一种表面费马螺旋的多层TIR超薄透镜的制作方法

一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜
技术领域
1.本实用新型涉及照明技术领域，更具体的说涉及一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜。


背景技术：

2.led光源凭借着诸多优势已经全面应用于照明领域，其中cob光源具有高显色、高发光效率、低热阻、无光斑，节能环保等优点，在商业照明与展馆照明等一些对光斑、光色、照度等照明效果要求较高的领域，普遍采用cob光源作为灯具的发光源加以二次光学设计，来达到照明要求。其中光学透镜的二次配光起到关键作用。
3.传统led 射灯二次配光透镜采用单层tir结构，一样的直径下，透镜需要做比较高，导致产品厚，重量重，注塑周期长，成本较高，从而价格也较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其可控制光线的出光角度，并对光线进行匀光处理，在直径一样的情况下，可以有效降低透镜高度，减轻产品重量。
5.为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
6.一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，透镜包括透镜主体，光源位于透镜主体背面，透镜主体的正面形成出光面，出光面形成费马螺旋复眼珠面，透镜主体背面向内凹设一个凹槽，凹槽内形成四层tir杯体位于出光面的后方，四层tir杯体在透镜本体中形成由外到内、由高到低的阶梯分布。
7.进一步，出光面包括位于中心的中心区和位于中心区外侧的外环区，中心区相对外环区内凹而形成一台阶，且中心区形成弧面的费马螺旋复眼珠面，外环区形成平面费马螺旋复眼珠面。
8.进一步，中心区的底面位于最里一层tir杯体内侧，中心区的底部从边缘到中间逐步向下凹陷，中心区的底面在透镜本体的背面中形成一弧形面。
9.进一步，最里层的tir杯体对应在中心区的外侧，最外层的tir杯体的外壁为透镜主体的外壁。
10.进一步，各tir杯体的出射面形成自由曲面，自由曲面的曲率通过软件模拟优化得到，各tir杯体的形状是根据软件模拟所需的发光角度决定。
11.进一步，透镜主体呈圆台形，透镜本体正面的面积大于背面的面积，正面与背面之间形成锥体的侧面。
12.进一步，透镜主体正面设有圆形边沿，圆形边沿上设有至少两个卡槽，卡槽中设有卡块。
13.采用上述结构后，本实用新型通过多层tir杯体结构叠加自由曲线优化技术，控制光线的出光角度，同时配合出光面的费马螺旋珠面匀光技术，对光线进行匀光处理，使经过
透镜折射后的光斑更均匀，无黄斑。透镜在直径一样的情况下，可以有效降低透镜高度，减轻产品重量。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图；
15.图2为本实用新型的正面示意图；
16.图3为本实用新型的结构示意图（显示背面）；
17.图4为本实用新型的结构示意图（显示tir杯体的形状）；
18.图5为本实用新型的剖面示意图（中部剖面）；
19.图6为本实用新型的光线路径图。
具体实施方式
20.为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
21.结合图1至图5所示，本实用新型揭示了一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，透镜包括透镜主体1，光源（图中未具体示出）位于透镜主体1背面。透镜主体1的正面形成出光面，出光面位于透镜本体的上端面。本实施例中的出光面11形成圆形，透镜主体1呈圆台形，透镜本体1正面的面积大于背面的面积，正面与背面之间形成锥体的侧面。透镜主体1正面设有圆形边沿，圆形边沿上设有至少两个卡槽13，卡槽13中设有卡块131，通过卡槽13和卡块131，可便于透镜整体的安装固定。
22.本实用新型中，出光面11形成费马螺旋复眼珠面，表面的复眼珠点排列为费马螺旋形式，对光线进行匀光处理，使光线柔和，亮度均匀，降低眩光。进一步，可令出光面11可包括位于中心的中心区111和位于中心区外侧的外环区112，令中心区111相对外环区112内凹而形成一台阶，且中心区111形成具有弧面的费马螺旋复眼珠面，外环区1112则形成平面费马螺旋复眼珠面，如图5所示，中部采用弧面可以把从中间出来的光线收的更集中，角度更小，减小眩光。
23.同时，结合图3、图5所示，在透镜主体1背面向内凹设一个凹槽10，凹槽10内形成四层tir杯体位于出光面的后方，四层tir杯体在透镜本体1中形成由外到内、由高到低的阶梯分布，光源发出的不同角度光线，可被各层tir杯体收集并全反射出去，达到了精准控光的目的。令四层tir杯体分别从外到内分别为第一tir杯体121、第二tir杯体122、第三tir杯体123、第四tir杯体124，位于最里层的第四tir杯体124对应在中心区111的外侧，最外层的第一tir杯体121的外壁为透镜主体1的外壁。中心区111的底面位于最里一层的第四tir杯体124内侧，中心区11的底部从边缘到中间逐步向下凹陷，中心区111的底面113在透镜本体1的背面中形成一弧形面。
24.进一步，结合图3、图4所示，各tir杯体的形状是根据软件模拟所需的发光角度决定的，各tir杯体的出射面形成自由曲面，通过调整各tir杯体形状（调整自由曲线曲率），使每一层的杯体能够发出所需的发光角度。具体的，由于tir杯体曲面的曲率是根据软件模拟优化出来的（数学上这种可以随意调整的曲线叫自由曲线），光由光密到光疏介质会发生全反射，四个tir杯体的四个面就是用来全反射光线的，通过优化这四个曲面的曲线，光线会
改变方向，达到所需的设计角度，从而可控制光线的出光角度，有效降低透镜高度，减轻重量。
25.结合图6所示，本实用新型通过多层tir杯体结构叠加自由曲线优化技术，控制光线的出光角度，光源发出的不同角度光线，被各层杯体收集并全反射出去，达到了精准控光的目的，同时配合出光面的费马螺旋珠面匀光技术，对光线进行匀光处理，使经过透镜折射后的光斑更均匀，无黄斑。透镜在直径一样的情况下，可以有效降低透镜高度，减轻产品重量（重量减轻20%-30%），注塑周期短，从而单价可以便宜40%左右，很适合对产品价格敏感的客户。
26.上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。


