在入射面和出射面具有密集分布的凸刻面的透鏡的制作方法
【專利摘要】一種LED集成透鏡，其包括孔狀的入光部段(1)、杯狀的發光部段(2)，該LED集成透鏡包含位于所述入光部段和所述發光部段(1,2)之間的光學透鏡(3)，其中所述入光部段(1)和發光部段(2)的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。所述透鏡增強光利用效率，避免產生斑點和色差，從而大大提高了顯色性。
【專利說明】
在入射面和出射面具有密集分布的凸刻面的透鏡
技術領域
[0001]本發明涉及一種新型透鏡，特別但不排他地，涉及與具有LED集成光源的LED燈具一起使用的透鏡。
【背景技術】
[0002]LED集成光源透鏡有助于提高LED集成光源的表面發光效率。一種已知種類的LED集成光源透鏡，包括孔狀入光部段和杯狀的發光部段，在入光部段和發光部段上都具有光滑表面。這具有這樣的缺點:LED集成光源的光利用效率非常差。另外的缺點是，這種設置產生具有明顯色差的發光點，即，對顯色指數產生不利的影響。

【發明內容】

[0003]根據本發明，公開一種LED集成光源透鏡，其包括孔狀的入光部段、杯狀的發光部段，該LED集成光源透鏡包含位于所述入光部段和所述發光部段之間的光學透鏡，其中所述入光部段和發光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。
[0004]優選地，所述光學透鏡在一側具有斑點表面。
[0005]優選地，所述光學透鏡在另一側具有曲面。
[0006]優選地，所述曲面為凸形的。
[0007]優選地，所述孔在其底部設有非球形表面。
[0008]這種結構具有許多優點。所述入光部段和發射部的外表面上的密集分布的凸刻面導致LED集成光源發射多點光，提高光的利用效率，不產生斑點光和色差，這反過來大大地提高了顯色指數。具有斑點表面的光學透鏡的一側產生多點燈。具有曲面的光學透鏡的另一側改變光束的角度。
[0009]另外的優點是，這樣的透鏡相對短粗，允許在新應用中同時使用LED光源和這樣的透鏡。
[0010]根據本發明的第二方面，提供一種透鏡，所述透鏡設有多個入光部段、與入光部段相關的發光部段，每個入光部段為孔狀，所述發光部段為杯狀，所述透鏡包含位于每個所述入光部段和相關的發光部段之間的光學透鏡，其中該相關的入光部段和發光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。
[0011]根據本發明的第三方面，射燈包括殼體、光源、根據本發明的第一或第二方面的透鏡、透鏡架和散熱片。
[0012]優選地，所述射燈進一步包括玻璃和用于所述玻璃的保持機構。
[0013]優選地，所述光源包括安裝在電路板上的一個或多個LED。優選地，所述電路板可以由陶瓷材料形成。可替換地，所述電路板可以由鋁和坐落在所述電路板和散熱片之間的黃銅或紫銅盤形成。
【附圖說明】
[0014]現在結合附圖，僅通過實施例的方式描述本發明，其中圖1展示了根據本發明的透鏡的第一實施例的透視圖；
圖2展示了圖1的透鏡的俯視圖；
圖3展示了沿圖2的線A-A的剖視圖；
圖4展示了類似圖3的剖視圖，其中示意性表示光在所述透鏡傳播；
圖5展示了根據本發明的透鏡的第二實施例的側視圖；
圖6展示了沿圖5的線A-A的剖視圖；
圖7展示了圖5的俯視圖；
圖8展示了圖5的前部的透視圖；
圖9展示了根據本發明的透鏡的第三實施例的側視圖；
圖10展不了圖9的俯視圖；
圖11展示了根據本發明的透鏡的第四實施例的側視圖；
圖12展示了圖11的俯視圖；
圖13展示了根據本發明的透鏡的第五實施例的側視圖；
圖14展不了圖13的俯視圖；
圖15展示了根據本發明的透鏡的第六實施例的側視圖；
