CN103883985A - 光学透镜以及应用该光学透镜的发光元件 - Google Patents

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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种光学透镜，包括底面、反射面以及侧面。底面与反射面相对设置，侧面连接在底面和反射面之间。所述反射面朝底面方向凹入而形成圆锥面形状，所述圆锥面的半顶角小于或等于60度。由于反射面为圆锥面形状且圆锥面的半顶角小于或等于60度，当在靠近光学透镜的底面处设置发光二极管光源时，发光二极管光源所发出的光线将在反射面处发生全反射而朝远离光学透镜的中心轴方向偏折，从而提高发光二极管光源的出光角度。本发明还提供了一种应用上述光学透镜的发光元件。

Description

光学透镜以及应用该光学透镜的发光元件
技术领域
本发明涉及一种光学透镜，尤其涉及一种可提高光源的出光角度的光学透镜以及应用该光学透镜的发光元件。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
对于发光二极管光源来说，其光场分布通常集中在发光二极管光源的正上方位置。然而，在很多应用场合，通常需要提供一个出光角度较大的发光二极管光源。例如，在直下式背光模组中，若发光二极管光源的出光角度较大，所使用的发光二极管光源的数量将可以减少。因此，有必要为发光二极管光源设计一个光学透镜以改变其光场分布。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种提高光源的出光角度的光学透镜以及应用该光学透镜的发光元件。
一种光学透镜，包括底面、反射面以及侧面。底面与反射面相对设置，侧面连接在底面和反射面之间。所述反射面朝底面方向凹入而形成圆锥面形状，所述圆锥面的半顶角小于或等于60度。
一种发光元件，包括发光二极管光源以及如上所述的光学透镜，所述发光二极管光源设置在底面的远离反射面的一侧，发光二极管光源所发出的光线经过底面进入光学透镜中，被反射面所反射，然后经过侧面出射到外界环境。
在上述光学透镜以及发光元件中，由于反射面为圆锥面形状且圆锥面的半顶角小于或等于60度，当在靠近光学透镜的底面处设置发光二极管光源时，发光二极管光源所发出的光线将在反射面处发生全反射而朝远离光学透镜的中心轴方向偏折，从而提高发光二极管光源的出光角度。
附图说明
图1是本发明第一实施例所提供的光学透镜的立体图。
图2是图1中的光学透镜沿II-II方向的剖视示意图。
图3是应用图1中的光学透镜的发光元件的剖视示意图。
图4是本发明第二实施例所提供的发光元件的剖视示意图。
主要元件符号说明
光学透镜 10、30
底面 110、310
凹槽 111、311
反射面 120、320
侧面 130、330
连接面 140、340
发光元件 20、40
发光二极管光源 210、410
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下参照图示，对本发明的光学透镜和发光元件进行进一步的说明。
请参见图1至图2，本发明第一实施例提供的光学透镜10包括底面110，反射面120以及连接在底面110和反射面120之间的侧面130。所述光学透镜10制作材料选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及玻璃其中之一。在本实施例中，所述光学透镜10具有一个光轴OO’，且光学透镜10沿光轴OO’呈轴对称分布。
所述底面110为平面，底面110上形成有一个凹槽111用于容置发光二极管光源。
所述反射面120朝底面110方向凹入而形成圆锥面形状。所述圆锥面的半顶角小于或等于60度，从而使从发光二极管光源所发出的光线在反射面120上发生全反射。根据需要，所述圆锥面的半顶角的夹角范围为30度到60度。
所述侧面130连接在底面110和反射面120之间。在本实施例中，所述侧面130为圆柱面形状，发光二极管光源所发出的光线在经过反射面120反射后，经由侧面130出射到外界环境。根据需要，所述侧面130可经过磨砂处理而形成一个粗糙表面，从而形成对光线的均匀散射的效果。
根据需要，所述光学透镜10可进一步包括连接面140。所述连接面140连接在反射面120和侧面130之间，且连接面140与反射面120之间的夹角小于90度。
图3所示为应用上述光学透镜10的发光元件20。所述发光元件20包括如图1所示的光学透镜10以及发光二极管光源210。所述发光二极管光源210设置在底面110的远离反射面120的一侧。发光二极管光源210所发出的光线经过底面110入射到光学透镜10之中，被反射面120所反射，然后经过侧面130出射到外界环境。根据需要，所述发光二极管光源210可设置在底面110的凹槽111中。在本实施例中，所述发光二极管光源210设置在光学透镜10的光轴OO’所在的位置。
在上述光学透镜10以及发光元件20中，由于反射面120为圆锥面形状且圆锥面的半顶角小于或等于60度，当在靠近光学透镜10的底面110处设置发光二极管光源210时，发光二极管光源210所发出的光线将在反射面120处发生全反射而朝远离光学透镜10的光轴OO’方向偏折，从而提高发光二极管光源210的出光角度。
根据需要，所述发光元件和光学透镜并不限于以上实施方式。请参见图4，所述发光元件40包括光学透镜30以及发光二极管光源410。
光学透镜30包括底面310，反射面320以及连接在底面310和反射面320之间的侧面330。所述底面310为平面，底面310上形成有凹槽311以容置发光二极管光源410。所述反射面320朝底面310方向凹入而形成圆锥面形状，所述圆锥面的半顶角小于或等于60度。在本实施例中，所述侧面330上形成有多个圆环状凸起331。所述圆环状凸起331从底面310朝反射面320方向间隔排列。根据需要，所述圆环状凸起331的横截面为三角形形状，其包括第一表面332和第二表面333。根据需要，第一表面332和第二表面333之间的夹角可设置成锐角。
发光二极管光源410设置在底面310的远离反射面320的一侧。在本实施例中，发光二极管光源410设置在底面310的凹槽311之中。当发光二极管光源410通电而发出光线时，光线被反射面320所反射而从侧面330出射到外界环境。由于侧面330形成有多个圆环状凸起331。所述圆环状凸起331可使到光线在侧面330产生散射而达到均匀出光的效果。
根据需要，所述光学透镜30亦可进一步包括连接面340。所述连接面340连接在反射面320和侧面330之间，且连接面340与反射面320之间的夹角小于90度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学透镜，包括底面、反射面以及侧面，底面与反射面相对设置，侧面连接在底面和反射面之间，其特征在于，所述反射面朝底面方向凹入而形成圆锥面形状，所述圆锥面的半顶角小于或等于60度。
2.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述圆锥面的半顶角处于30度到60度之间。
3.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述底面为平面，底面上形成有凹槽。
4.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜进一步包括连接面，所述连接面连接在侧面与反射面之间，且连接面与反射面之间的夹角小于90度。
5.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述侧面经磨砂处理而形成粗糙表面。
6.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述侧面形成有多个圆环状凸起，所述多个圆环状凸起从底面朝反射面方向间隔排列。
7.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述圆环状凸起的横截面形状为三角形。
8.如权利要求7所述的光学透镜，其特征在于，所述圆环状凸起包括第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面之间的夹角为锐角。
9.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜的制作材料选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及玻璃其中之一。
10.一种发光元件，包括发光二极管光源以及如权利要求1至8任意一项所述的光学透镜，所述发光二极管光源设置在底面的远离反射面的一侧，发光二极管光源所发出的光线经过底面进入光学透镜中，被反射面所反射，然后经过侧面出射到外界环境。
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