一種光斑均勻度高的led透鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光斑均勻度高的LED透鏡，包括底座，底座的中間設(shè)有開口，底座上依次設(shè)有第一透鏡臺及第二透鏡臺，第一透鏡臺的底面中部朝向第二透鏡臺內(nèi)凹形成第一圓錐面，第二透鏡臺的頂面中部朝向第一透鏡臺內(nèi)凹形成第二圓錐面，第二圓錐面上設(shè)有多個關(guān)于LED透鏡的中心軸呈軸對稱分布的透鏡微結(jié)構(gòu)。本實用新型的透鏡微結(jié)構(gòu)可以對光線進(jìn)行擴散，使得本LED透鏡的光斑更大且光斑均勻度高，而且降低了對加工精度的要求，生產(chǎn)成品率高，結(jié)構(gòu)簡單且生產(chǎn)成本低，可廣泛應(yīng)用于LED背光領(lǐng)域中。
【專利說明】—種光斑均勻度高的LED透鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED 二次配光領(lǐng)域，特別是涉及一種光斑均勻度高的LED透鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]LED透鏡作為LED的二次配光產(chǎn)品，被廣泛地應(yīng)用于照明領(lǐng)域，LED透鏡一般由光學(xué)級聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)或聚碳酸脂(PC)材料構(gòu)成，具有成本低、易于注塑成型、透光率高及體積小等優(yōu)點，因此也被逐漸應(yīng)用在LED背光領(lǐng)域中。對于LED光源來說，其配光曲線一般為朗伯分布，光場分布通常集中在LED光源的正上方位置，若直接應(yīng)用在背光裝置中，LED光源發(fā)出的光線打在擴散板上的光斑范圍較小，通過使用LED透鏡對LED光源進(jìn)行二次配光，可以改變LED的光強度分布,改善光線在擴散板上的光斑。目前LED透鏡一般是由多個平面或曲面組合構(gòu)成的，其中，曲面對光線的作用是最明顯且最敏感的，曲面尺寸的微弱變化都會導(dǎo)致從透鏡出射的光斑產(chǎn)生變化，例如，當(dāng)LED透鏡的加工精度偏差大于0.0lmm或者成型條件略有變化時，出射光斑就會產(chǎn)生亮圈，不能滿足應(yīng)用要求?？偟膩碚f，目前在背光領(lǐng)域中應(yīng)用的LED透鏡，對加工精度的要求非常高，導(dǎo)致其成品率低，生產(chǎn)成本聞。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述的技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種光斑均勻度高的LED透鏡。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種光斑均勻度高的LED透鏡，所述LED透鏡包括底座，所述底座的中間設(shè)有開口，所述底座上依次設(shè)有第一透鏡臺及第二透鏡臺，所述第一透鏡臺的底面中部朝向第二透鏡臺內(nèi)凹形成第一圓錐面，所述第二透鏡臺的頂面中部朝向第一透鏡臺內(nèi)凹形成第二圓錐面，所述第二圓錐面上設(shè)有多個關(guān)于LED透鏡的中心軸呈軸對稱分布的透鏡微結(jié)構(gòu)。
[0006]進(jìn)一步，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)中，透鏡微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而變大，且多個透鏡微結(jié)構(gòu)的排布隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而更磁隹山:? ο
[0007]進(jìn)一步，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二圓錐面的上部分、下部分或整個面上。
[0008]進(jìn)一步，所述第一透鏡臺的側(cè)面也設(shè)有多個透鏡微結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步，所述透鏡微結(jié)構(gòu)的形狀為三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0010]進(jìn)一步，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈放射狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0011]進(jìn)一步，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈環(huán)狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0012]進(jìn)一步，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈放射狀及環(huán)狀交錯分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0013]進(jìn)一步,所述透鏡微結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為PMMA、PC、PS、Silicone、環(huán)氧樹脂、聚氨酯丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷。
[0014]本實用新型的有益效果是:本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡，包括底座，底座的中間設(shè)有開口，底座上依次設(shè)有第一透鏡臺及第二透鏡臺，第一透鏡臺的底面中部朝向第二透鏡臺內(nèi)凹形成第一圓錐面，第二透鏡臺的頂面中部朝向第一透鏡臺內(nèi)凹形成第二圓錐面，第二圓錐面上設(shè)有多個關(guān)于LED透鏡的中心軸呈軸對稱分布的透鏡微結(jié)構(gòu)。本實用新型的透鏡微結(jié)構(gòu)可以對光線進(jìn)行擴散，使得本LED透鏡所形成的光斑更大且光斑均勻度高，而且降低了對加工精度的要求，生產(chǎn)成品率高，結(jié)構(gòu)簡單且生產(chǎn)成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的第一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的第二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的第三結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的第四結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的多個透鏡微結(jié)構(gòu)的第一排列形狀示意圖；