圖16展示了圖15的俯視圖；
圖17展示了根據本發明的透鏡的第七實施例的側視圖；
圖18展示了圖17的俯視圖；
圖19為根據本發明的第二方面的射燈的第一實施例的剖視圖；以及圖20為根據本發明的第二方面的射燈的第二實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]首先參見圖1至3，可以看見，所述透鏡包括基本上實心的主體10，主體10具有大致圓錐形或截頭圓錐形部分4，圓錐形或截頭圓錐形部分4設有凸緣12，凸緣12繞圓錐部分4延伸，從而提供透鏡的圓形周緣。圓錐形或截頭圓錐形部分4從圓形凸緣12延伸。延伸圓錐形或截頭圓錐形部分4的凸緣12的一側稱為底側或后側，并且應當對“上側”、“前側”、“上面”或“下面”進行相應的解釋。
[0016]所述透鏡具有豎直中心軸。所述透鏡由透明材料形成。在透明塑料材料的情況下，透鏡優選通過注射成型法形成。
[0017]圓錐形或截頭圓錐形部分4的上部分設有凹口或孔。所述孔為盲凹口的形式。如圖可見，雖然所述凹口的截面為六邊形，但是可以使用其它截面。凹口的側邊與豎直中心軸對齊。
[0018]圓錐形或截頭圓錐形部分4的尖端設有兩個切除部分14，切除部分14沿圓錐形或截頭圓錐形部分4的一部分圓周延伸，從而產生在其中間延伸的兩個凸塊16。從圖2可以看出，所述透鏡關于中心平面對稱。
[0019]使用時，LED位于圓錐形或截頭圓錐形部分4的孔的開口處，使得所述孔形成所述透鏡的入光部段I。所述孔的底部設有折射表面18，例如，斑點表面。在該實施例中，所述折射表面18的形狀為圓形。從圖2可以看出，該圖采用在所述孔的底部的表面上形成六邊形圖案的凸刻面的形式。使用時，所述折射表面18產生多點光束。優選地，所述折射表面18為非球形折射表面。在該實施例中，所述折射表面18坐落在大致水平的平面上。
[0020]圓錐形或截頭圓錐形部分4的外表面設有密集分布的凸刻面24的網。使用時，這些面24創建多點光束。該實施例的面24可以看作是大致三角形的。
[0021]由此可以看出，入光部段I的外表面設有在圓錐形或截頭圓錐形部分4上的凸刻面24和在所述折射表面18上的凸刻面。
[0022]所述透鏡的前部設有成形凹口。所述成形凹口的為杯狀，大致凹形，包括傾斜表面20，所述傾斜表面20從所述透鏡的正面向內延伸，該傾斜表面20與杯狀的大致圓形底部22匯合，底部22為凸形的。該彎曲的凸形用于改變光束的角度。大致圓形底部22設有折射表面的網，形式為密集分布的凸刻面。該傾斜表面優選凹形的。
[0023]使用時，所述成形凹口形成所述透鏡的發光部段2。
[0024]在所述孔和所述成形凹口之間的透鏡的部分形成位于其中間的光學主體或透鏡3。
[0025]應該理解的是，入光部段1、發光部段2和光學透鏡3由透明材料形成為單個或一個工件主體。
[0026]圖5至8展示了根據本發明的透鏡的第二實施例。注意，該實施例(和以下實施例)不重點介紹在所述圓錐形或截頭圓錐形部分4的末端的切除。此外，所述孔或盲凹口截面是圓形的。
[0027]通過折射表面的網的圖案進一步區分該實施例(和以下實施例)。
[0028]相似的附圖標記用于表示本發明的相似部件。因此，透鏡的圓錐形或截頭圓錐形部分設有凸緣112。入光部段101包括所述圓錐形或截頭圓錐形部分的外表面和非球形底表面118，所述圓錐形或截頭圓錐形部分的外表面設有折射表面124的網，所述非球形底表面設置在所述透鏡的背面。所述折射表面124的網成大致菱形。大致凹形的發光部段102包括傾斜表面120，所述傾斜表面120從所述透鏡的正面向內延伸，所述傾斜表面120與大致圓形的底部匯合，所述底部設有折射表面128的網。在該實施例(和以下實施例)中，所述底部為大致平刨的。光學透鏡103限定在所述入光部段101和所述發光部段102之間。
