專利名稱：反射面透鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及LED領域，尤其是一種用于LED燈具照明的透鏡。
背景技術：
LED是21世紀具有競爭力的新型固體光源，它具有效率高、光色純、能耗低、壽命長、可靠耐用、無污染、控制靈活等優點。隨著LED技術不斷完善，LED的光通量及光效將不斷提高。目前單顆白光LED的光通量已經2001m以上，以LED為光源的照明系統不斷增多。 LED芯片的出光為Lambertian分布，這樣的光場分布，如果不經過合適的光學系統處理而直接應用，在大多數情況下都難以滿足照明燈具使用期間所需要達到的性能指標。因此對以LED為光源的照明系統進行二次光學設計是十分必要的。照明系統實現均勻照明則是通過二次光學設計使照明系統在一個給定的區域內形成一個照度均勻的光斑。照明系統一般分為反射型、折射型以及反射-折射混合型，其中反射-折射混合型主要利用全內反射(TIR)技術。LED出光范圍大，反射型或折射型照明系統往往很難控制LED的全部出光，IlR利用反射和全反射，可以有效的收集LED大范圍的出光，并控制光束分布，保證照明系統結構緊湊。現有的反射型LED透鏡的反射率較低，一般在80% ；折射型的LED透鏡受到透鏡直徑等方面的限制，其透光率也僅為90% ；現有的反射-折射混合型的LED透鏡的折射部件和反光部件一般是分開的，增加了制造LED燈的工藝成本和加工程序。而且現有的反光部件均需要在反光面上鍍反光涂層，比如鍍鋁涂層等，這也增加了制作LED燈的工藝成本。如圖10所述的申請號為200910108644. 1的LED聚光透鏡提供了一種有兩個折射槽的聚光透鏡，但該透鏡也不具有反射面的設計，達不到較好的出射效果。
發明內容
本發明提出一種反射面透鏡，在普通的折射透鏡上集成了反光的功能，而且不需要噴涂反光涂層即可達到較好的反光效果，簡化了 LED燈的結構；同時，本發明的反射面透鏡還可一體成型，比現有的反射-折射混合型的透鏡結構更簡潔，通過分段設計的反射面可以更好、更高效地利用LED發出的光。本發明所采用的技術方案如下一種反射面透鏡，其一端開設有第一折射槽，另一端開設有第二折射槽，所述第一折射槽和第二折射槽設置于同一中軸線上；所述透鏡外殼是透光的，且外表面為喇叭形，其喇叭口自所述第一折射槽的方向朝向所述第二折射槽的方向，在該外表面上設置有多段反射面。當LED置于所述第一折射槽時，LED發出的光經該第一折射槽折射后，從所述第二折射槽所在的喇叭口射出；同時透過該透光透鏡外殼的光，被喇叭形的多段反射面反射，也自喇叭口射出。經過本發明的反射面透鏡發出的LED能達到各種設定的照明效果，而傳統的LED透鏡達不到這種效果。更進一步地，所述多段反射面由若干圈反射面依次連接圍成喇叭形，即自所述第一折射槽向所述第二折射槽的方向，依次連接的反射面的半徑逐漸增大，以形成喇叭形。更優選地，所述每一圈反射面由若干個反射單元依次連接圍成，且所述每個反射單元可以為弧面、平面、菱面、鉆石面中的一種或幾種，但不僅限于這些形狀，也可以采用其它任何能夠達到本發明所述效果的形狀，該面的具體形狀可根據光的反射折射效果以及能量守恒定律設計。本發明的反射面透鏡一體成型，結構簡單，而且不需要反光涂層即可達到反射功能，簡化了 LED燈的安裝；透光外殼外表面的多段反射面達到了良好的聚光、反光效果，使 LED燈能達到各種設定的照明效果。
附圖1為LED芯片相對光強分布曲線；附圖2為本發明的反射面透鏡結構原理圖；附圖3為本發明入射光源在目標平面上的照明示意圖；附圖4為本發明的分段反射面設計原理圖；附圖5為本發明實施例1的剖視圖示意圖；附圖6為本發明實施例1的透鏡模擬的照度數據效果圖；附圖7為本發明實施例1的透鏡模擬的照度數據曲線圖；附圖8為本發明實施例2的正面透視結構示意圖；附圖9為本發明實施例2的外表面結構示意圖；附圖10為現有技術的LED聚光透鏡的結構示意圖；標號說明第一折射槽1，第二折射槽2，多段反射面3，透鏡外殼4，外表面41，外殼卷邊42。
