CN104864360B - 透镜结构 - Google Patents

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    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape

Abstract

一种透镜结构，包括入光面和出光面，该入光面设置在LED光源的上方，该入光面为朝向该LED光源凸起的曲面，该入光面与该出光面配合形成聚光透镜结构，该入光面自中部向周边依次形成多级台阶结构，所述台阶结构用于分别朝向该出光面折射该LED光源发出的光线。本发明通过巧妙的设计透镜结构，大大的提高了光学效率，能够消除杂斑、杂环，具有良好的光斑效果。

Description

透镜结构
技术领域
本发明涉及一种LED照明灯具，特别是一种透镜结构。
背景技术
LED光源具有发光效率高、低发热、省电和寿命长的优点，因此其应用越来越广泛。为了能够增加LED灯具的出光效率及光强度，现有技术中常在LED光源上罩设光学透镜。通过透镜对LED光源发出的光线进行调整和布局，以满足不同的视觉需要，其已被广泛应用在舞台、会议室等公共场合。而现有的透镜产生的主光斑往往容易形成杂环且光学效率不高，因此LED灯使用的视觉效果产生严重影响。
如授权公告日为2013年10月16日，中国专利申请号201320039091.0，名称为《一种新型LED全反射透镜》的实用新型，其以透明材质形成出射面呈阶梯槽状的全反射透镜，光线直接穿过折射面进入全反射透镜后，后穿过阶梯槽状出射面。然而这种结构的透镜由于首先进行全反射的折射，使得光线分散难以集中在阶梯槽状出射面进行消除杂环的问题，因此使得LED灯使用的视觉效果不佳。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构简单、光斑均匀性好的透镜结构。
一种透镜结构，包括入光面和出光面，该入光面设置在LED光源的上方，该入光面为朝向该LED光源凸起的曲面，该入光面与该出光面配合形成聚光透镜结构，该入光面自中部向周边依次形成多级台阶结构，所述台阶结构用于分别朝向该出光面折射该LED光源发出的光线。
与现有技术相比，透镜结构通过将入光面设置成朝向LED光源凸起，使得入光面与出光面配合形成聚光透镜，因此使得光线能够绝大部分的穿过透镜形成光学效果，大大的提高了光学效率。同时，通过在入光面设置台阶结构，形成光斑的同时具有较好的均匀性，消除了杂斑、杂环，具有良好的光斑效果。
附图说明
图1是本发明第一实施例的透镜结构的正剖视图。
图2是本发明第二实施例的透镜结构的正剖视图。
图3是本发明第一实施例的透镜结构的光学效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明第一实施例的透镜结构，请参考图1和图3。
请参考图1和图3，该透镜结构，包括入光面20和出光面10，该入光面20设置在LED光源30的上方，该入光面20为朝向该LED光源30凸起的曲面，该入光面20与该出光面10配合形成聚光透镜结构，该入光面20自中部向周边依次形成多级台阶结构21，所述台阶结构21用于分别朝向该出光面10折射该LED光源30发出的光线。
请参考图1和图3，该透镜结构为长条形结构。该入光面20位于该LED光源30的正上方。包括多颗LED光源30，所述LED光源30线性间隔排列，该入光面20及该出光面10均为长条状结构，该入光面20的中部位于所述LED光源30的正上方。
请参考图1和图3，该台阶结构21包括多个水平台阶面，每个水平台阶面均与该LED光源30平行。每级台阶结构21的底面的宽度相同。
请参考图1和图3，该入光面20位于该透镜结构的底面，该透镜结构的底面在该入光面20的两侧分别设有对称的反射部40，该反射部40朝向该LED光源30延伸设置，该反射部40用于朝向该出光面10反射光线。该反射部40包括内侧面42及反光面，该内侧面42对应该LED光源30发出的偏离中部位置的光线设置，用于将这部分光线朝向该反光面折射，该反光面用于将光线朝向该出光面10反射。
请参考图1和图3，该出光面10的中部朝向远离该LED光源30凸起设置。
本发明第二实施例的透镜结构，请参考图2。与第一实施例区别在于：该透镜结构为沿着其中轴线回转的回转体结构，该LED光源30环形排布。该入光面20底部的中心位于该LED光源30的正上方。每级台阶结构21为底面与该LED光源30平行的环形结构。