[0029]現在結合圖4，描述所述透鏡的功能。光從光源，比如LED(未示出)發出，并且可以采用若干路徑。穿過所述入光部段101的側邊的光會穿過所述透鏡，遇到所述凸刻面124的網。這使得光在表面形成多點全反射光，反射光折回指向所述發光部段102。多點全反射光的產生降低眩光指數并且增加顯色指數。
[0030]接觸在所述孔的底部上的折射表面118的光被聚焦在所述透鏡的所述發光部段102上的折射表面128的網上。這提高光效率。
[0031]穿過在所述透鏡的發光部段102上的折射表面128的網的光形成多點折射發光，這降低眩光指數并且增加顯色指數。
[0032]圍繞在所述發光部段102上的折射表面的網的傾斜表面120使注射成型工藝更容易并且提尚廣品一致性。
[0033]圖9和10展示了根據本發明的透鏡的第三實施例。該第三實施例的截面與第二實施例類似，并且展示了折射表面224的另外的圖案，所述面包括菱形面和五邊形面的混合。
[0034]圖11和12展示了根據本發明的透鏡的第四實施例。該第四實施例的截面與第二實施例類似，并且展示了折射表面324的另外的圖案，所述面包括六邊形面和五邊形面的混入口 ο
[0035]圖13和14展示了根據本發明的透鏡的第五實施例。該第五實施例的截面與第二實施例類似，并且展示了折射表面424的另外的圖案，所述刻面包括菱形面和八邊形面的混入口 ο
[0036]圖15和16展示了根據本發明的透鏡的第六實施例。該第六實施例的截面與第二實施例類似，并且展示了折射表面524的另外的圖案，所述面包括大致矩形的面。
[0037]圖17和18展示了根據本發明的透鏡的第七實施例。該第七實施例的截面與第二實施例類似，并且展示了折射表面624的另外的圖案，所述面包括多邊形面的圖案結構。
[0038]在每個實施例中，所述折射表面包括凸刻面。在圖19所示的另外的實施例中，透鏡設有多個入光部段，每個入光部段具有相關的發光部段和光學透鏡，所述光學透鏡位于每個入光部段和相關的發光部段之間。
[0039]現在參見圖19，該圖展示了發光單元，其形式為射燈單元702，該射燈單元702包含接線盒、變壓器單元或驅動器704，變壓器單元或驅動器704設置在安裝臂上，該安裝臂的一端固定至射燈702的上端。
[0040]射燈單元包括多個LED形式的光源706、電路板708、散熱片710和透鏡裝置，該LED安裝在電路板708上，例如，鋁基印刷電路板，該電路板包括用于光源706的控制電路，所述散熱器710連接至圓柱形殼體，該散熱器設置在所述電路板708的后側，并且透鏡裝置位于所述電路板708的前側。
[0041]黃銅或紫銅盤740設置在所述電路板708和所述散熱器710之間。
[0042]術語“圓柱形殼體”意為大致符合空心圓筒的形狀。應該理解:畸形的圓筒也同樣有效。類似地，雖然該實施例展示大致圓柱狀的管體，但也可以使用其它截面，并且修改其它部件的截面形狀。
[0043]所述散熱片710由任何合適的材料，優選鑄鋁形成。所述散熱片710在下端包括外環形部分，以坐落在所述圓柱形殼體的上部分。所述環形部分圍繞端面。在所示實施例中，所述端面從所述環形部分凸出。
[0044]所述圓柱形殼體包括安裝環714。所述安裝環714包括側壁，所述側壁具有下周緣環形凸緣和上周緣環形凸緣，所述下周緣環形凸緣從所述側壁的底端向外延伸，所述上周緣環形凸緣從所述側壁的上端向內延伸。所述安裝環714由任何合適材料，優選，鋼形成。
[0045]該上周緣凸緣坐落在所述散熱片710的環形部分，并且圍繞所述散熱片的端面。
[0046]在所述下周緣凸緣的上表面上設有第一環或墊圈716。使用時，所述環或墊圈716抬高裝配所述射燈的孔眼的邊緣。