具體實施例方式如圖8和圖9所示，本發明的反射面透鏡一端開設有第一折射槽1，另一端開設有第二折射槽2，該第一折射槽1和第二折射槽2設置于同一中軸線上，且均為圓柱形；同時， 透鏡外殼4是透光的，且外表面41為喇叭形，其喇叭口自第一折射槽1的方向朝向第二折射槽2的方向，并在該外表面41上設置有多段反射面3。當LED置于第一折射槽1中時， 其發出的光經該第一折射槽1折射后，從第二折射槽2所在的喇叭口射出；透過透鏡外殼4 的光被喇叭形的多段反射面3反射，也自喇叭口射出。所述透光材料可以為硅膠、PMMA、PC 或玻璃等材料，當然也可以為其它各種透光材料，比如半透明的材料等，而并不局限于所述的幾種透光材料。在本實施例中，多段反射面3由若干圈反射面依次連接圍成喇叭形，如圖8中所示的反射面31、32、33等，而且從第一折射槽1向第二折射槽2的方向，依次連接的反射面的半徑逐漸增大，以形成喇叭形。如圖中所示的反射面33的半徑小于反射面32的半徑，反射面32的半徑小于反射面31的半徑。同時，每一圈反射面由若干個反射單元依次連接圍成， 且所述每個反射單元可以為弧面、平面、菱面、鉆石面中的一種或幾種，但不僅限于這些形狀，也可以采用其它任何能夠達到本發明所述效果的形狀。如圖8中的反射面31由弧形的反射單元311、312、313、314等圍成。
每個反射單元的型面形狀可根據光的反射折射效果以及能量守恒定律設計，以下將詳細介紹反射單元型面形狀的設計方法。LED芯片可視為Lambertian光源，光線出射滿足余弦分布，如圖1所示的LED芯片相對光強分布曲線，其中橫軸為發光強度，縱軸為輻射角度。若LED芯片的朗伯光強分布為已知，那么在給定方向上的光強為I0 = Ιθοο8( θ )(1)式中10為發光表面在法線方向上的發光強度=Itl為和法線成任意角度θ方向的發光角度。由于LED芯片為朗伯光源，所以其各個方向的亮度是一常量，即
權利要求
1.一種反射面透鏡，其一端開設有第一折射槽，另一端開設有第二折射槽，所述第一折射槽和第二折射槽設置于同一中軸線上；其特征在于所述透鏡外殼是透光的，且外表面為喇叭形，其喇叭口自所述第一折射槽的方向朝向所述第二折射槽的方向，在該外表面上設置有多段反射面。
2.如權利要求1所述的反射面透鏡，其特征在于所述多段反射面由若干圈反射面依次連接圍成喇叭形。
3.如權利要求2所述的反射面透鏡，其特征在于所述每一圈反射面由若干個反射單元依次連接圍成。
4.如權利要求3所述的反射面透鏡，其特征在于所述反射單元為弧面、平面、菱面、鉆石面中的一種或幾種。
5.如權利要求1所述的反射面透鏡，其特征在于所述透鏡外殼的喇叭口外側設置有向外卷起的卷邊。
6.如權利要求1-5所述的反射面透鏡，其特征在于所述反射面透鏡由透光材料一體成型。
7.如權利要求6所述的反射面透鏡，其特征在于所述透光材料為硅膠、PMMA、PC或玻^^ ο
全文摘要
本發明的反射面透鏡一端開設有第一折射槽，另一端開設有第二折射槽，所述第一折射槽和第二折射槽設置于同一中軸線上；所述透鏡外殼是透光的，且外表面為喇叭形，其喇叭口自所述第一折射槽的方向朝向所述第二折射槽的方向，在該外表面上設置有多段反射面。當LED置于所述第一折射槽時，LED發出的光經該第一折射槽折射后，從所述第二折射槽所在的喇叭口射出；同時透過該透光透鏡外殼的光，被喇叭形的多段反射面反射，也自喇叭口射出。本發明的反射面透鏡集合聚光、折射、反射功能于一體，而且無需反射涂層即可達到均勻的照明效果以及其它各種設定的照明效果，簡化了LED照明系統的加工工藝，減少了工藝成本。
文檔編號F21V13/04GK102563527SQ20121000935
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者張勇 申請人:張勇