技术特征：
1.一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：透镜包括透镜主体，光源位于透镜主体背面，透镜主体的正面形成出光面，出光面形成费马螺旋复眼珠面，透镜主体背面向内凹设一个凹槽，凹槽内形成四层tir杯体位于出光面的后方，四层tir杯体在透镜本体中形成由外到内、由高到低的阶梯分布。2.如权利要求1所述的一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：出光面包括位于中心的中心区和位于中心区外侧的外环区，中心区相对外环区内凹而形成一台阶，且中心区形成弧面的费马螺旋复眼珠面，外环区形成平面费马螺旋复眼珠面。3.如权利要求2所述的一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：中心区的底面位于最里一层tir杯体内侧，中心区的底部从边缘到中间逐步向下凹陷，中心区的底面在透镜本体的背面中形成一弧形面。4.如权利要求2或3所述的一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：最里层的tir杯体对应在中心区的外侧，最外层的tir杯体的外壁为透镜主体的外壁。5.如权利要求1所述的一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：各tir杯体的出射面形成自由曲面，自由曲面的曲率通过软件模拟优化得到，各tir杯体的形状是根据软件模拟所需的发光角度决定。6.如权利要求1所述的一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：透镜主体呈圆台形，透镜本体正面的面积大于背面的面积，正面与背面之间形成锥体的侧面。7.如权利要求1或6所述一种表面费马螺旋的多层tir超薄透镜，其特征在于：透镜主体正面设有圆形边沿，圆形边沿上设有至少两个卡槽，卡槽中设有卡块。

技术总结
一种表面费马螺旋的多层TIR超薄透镜，透镜包括透镜主体，光源位于透镜主体背面，透镜主体的正面形成出光面，出光面形成费马螺旋复眼珠面，透镜主体背面向内凹设一个凹槽，凹槽内形成四层TIR杯体位于出光面的后方，四层TIR杯体在透镜本体中形成由外到内、由高到低的阶梯分布。本实用新型可控制光线的出光角度，并对光线进行匀光处理，在直径一样的情况下，可以有效降低透镜高度，减轻产品重量。减轻产品重量。减轻产品重量。


技术研发人员：林轶群
受保护的技术使用者：厦门广盛弘科技有限公司
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2023/2/13