[0047]支架718坐落在所述散熱片710的周圍，其包括彈簧偏壓元件或夾720。所述彈簧偏壓元件或夾720適于將所述發光單元以已知的方式固定在凹口。可以看出，所述驅動器704固定在所述支架718的上部中心區域。所述支架718以合適的方式，例如，通過螺紋扣件722，固定至所述安裝環714的上周緣凸緣。
[0048]所述透鏡裝置包括透鏡架724和根據本發明的第二方面的透鏡726。所述透鏡架726可以由任何合適的材料，例如，聚碳酸酯制成。所述透鏡724可以由任何合適的材料，例如，聚甲基丙烯酸甲酯制成。
[0049]所述透鏡726通過透鏡架724保持在相對光源706的合適位置。所述透鏡架724包括環或墊圈以及朝內的指狀物，所述環或墊圈具有用于將所述透鏡726接合或固定至所述透鏡架724的支撐結構。所述透鏡726設有配合特征以接合所述透鏡架724，并且固定至所述透鏡架。所述透鏡架724的周緣以合適的方式，例如，通過將所述支架718固定至安裝環714的螺紋扣件722，固定至所述安裝環714的上周緣凸緣。
[0050]邊框730裝配在安裝環714的下側。所述邊框730可以由任何合適的材料，例如鑄鋁制成。所述邊框730包括內壁，所述內壁具有朝內指向下端的肩部和在下端的徑向朝外的環形凸緣。所述內壁在所述安裝環714的側壁內延伸。使用時，所述邊框的內壁和所述安裝環的側壁設有匹配特征，比如，卡口式固定的公配件和母配件，從而使所述邊框730能夠固定至所述安裝環714。使用時，所述內肩部支撐坐落在所述透鏡726前面的玻璃732。所述玻璃732由任何合適的材料制成，從而能夠傳輸從透鏡726發出的光。
[0051]優選地，由硅制成的第二環或墊片734在邊框730的徑向向外的環形凸緣和安裝環14的第一周緣凸緣之間延伸。
[0052]所述電路板708為大致圓形并設有開口，通過該開口，所述電路板可以坐落在合適位置。在實踐中，黃銅或紫銅盤740固定至安裝環714的周緣。所述散熱片710的端面與所述黃銅或紫銅盤740的背面進行熱接觸。所述電路板708通過任何合適機構，比如扣件，經由所述黃銅或紫銅盤740固定至所述散熱片710。
[0053]由合適的防火材料制成的環或墊片736優選坐落在黃銅或紫銅盤740的邊緣和所述安裝環714的上周緣凸緣之間。
[0054]圖20展示了根據本發明的射燈單元802的第二實施例。相似的部件用相似的附圖標記表示。所述射燈單元802包括光源806、電路板、散熱片810和透鏡裝置，所述光源806安裝至電路板808，所述電路板包括用于光源806的控制電路，所述散熱片810設置在所述電路板808的后側，所述透鏡裝置坐落在所述電路板的前側。所述安裝環814的結構與前述實施例的安裝環的結構相同。
[0055]設有支架818，支架818具有依托腿部和中心部分，其中在每個腿部上安裝彈簧偏壓元件或夾820。在腿部自由端的腳被固定至安裝環814。
[0056]驅動器804安裝驅動器箱體內，驅動器箱體轉而坐落在散熱片810的凹口內。所述驅動器箱體設有凸緣，所述驅動器箱體可以通過任何合適的機構由所述凸緣固定至所述散熱片810的上部。
[0057]所述散熱片810安裝在所述安裝環814上，并且所述散熱片810的正面坐落在所述安裝環814的上環形凸緣內。
[0058]由硅制成的第一環或墊片816設置在所述安裝環814的下周緣凸緣上。
[0059]所述電路板通過扣件822固定至所述安裝環814，使得所述散熱片810的端面與所述電路板808的后表面進行熱接觸。所述扣件822還用于使透鏡架固定在合適位置。所述透鏡架用于使透鏡826坐落在合適位置。