由于该透镜结构可以设置成长条形或者环形的结构，使得这种配光结构能够根据需求进行形状的变更和旋转，适应性强；由于在该入光面20的两侧分别设有反射部40，因此使得没有通过入光面20的光线可以通过反射面41的反射穿过出光面10，进一步提高了透镜的光学效率；由于LED光源30根据透镜结构的形状进行排布，同时该入光面20的中心部位于该LED光源30的正上方，因此使得绝大部分的光线都能够通过入光面20然后穿出该出光面10，使得绝大部分的光线都能由设置有阶梯结构的入光面20进行配光，具有光斑效果好、消除杂斑的优点。
该透镜结构在工作时，由于透镜结构通过将入光面20设置成朝向LED光源30凸起，使得入光面20与出光面10配合形成聚光透镜，同时，通过在入光面20设置台阶结构21。因此，一方面使得光线能够绝大部分的穿过入光面20形成光学效果，大大的提高了光学效率。另一方面，台阶结构21所起的作用在于折射入射光线，由于台阶结构21与LED光源30平行，在整体上减小了该入光面20的曲率，这就减少入射光线的会聚趋势，使得分布在该出光面10上的光线在朝向周边分布得更加均匀。这就避免了传统凸透镜单纯的聚光的作用，兼顾了被汇聚光线在空间分布上的均匀性，使得出射的光线形成的光斑具有较好的均匀性，消除了杂斑、杂环，具有良好的光斑效果。
综上所述，该透镜结构通过将该入光面20与该出光面10配合形成聚光透镜结构，使得LED光源30产生的光线绝大部分的通过该入光面20后从该出光面10穿出，提高光学效率。同时还设置反光部，将未通过入光面20的光线反射到出光面10上，使得光学效率进一步提高。通过在入光面20设置台阶结构21，一方面能够形成光斑，另一方面能够有效的消除杂斑、杂环，具有良好的光斑效果。
可以理解的，本发明通过将该入光面20设置成朝向该LED光源30凸起的曲面，且将该出光面10的中部朝向远离该LED光源30凸起设置。因此，该入光面20和该出光面10配合形成聚光透镜结构。当然，该入光面20和该出光面10能够配合形成聚光透镜结构时，也可以不是本发明的结构。如该出光面10为平行于该LED光源30的平面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种透镜结构，包括入光面和出光面，该入光面设置在LED光源的上方，该入光面为朝向该LED光源凸起的曲面，该入光面与该出光面配合形成聚光透镜结构，其特征在于，该入光面自中部向周边依次形成多级台阶结构，所述台阶结构用于分别朝向该出光面折射该LED光源发出的光线,该台阶结构包括多个水平台阶面，每个水平台阶面均与该LED光源平行。
2.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，该入光面位于该LED光源的正上方。
3.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，该透镜结构为沿着其中轴线回转的回转体结构，该入光面底部的中心位于该LED光源的正上方。
4.根据权利要求3所述的透镜结构，其特征在于，每级台阶结构为底面与该LED光源平行的环形结构。
5.根据权利要求1或4所述的透镜结构，其特征在于，每级台阶结构的底面的宽度相同。
6.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，该入光面位于该透镜结构的底面，该透镜结构的底面在该入光面的两侧分别设有对称的反射部，该反射部朝向该LED光源延伸设置，该反射部用于朝向该出光面反射光线。
7.根据权利要求6所述的透镜结构，其特征在于，该反射部包括内侧面及反光面，该内侧面对应该LED光源发出的偏离中部位置的光线设置，用于将这部分光线朝向该反光面折射，该反光面用于将光线朝向该出光面反射。
8.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，该出光面的中部朝向远离该LED光源凸起设置。
9.根据权利要求1所述的透镜结构，其特征在于，包括多颗LED光源，所述LED光源线性间隔排列，该入光面及该出光面均为长条状结构，该入光面的中部位于所述LED光源的正上方。
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