本高，而且燈具體積較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種小角度聚光勻光透鏡，在收集LED光源發(fā)散的光線的同時在短距離內(nèi)在與光線出射方向垂直的平面上得到顏色和照度均勻的光斑。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種小角度聚光勻光透鏡，包括底面、表面和位于底面與表面之間的側(cè)面；所述底面設(shè)有向透鏡內(nèi)凹陷且用于容置LED燈珠的腔體，所述腔體的頂部設(shè)有弧形凸起，所述腔體表面形成光線入射面；所述側(cè)面由一段或多段對光線沿-4度到5度出射方向全反射出去的曲面構(gòu)成，所述曲面形成光線反射面；所述表面設(shè)有微型珠面組，所述微型珠面組有由若干小曲面組成，所述微型珠面組形成光線出射面。本實用新型的透鏡可與單芯片或多芯片封裝LED配合；透鏡腔體形成的入射面和旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計的反射面使光線在較短距離混合，在不改變發(fā)散角度或發(fā)散角度改變較小的情況下，透鏡出射面設(shè)置微型珠面組使打出的光斑更均勻。另外，反射面的曲面數(shù)量越多效果更佳，混光距離近，同時混光均勻。
[0005]作為改進(jìn)，所述反射面朝光線反射方向的前端用于反射出5度方向的光線，所述反射面朝光線反射方向的后端用于反射出度方向的光線。
[0006]作為改進(jìn)，所述透鏡為旋轉(zhuǎn)體。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是:
[0008]透鏡腔體形成的入射面和旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計的反射面使光線在較短距離混合，在不改變發(fā)散角度或發(fā)散角度改變較小的情況下，透鏡出射面設(shè)置微型珠面組使打出的光斑更均勻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型剖視圖。
[0010]圖2為本實用新型俯視圖。
[0011]圖3為實施例1光路圖。
[0012]圖4為實施例2光路圖。
[0013]圖5為實施例3光路圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]實施例1
[0016]如圖1所不,一種小角度聚光勻光透鏡,所述透鏡為旋轉(zhuǎn)體,其包括底面、表面和位于底面與表面之間的側(cè)面。所述底面設(shè)有向透鏡內(nèi)凹陷且用于容置LED燈珠4的腔體5，所述腔體5的頂部設(shè)有弧形凸起6，所述腔體5表面形成光線入射面I。所述側(cè)面由一段或多段對光線沿-4度到5度出射方向全反射出去的曲面構(gòu)成，所述曲面形成光線反射面2。如圖2所示，所述表面設(shè)有微型珠面組7，所述微型珠面組7有由若干小曲面7組成，所述微型珠面組7形成光線出射面3。
[0017]如圖3所示，本實施例中，作為反射面2的側(cè)面由一段曲面21a組成，曲面21a將光線a全反射后出射方向為5度，曲面21a將光線2全反射后方向為_4度，其他光線通過曲面全反射后出射方向均勻地分布在5度和-4度之間。本實施例得到的出射光線在透鏡后10mm距離以內(nèi)光斑不均勻，光斑中間呈黑心；出射光線在透鏡后10mm以外光斑顏色和照度較均勻，光線出射角度在±6度之間。
[0018]本實用新型的透鏡可與單芯片或多芯片封裝LED配合；透鏡腔體5形成的入射面I和旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計的反射面2使光線在較短距離混合，在不改變發(fā)散角度或發(fā)散角度改變較小的情況下，透鏡出射面3設(shè)置微型珠面組7使打出的光斑更均勻。另外，反射面的曲面數(shù)量越多效果更佳，混光距離近，同時混光均勻。
[0019]實施例2
[0020]如圖1所示，一種小角度聚光勻光透鏡，所述透鏡為旋轉(zhuǎn)體，其包括底面、表面和位于底面與表面之間的側(cè)面。所述底面設(shè)有向透鏡內(nèi)凹陷且用于容置LED燈珠4的腔體5，所述腔體5的頂部設(shè)有弧形凸起6，所述腔體5表面形成光線入射面I。所述側(cè)面由一段或多段對光線沿-4度到5度出射方向全反射出去的曲面構(gòu)成，所述曲面形成光線反射面2。如圖2所示，所述表面設(shè)有微型珠面組7，所述微型珠面組7有由若干小曲面7組成，所述微型珠面組7形成光線出射面3。