[0060]在該實施例中，所述透鏡架包括兩個部分。所述透鏡架的第一部分824a固定在所述安裝環814的上周緣凸緣的合適位置。所述透鏡架的第二部分824b使所述透鏡826的周緣保持在自身和透鏡架的第一部分824a之間。
[0061 ]由邊框830保持的玻璃832，其自身坐落在安裝環814內并靠著安裝環814，設置在所述透鏡826和透鏡架的前面。由硅制成的第二環或墊片834在邊框830和安裝環814之間延伸。由防火材料制成的環或墊片836優選坐落在所述電路板808和安裝環824之間。
【主權項】
1.一種LED集成光源透鏡，其包括孔狀的入光部段、杯狀的發光部段，該LED集成光源透鏡包含位于所述入光部段和所述發光部段之間的光學透鏡，其中所述入光部段和發光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。2.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述光學透鏡在一側具有斑點表面。3.根據權利要求1或權利要求2所述的透鏡，其特征在于，所述光學透鏡在另一側具有曲面。4.根據權利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述曲面為凸形的。5.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述孔在其底部設有非球形表面。6.—種LED集成光源透鏡，其包括多個入光部段、與各個入光部段相關的發光部段，每個入光部段為孔狀，所述發光部段為杯狀，所述透鏡包含位于每個所述入光部段和相關的發光部段之間的光學透鏡，其中該相關的入光部段和發光部段的外表面包括具有密集分布的凸刻面的部分。7.根據權利要求6所述的透鏡，其特征在于，每個光學透鏡在一側具有斑點表面。8.根據權利要求6或權利要求7所述的透鏡，其特征在于，每個光學透鏡在另一側具有曲面。9.根據權利要求8所述的透鏡，其特征在于，所述曲面為凸形的。10.根據權利要求6所述的透鏡，其特征在于，每個孔在其底部設有非球形表面。11.一種射燈，其包括殼體、光源、根據前面任一項權利要求所述的透鏡、透鏡架和散熱片。12.根據權利要求11所述的射燈，其特征在于，所述射燈進一步包括玻璃和用于所述玻璃的保持機構。13.根據權利要求11或權利要求12所述的射燈，其特征在于，所述述光源包括安裝在電路板上的一個或多個LED。14.根據權利要求13所述的射燈，其特征在于，所述電路板由陶瓷材料形成。15.根據權利要求13所述的射燈，其特征在于，所述電路板由鋁形成并且黃銅或紫銅盤坐落在所述電路板和散熱片之間。
【文檔編號】G02B19/00GK106068466SQ201380074491
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2013年3月6日 公開號201380074491.8, CN 106068466 A, CN 106068466A, CN 201380074491, CN-A-106068466, CN106068466 A, CN106068466A, CN201380074491, CN201380074491.8, PCT/2013/50541, PCT/GB/13/050541, PCT/GB/13/50541, PCT/GB/2013/050541, PCT/GB/2013/50541, PCT/GB13/050541, PCT/GB13/50541, PCT/GB13050541, PCT/GB1350541, PCT/GB2013/050541, PCT/GB2013/50541, PCT/GB2013050541, PCT/GB201350541
【發明人】王巨堂
【申請人】奧羅拉有限公司