一种泛光透镜

摘要

本发明涉及一种泛光透镜，用于LED光源的配光，其特征在于，所述透镜为回转体，所述透镜的底面设有第一凹球面，所述第一凹球面的球心位于所述透镜的轴线上，所述透镜的顶面设有第二凹球面，所述第二凹球面的球心位于所述透镜的轴线上，所述透镜的侧面为全反射面。本发明的透镜的底面设有第一凹球面，顶面设第二凹球面，LED光源的发光角较小的光线经第一凹球面折射之后，发光角被第一次放大，经过顶面的第二凹球面折射后，发光角被第二次放大，经过二次放大，近轴线部分的较强光纤向四周扩散，解决了LED光源的近轴线部分的光强较大的问题，可以实现更为均匀的泛光配光。

权利要求

1.一种泛光透镜，用于LED光源的配光，其特征在于，所述透镜为回转体，所述透镜的底面设有第一凹球面，所述第一凹球面的球心位于所述透镜的轴线上，所述透镜的顶面设有第二凹球面，所述第二凹球面的球心位于所述透镜的轴线上,所述透镜的侧面为全反射面；所述第一凹球面为半球形的凹球面；所述第一凹球面的半径为2.5mm～3mm；所述第二凹球面的半径为18mm～25mm；所述第二凹球面的顶点到所述透镜的底面的距离为小于

10mm；所述回转体为锥台，所述底面为锥台的两个平面中面积较小的平面；所述锥台的锥角为72～78度；

所述透镜由透明材料注塑成型；所述透明材料的折射率为1.45～1.65。

2.根据权利要求1所述的泛光透镜，其特征在于，所述透明材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

说明书

一种泛光透镜

技术领域

[0001] 本发明涉及用于LED光源的配光透镜，更具体地说，涉及一种用于LED光源配光的泛光透镜。

背景技术

[0002] 采用LED光源进行泛光照明时，一般采用反光杯对LED光源进行配光，但是这种方式的配光效果不是很理想，这是因为，LED光源的近轴线部分的光强比较大，但这部分光线不能通过反光杯配光，因此反光杯配出的泛光，总是会出现中间部分的光强偏高。

[0003] 为了获得较为均匀的泛光配光，也有采用凹透镜对LED光源进行配光的，但这种方式对LED光源的光通量的利用率比较低，表现在LED光源的发光角较大的光线无法被利用，最终导致灯具的光效利用率太低。

[0004] 除此之外，还有一类泛光透镜，是在LED光源的聚光全反射透镜的基础上改进而来的，如图1所示，在透镜的出射面1做成密布的网状小凸点或凹坑结构来实现泛光的效果，也有采用出射面磨砂处理的，这些处理方式达到的泛光效果都不够均匀，泛光角度一般较小，而且由于磨砂面或类磨砂的出射面，使光损耗。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的泛光透镜的上述缺陷，提供一种配光效果好、光损失小的泛光透镜。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种泛光透镜，用于LED光源的配光，所述透镜为回转体，所述透镜的底面设有第一凹球面，所述第一凹球面的球心位于所述透镜的轴线上，所述透镜的顶面设有第二凹球面，所述第二凹球面的球心位于所述透镜的轴线上，所述透镜的侧面为全反射面。

[0007] 在本发明所述的泛光透镜中，所述第一凹球面为半球形的凹球面。

[0008] 在本发明所述的泛光透镜中，所述第一凹球面的半径为2.5mm～3mm。

[0009] 在本发明所述的泛光透镜中，所述第二凹球面的半径为18mm～25mm。

[0010] 在本发明所述的泛光透镜中，所述第二凹球面的顶点到所述透镜的底面的距离为小于10mm。

[0011] 在本发明所述的泛光透镜中，所述回转体为锥台，所述底面为锥台的两个平面中面积较小的平面。

[0012] 在本发明所述的泛光透镜中，所述透镜由透明材料注塑成型。

[0013] 在本发明所述的泛光透镜中，所述透明材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

[0014] 在本发明所述的泛光透镜中，所述透明材料的折射率为1.45～1.65。

[0015] 在本发明所述的泛光透镜中，所述锥台的锥角为72～78度。

[0016] 实施本发明的泛光透镜，具有以下有益效果：本发明的透镜的底面设有第一凹球面，顶面设第二凹球面，LED光源的发光角较小的光线经第一凹球面折射之后，发光角被第一次放大，经过顶面的第二凹球面折射后，发光角被第二次放大，经过二次放大，近轴线部分的较强光纤向四周扩散，解决了LED光源的近轴线部分的光强较大的问题，可以实现更为均匀的泛光配光。

