CN104676466A - 透镜及具有该透镜的光源组件 - Google Patents
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- F21V5/048—Refractors for light sources of lens shape the lens being a simple lens adapted to cooperate with a point-like source for emitting mainly in one direction and having an axis coincident with the main light transmission direction, e.g. convergent or divergent lenses, plano-concave or plano-convex lenses
Abstract
一种透镜，透镜是以光轴为回转轴的旋转自由曲面回转体，透镜的外周为旋转自由曲面，透镜小端开设光源容纳腔，光源容纳腔包括底部及侧壁，侧壁为以透镜的光轴为中心轴的圆锥面，底部为凸曲面，底部用于将光源发出的±35°范围的光线折射至透镜大端的端面，并经透镜大端的端面折射出与透镜的光轴夹角为±5°的第一光线，侧壁用于将光源发出的大于±35°且小于等于±90°光经折射至外周，由外周全反射至透镜大端的端面，经透镜大端的端面折射出与透镜的光轴夹角为±3°的第二光线，第二光线与第一光线叠加形成半光强角度为10°的光束。透镜结构简单、紧凑。另外，还提供一种具有该透镜的光源组件。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种透镜及具有该透镜的光源组件。
背景技术
目前随着LED芯片和封装工艺的成熟，LED亮度要求足以满足各个照明领域的需求，LED固态照明已经成为趋势。由于LED节能，环保，安全，具有显色指数高，寿命长的等性能特点；同时其也具有体积小，光效高，能耗小等显著特点。所以LED光源以其明显的优势被广泛地应用到科研实验、生产、生活的各个领域。
现在一般的手电筒都是采用聚光反光杯加LED光源的方式设计，有些手电筒为了达到小角度聚光和照度要求而采用多个反光杯组合而成一个整体的方式，而且透镜组合设计外形尺寸较大，有时还采用多颗LED芯片，其电路排布紧凑不利于散热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑的透镜及具有该透镜的光源组件。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透镜，所述透镜是以光轴为回转轴的旋转自由曲面回转体，所述透镜的外周为旋转自由曲面，所述透镜小端开设光源容纳腔，所述光源容纳腔包括底部及侧壁，所述侧壁为以所述透镜的光轴为中心轴的圆锥面，所述侧壁小端环绕所述底部设置，所述侧壁大端为开口端，所述底部为凸曲面，所述底部用于将光源发出的±35°范围的光线折射至所述透镜大端的端面，并经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±5°的第一光线，所述侧壁用于将所述光源发出的大于±35°且小于等于±90°光经折射至所述外周，由所述外周全反射至所述透镜大端的端面，经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±3°的第二光线，所述第二光线与所述第一光线叠加形成半光强角度为10°的光束。
其中，所述第二光线与所述透镜的光轴夹角为±3°。
其中，所述侧壁的母线与所述透镜的光轴呈3°夹角。
其中，所述透镜采用光学级透明塑胶材料制成。
其中，所述透镜大端的端面为平面。
本发明还提供一种光源组件，其包括光源及一个透镜，所述透镜是以光轴为回转轴的旋转自由曲面回转体，所述透镜的外周为旋转自由曲面，所述透镜小端开设光源容纳腔，所述光源容纳腔包括底部及侧壁，所述侧壁为以所述透镜的光轴为中心轴的圆锥面，所述侧壁小端环绕所述底部设置，所述侧壁大端为开口端，所述底部为凸曲面，所述光源收容于所述光源容纳腔内，所述光源的光轴重合于所述透镜的光轴，所述光源发射的光线由所述透镜小端射入所述透镜，所述光源发出的±35°范围的光线经所述底部折射至所述透镜大端的端面，并经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±5°的第一光线，所述光源发出的大于±35°且小于等于±90°光经所述侧壁折射至所述外周，由所述外周全反射至所述透镜大端的端面，经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±3°的第二光线，所述第二光线与所述第一光线叠加形成半光强角度为10°的光束。
其中，所述光源为朗伯光源。
其中，所述第二光线与所述透镜的光轴夹角为±3°。
其中，所述侧壁的母线与所述透镜的光轴呈3°夹角。
其中，所述透镜大端的端面为平面。
本发明所提供的所述透镜结构简单、紧凑、能实现光源组件的小型化、超薄化。另外，开模成型容易，成本低易于大量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施方式提供的光源组件的示意图；
图2是图1的光源组件的另一视角的示意图；
图3是图2的光源组件的沿III-III方向的剖视图；
图4是图1的光源组件的照度分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请一并参阅图1至图3，本发明实施方式提供的一种光源组件100，所述光源组件100包括光源11及透镜12。所述光源组件100用于手电筒。
所述透镜120是以光轴OO’为回转轴的旋转自由曲面回转体。所述透镜120的外周120a为旋转自由曲面。所述透镜120小端120e开设光源容纳腔120f，所述光源容纳腔120f包括底部120g及侧壁120h，所述侧壁120h为以所述透镜120的光轴OO’为中心轴的圆锥面。所述侧壁120h小端环绕所述底部120g设置，所述侧壁120h大端为开口端。