[0021]如圖4所示，本實施例中，作為反射面2的側(cè)面由兩段曲面組成，光線a通過第一曲面21b全反射后出射角度為5度，光線b通過第一曲面21b全反射后出射角度為-4度，其他光線通過曲面全反射后出射方向均勻分布于5度和-4度之間。與光線b臨近的光線通過第二曲面22b全反射后光線出射角為5度，光線c通過第二曲面22b全反射后出射光線角度為-4度，光線b和光線c之間的光線通過第二曲面22b全反射后的光線方向均勻分布在5度和-4度之間。所有出射光線在透鏡后80mm以外光斑顏色和照度較均勻，80mm距離以內(nèi)光斑不均勻，光斑中間有黑心，整個透鏡的光線出射角度在± 5度之間。
[0022]本實用新型的透鏡可與單芯片或多芯片封裝LED配合；透鏡腔體5形成的入射面I和旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計的反射面2使光線在較短距離混合，在不改變發(fā)散角度或發(fā)散角度改變較小的情況下，透鏡出射面3設(shè)置微型珠面組7使打出的光斑更均勻。另外，反射面的曲面數(shù)量越多效果更佳，混光距離近，同時混光均勻。
[0023]實施例3
[0024]如圖1所示，一種小角度聚光勻光透鏡，所述透鏡為旋轉(zhuǎn)體，其包括底面、表面和位于底面與表面之間的側(cè)面。所述底面設(shè)有向透鏡內(nèi)凹陷且用于容置LED燈珠4的腔體5，所述腔體5的頂部設(shè)有弧形凸起6，所述腔體5表面形成光線入射面I。所述側(cè)面由一段或多段對光線沿-4度到5度出射方向全反射出去的曲面構(gòu)成，所述曲面形成光線反射面2。如圖2所示，所述表面設(shè)有微型珠面組7，所述微型珠面組7有由若干小曲面7組成，所述微型珠面組7形成光線出射面3。
[0025]如圖5所示，本實施例中，作為反射面2的側(cè)面由三段曲面組成，光線a通過第一曲面21c全反射后出射角度為5度，光線b通過第一曲面21c全反射后出射角度為-4度，其他光線通過曲面全反射后出射方向均勻分布于5度和-4度之間。與光線b臨近的光線通過第二曲面22c全反射后光線出射角為5度，光線c通過第二曲面22c全反射后出射光線角度為-4度，光線b和光線c之間的光線通過第二曲面22c全反射后的光線方向均勻分布在5度和-4度之間。與光線c臨近的光線通過第三曲面23c全反射后光線出射角為5度，光線d通過第三曲面23c全反射后出射光線角度為-4度，光線c和光線d之間的光線通過第三曲面23c全反射后的光線方向均勻分布在5度和-4度之間。所有出射光線在透鏡后60mm以外光斑顏色和照度較均勻，60mm距離以內(nèi)光斑不均勻，光斑中間有黑心，整個透鏡的光線出射角度在±5度之間，在較短的距離內(nèi)60mm左右角度較小，光斑較均勻。
[0026]本實用新型的透鏡可與單芯片或多芯片封裝LED配合；透鏡腔體5形成的入射面I和旋轉(zhuǎn)曲面設(shè)計的反射面2使光線在較短距離混合，在不改變發(fā)散角度或發(fā)散角度改變較小的情況下，透鏡出射面3設(shè)置微型珠面組7使打出的光斑更均勻。另外，反射面的曲面數(shù)量越多效果更佳，混光距離近，同時混光均勻。
【權(quán)利要求】
1.一種小角度聚光勻光透鏡，包括底面、表面和位于底面與表面之間的側(cè)面；其特征在于:所述底面設(shè)有向透鏡內(nèi)凹陷且用于容置LED燈珠的腔體，所述腔體的頂部設(shè)有弧形凸起，所述腔體表面形成光線入射面；所述側(cè)面由一段或多段對光線沿_4度到5度出射方向全反射出去的曲面構(gòu)成，所述曲面形成光線反射面；所述表面設(shè)有微型珠面組，所述微型珠面組有由若干小曲面組成，所述微型珠面組形成光線出射面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小角度聚光勻光透鏡，其特征在于:所述反射面朝光線反射方向的前端用于反射出5度方向的光線，所述反射面朝光線反射方向的后端用于反射出-4度方向的光線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小角度聚光勻光透鏡，其特征在于:所述透鏡為旋轉(zhuǎn)體。
【文檔編號】F21V5/04GK204062854SQ201420441783
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】陳志曼 申請人:廣州市雅江光電設(shè)備有限公司