[0021]圖6是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的多個透鏡微結(jié)構(gòu)的第二排列形狀示意圖；
[0022]圖7是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的多個透鏡微結(jié)構(gòu)的第三排列形狀示意圖；
[0023]圖8是本實用新型的一種光斑均勻度高的LED透鏡的多個透鏡微結(jié)構(gòu)的第四排列形狀示意圖；
[0024]圖9是本實用新型的LED透鏡設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)后對光線的作用走向示意圖；
[0025]圖10是本實用新型的LED透鏡的光斑模擬結(jié)果示意圖；
[0026]圖11是本實用新型的LED透鏡不設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)時的光斑模擬結(jié)果示意圖。

【具體實施方式】
[0027]本實用新型提供了一種光斑均勻度高的LED透鏡，所述LED透鏡包括底座，所述底座的中間設(shè)有開口，所述底座上依次設(shè)有第一透鏡臺及第二透鏡臺，所述第一透鏡臺的底面中部朝向第二透鏡臺內(nèi)凹形成第一圓錐面，所述第二透鏡臺的頂面中部朝向第一透鏡臺內(nèi)凹形成第二圓錐面，所述第二圓錐面上設(shè)有多個關(guān)于LED透鏡的中心軸呈軸對稱分布的透鏡微結(jié)構(gòu)。
[0028]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)中，透鏡微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而變大，且多個透鏡微結(jié)構(gòu)的排布隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而更密集。
[0029]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二圓錐面的上部分、下部分或整個面上。
[0030]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述第一透鏡臺的側(cè)面也設(shè)有多個透鏡微結(jié)構(gòu)。
[0031]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述透鏡微結(jié)構(gòu)的形狀為三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0032]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈放射狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0033]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈環(huán)狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0034]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈放射狀及環(huán)狀交錯分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
[0035]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述透鏡微結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為PMMA、PC、PS、Silicone、環(huán)氧樹脂、聚氨酯丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷。
[0036]下面結(jié)合一具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0037]參照圖1，一種光斑均勻度高的LED透鏡，該LED透鏡包括底座1，底座I的中間設(shè)有開口 4，底座I上依次設(shè)有第一透鏡臺2及第二透鏡臺3，第一透鏡臺2的底面中部朝向第二透鏡臺3內(nèi)凹形成第一圓錐面5，第二透鏡臺3的頂面中部朝向第一透鏡臺2內(nèi)凹形成第二圓錐面6，第二圓錐面6上設(shè)有多個關(guān)于LED透鏡的中心軸呈軸對稱分布的用于擴散光線的透鏡微結(jié)構(gòu)7。開口 4用于容納LED光源，本實施例中第一透鏡臺2可以是中部向外凸出的柱狀，也可以是球狀的一部分，第一透鏡臺3為柱狀。
[0038]多個透鏡微結(jié)構(gòu)7中，透鏡微結(jié)構(gòu)7的尺寸隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而變大，且多個透鏡微結(jié)構(gòu)7的排布隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而更密集，即多個透鏡微結(jié)構(gòu)7的排布方式是--離LED透鏡的中心軸越遠(yuǎn)，透鏡微結(jié)構(gòu)7的尺寸越大，且排布越密集。
[0039]本實施例中，多個透鏡微結(jié)構(gòu)7可以設(shè)置在第二圓錐面6的上部分、下部分或整個面上，依次分別如圖2、圖3及圖1中所示。
[0040]優(yōu)選的，第一透鏡臺2的側(cè)面也設(shè)有多個透鏡微結(jié)構(gòu)7，如圖4所示。實際如何設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)7的位置可以根據(jù)光斑效果來決定。
[0041]透鏡微結(jié)構(gòu)7的形狀為三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽，多個透鏡微結(jié)構(gòu)7有以下三種排布方式:
[0042]一、多個透鏡微結(jié)構(gòu)7包括在第二圓錐面6上呈放射狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。如圖5和圖6所示，圖5中的多個透鏡微結(jié)構(gòu)7為在第二圓錐面6上呈放射狀分布的多個凸半球，圖6中的多個透鏡微結(jié)構(gòu)7為在第二圓錐面6上呈放射狀分布的多個三角柱。
[0043]二、多個透鏡微結(jié)構(gòu)7包括在第二圓錐面6上呈環(huán)狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽，如圖7所示。
[0044]三、多個透鏡微結(jié)構(gòu)7包括在第二圓錐面6上呈放射狀及環(huán)狀交錯分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽，如圖8所示，圖8中所示的多個透鏡微結(jié)構(gòu)7包括在第二圓錐面6上呈放射狀及環(huán)狀交錯分布的多個三角柱，其中，呈環(huán)形分布的三角柱均被呈放射狀分布的三角柱分割成多段。
[0045]圖9中展示了第二圓錐面6上設(shè)置用于擴散光線的透鏡微結(jié)構(gòu)7后對LED光源發(fā)射的光線的作用走向，由圖9中可看出，第二圓錐面6在左側(cè)設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)7后，以同一角度照射到第二圓錐面6的光線，經(jīng)透鏡微結(jié)構(gòu)7反射后打開的距離D2將比右側(cè)不設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)7的情況打開的距離Dl更大，即設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)7后，LED光源發(fā)出的光線經(jīng)過本LED透鏡，將會獲得更大的光斑，而且因為光線照射范圍更廣，混光距離將更長，因而混光效果更加均勻，故本LED透鏡安裝在LED光源上，形成的光斑將更大，而且光斑均勻度高。圖10是本LED透鏡的光斑模擬結(jié)果示意圖，圖11是本LED透鏡的第二圓錐面6不設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)7時的光斑模擬結(jié)果示意圖，兩次模擬中的光源參數(shù)設(shè)置一致，由圖10和圖11中可看出，設(shè)置透鏡微結(jié)構(gòu)7后，LED透鏡出射的光斑將更大且更為均勻。
[0046]另外，本LED透鏡設(shè)置了透鏡微結(jié)構(gòu)7后，在要求同樣光斑均勻度的前提下，對加工精度的要求大大降低了，提高了透鏡生產(chǎn)的成品率，從而降低了生產(chǎn)成本，而且本LED透鏡結(jié)構(gòu)簡單，方便生產(chǎn)。而且使用本LED透鏡的背光模組可以獲得更佳的光學(xué)效果，可以設(shè)計的更加輕薄化。
[0047]透鏡微結(jié)構(gòu)7的材質(zhì)為PMMA、PC、PS、Silicone、環(huán)氧樹脂、聚氨酯丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷等光學(xué)級塑料或光固化材料，材質(zhì)的選擇可依使用環(huán)境、壽命、價格考慮等因素，采用單一或混合劑量調(diào)配或?qū)拥鲜霾牧现谱鞫?。透鏡微結(jié)構(gòu)7的成型方式可采用注塑成型或UV光固化成型。在成型透鏡微結(jié)構(gòu)7時，可以在透鏡微結(jié)構(gòu)7中混入熒光粉，從而提升背光模組的色域范圍。
[0048]PS 指聚苯乙烯，Polystyrene ；Silicone 指娃膠。
[0049]以上是對本實用新型的較佳實施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述LED透鏡包括底座，所述底座的中間設(shè)有開口，所述底座上依次設(shè)有第一透鏡臺及第二透鏡臺，所述第一透鏡臺的底面中部朝向第二透鏡臺內(nèi)凹形成第一圓錐面，所述第二透鏡臺的頂面中部朝向第一透鏡臺內(nèi)凹形成第二圓錐面，所述第二圓錐面上設(shè)有多個關(guān)于LED透鏡的中心軸呈軸對稱分布的透鏡微結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)中，透鏡微結(jié)構(gòu)的尺寸隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而變大，且多個透鏡微結(jié)構(gòu)的排布隨著離LED透鏡的中心軸的距離的變大而更密集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二圓錐面的上部分、下部分或整個面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述第一透鏡臺的側(cè)面也設(shè)有多個透鏡微結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述透鏡微結(jié)構(gòu)的形狀為三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈放射狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈環(huán)狀分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述多個透鏡微結(jié)構(gòu)包括在第二圓錐面上呈放射狀及環(huán)狀交錯分布的多個三角柱、凸半球、凹半球、凸半球柱或凹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光斑均勻度高的LED透鏡，其特征在于，所述透鏡微結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為PMMA、PC、PS、Silicone、環(huán)氧樹脂、聚氨酯丙烯酸酯或聚二甲基硅氧烷。
【文檔編號】F21Y101/02GK204164945SQ201420588638
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】張小明, 林清云 申請人:廣州毅昌科技股份有限公司