所述底部120g为凸曲面。所述底部120g用于将所述光源11发出的±35°范围的光线L1折射至所述透镜120大端120b的端面120c，并经所述透镜大端120b的端面120c折射出与所述透镜120的光轴OO’夹角A为5°的第一光线L2。所述侧壁120h用于将所述光源11发出的大于±35°且小于等于±90°光L3经折射至所述外周120a，由所述外周120a全反射至所述透镜大端120b的端面120c，经所述透镜120大端120b的端面120c折射出与所述透镜120的光轴OO’夹角B为3°的第二光线L4，所述第二光线L4与所述第一光线L2叠加形成半光强角度为10°的光束。本实施方式中，所述侧壁120h的母线与所述透镜120的光轴OO’呈3°夹角C，便于成型脱模。所述第二光线L4与所述透镜120的光轴OO’夹角B为3°。所述透镜120大端120b的端面120c为平面。所述透镜120采用光学级透明塑胶材料制成。具体地，所述透镜120采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。当然，在其他实施方式中，所述大端120b的端面120c也可以是凸面、凹面或非球曲面。所述透镜120也可以采用玻璃制成。
所述光源11收容于所述光源容纳腔120f内，所述光源11的光轴NN’重合于所述透镜120的光轴OO’，所述光源11发出的±35°范围的光线L1经所述底部120g折射至所述透镜120大端120b的端面120c，并经所述透镜120大端120b的端面120c折射出与所述透镜120的光轴OO’夹角A为5°的第一光线L2，所述光源11发出的大于±35°且小于等于±90°光L3经所述侧壁120h折射至所述外周120a，由所述外周120a全反射至所述透镜120大端120b的端面120c，经所述透镜120大端120b的端面120c折射出与所述透镜120的光轴OO’夹角B为3°的第二光线L4，所述第二光线L4与所述第一光线L2叠加形成半光强角度为10°的光束。具体地，所述光源11为朗伯光源，所述光源11底部与所述光源容纳腔120f开口端面位于同一平面上。所述光源11采用CREE XP-E的1W高功率发光二极管芯片，所述光源11光通量为100lm。当然，在其他实施方式中，所述光源11也可以采用钨丝灯、荧光灯或卤素灯。
请参阅图4，本发明所提供的光源组件100发出中心光强值为2500cd，发光的半光强角度为10°。
本发明所提供的所述透镜结构简单、紧凑、能实现光源组件的小型化、超薄化。另外，开模成型容易，成本低易于大量生产。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种透镜，所述透镜是以光轴为回转轴的旋转自由曲面回转体，所述透镜的外周为旋转自由曲面，所述透镜小端开设光源容纳腔，所述光源容纳腔包括底部及侧壁，所述侧壁为以所述透镜的光轴为中心轴的圆锥面，所述侧壁小端环绕所述底部设置，所述侧壁大端为开口端，所述底部为凸曲面，所述底部用于将光源发出的±35°范围的光线折射至所述透镜大端的端面，并经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±5°的第一光线，所述侧壁用于将所述光源发出的大于±35°且小于等于±90°光经折射至所述外周，由所述外周全反射至所述透镜大端的端面，经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±3°的第二光线，所述第二光线与所述第一光线叠加形成半光强角度为10°的光束。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第二光线与所述透镜的光轴夹角为3°。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述侧壁的母线与所述透镜的光轴呈3°夹角。
4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜采用光学级透明塑胶材料制成。
5.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜大端的端面为平面。
6.一种光源组件，其包括光源及一个透镜，所述透镜是以光轴为回转轴的旋转自由曲面回转体，所述透镜的外周为旋转自由曲面，所述透镜小端开设光源容纳腔，所述光源容纳腔包括底部及侧壁，所述侧壁为以所述透镜的光轴为中心轴的圆锥面，所述侧壁小端环绕所述底部设置，所述侧壁大端为开口端，所述底部为凸曲面，所述光源收容于所述光源容纳腔内，所述光源的光轴重合于所述透镜的光轴，所述光源发射的光线由所述透镜小端射入所述透镜，所述光源发出的±35°范围的光线经所述底部折射至所述透镜大端的端面，并经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±5°的第一光线，所述光源发出的大于±35°且小于等于±90°光经所述侧壁折射至所述外周，由所述外周全反射至所述透镜大端的端面，经所述透镜大端的端面折射出与所述透镜的光轴夹角为±3°的第二光线，所述第二光线与所述第一光线叠加形成半光强角度为10°的光束。
7.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述光源为朗伯光源。
8.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述第二光线与所述透镜的光轴夹角为3°。
9.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述侧壁的母线与所述透镜的光轴呈3°夹角。
10.根据权利要求9所述的光源组件，其特征在于，所述透镜大端的端面为平面。
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| CN201310628539.7A CN104676466A (zh) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | 透镜及具有该透镜的光源组件 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024045055A1 (zh) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 透镜、透镜阵列、显示模组和显示装置 |
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2013
- 2013-11-29 CN CN201310628539.7A patent/CN104676466A/zh active Pending
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Application publication date: 20150603 |