附图说明

[0017] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0018] 图1是现有的泛光透镜的示意图；

[0019] 图2是本发明的泛光透镜的优选实施例的示意图；

[0020] 图3是本发明的泛光透镜的优选实施例的主视图；

[0021] 图4是图3中A-A剖面图；

[0022] 图5是本发明的泛光透镜的优选实施例的配光示意图；

[0023] 图6是本发明的泛光透镜的优选实施例的配光效果图。

具体实施方式

[0024] 本发明的泛光全反射透镜用于LED光源的配光，该透镜为回转体，优选锥台形，透镜的底面设有第一凹球面，第一凹球面的球心位于透镜的轴线上，透镜的顶面设有第二凹球面，第二凹球面的球心位于透镜的轴线上，透镜的侧面为全反射面，第二凹球面的半径较大。这样，LED光源的发光角较小的光线经第一凹球面折射之后，发光角被第一次放大，经过顶面的第二凹球面折射后，发光角被第二次放大，经过二次放大，近轴线部分的较强光纤向四周扩散，解决了LED光源的近轴线部分的光强较大的问题，可以实现更为均匀的泛光配光。

[0025] 在本发明的泛光全反射透镜中，第一凹球面为半球形的凹球面，即第一凹球面的球心位于透镜的底面上，第一凹球面的半径为2.5mm～3mm，第二凹球面的半径较大，为18mm～25mm，第二凹球面的深度较浅，也即第二凹球面所对的顶角的角度较小。第二凹球面的顶点(也即第二凹球面与轴线的交点)到透镜的底面的距离为小于10mm。中间部分的透镜，尤其是第一凹球面和第二凹球面，主要作用是对LED发光角比较小的光线起到扩散作用。锥台形的锥角为72～78度，保证LED光源的发光角度较大的光线在透镜的侧面也即锥面上发生全反射。

[0026] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0027] 如图2至图4所示，为本发明的泛光透镜的一个优选实施例，在本实施例中，透镜100为回转体，在本实施例中该回转体为锥台，锥台的锥角为72～78度，锥台的两个平面中面积较小的平面为透镜100的底面101，面积较大的平面为透镜100的顶面102，锥台的锥面为透镜100的侧面103，该侧面103为全反射面，LED光源发出的光在该侧面103上发生全反射，然后经顶面出射出去。

[0028] 在本实施例中，透镜100的底面101设有第一凹球面110，第一凹球面110的球心位于透镜100的轴线上，凹球面110在本实施例中为半球形的凹球面，也即其球心位于透镜100的底面上，为了使透镜的尺寸比较小，第一凹球面的半径r尽可能小，半径r在2.5mm～
3mm，LED光源尽可能选用直径比较小的LED芯片。透镜100的顶面102上设有第二凹球面
120，第二凹球面120球心位于透镜100的轴线上，第二凹球面120的半径较大，为18mm～
25mm，第二凹球面120的深度较浅，也即第二凹球面120所对的顶角的角度较小。第二凹球面120的顶点(也即第二凹球面120与轴线的交点)到透镜100的底面101的距离为小于
10mm。

[0029] 在本实施例中，透镜由透明材料注塑成型，透镜的材料为聚碳酸酯，即PC，其折射率n为1.59，该透镜的具体参数如下表：

[0030]第一凹球面的半径r(mm) 3.0
透镜侧面母线与光轴的夹角a(度)(半锥角) 37
第二凹球面的半径R(mm) 20
第二凹球面的顶点到透镜底面的距离L(mm) 9.1
透镜底端的直径(mm) 7
透镜前端的直径(mm) 22
透镜的高度h(mm) 10

[0031] 图5本发明的泛光全反射透镜与LED光源配合的示意图，LED光源200的发光面与透镜100的底面重合，LED光源200进入第一凹球面110的部分的直径小于3mm。有图可以看出，LED光源200的发光的光线中发光角度较大的光线经第一凹球面110折射后射向透镜100的侧面103，经侧面103全反射后由透镜100的顶面102射出；LED光源200的发光的光线中发光角度较小的光线射经第一凹球面110折射后，发光角被第一次放大，经过顶面102的第二凹球面120折射后，发光角被第二次放大，经过二次放大，折射后光线的发光角变大，近轴线部分的较强光纤向四周扩散。这样，经过该透镜100后，光线较为均匀的由透镜100的顶面102射出，获得比较均匀的光照效果。

[0032] 图6示出了本实施例的透镜的配光效果图，由图可以清楚的看出，在发光角约30度的范围内，光强分布非常均匀。

[0033] 需要理解的是，本发明的泛光全反射透镜的参数并不局限于上述实施例的参数。本发明的泛光全反射透镜可以由其他透明材料注塑成型，例如聚甲基丙烯酸甲酯，即PMMA，或者其他透明材料，折射率在1.45～1.65之间。

[0034] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。