CN105042512A - 透镜 - Google Patents

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王文法
赖丽萍
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Zhangzhou Lidaxin Optoelectronic Technology Co ltd
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Zhangzhou Lidaxin Optoelectronic Technology Co ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • 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，包括入光面及出光面，该入光面设置于该透镜的底部，该出光面相对该入光面设置于该透镜的顶部，该入光面设置在一个LED光源的上方，该透镜包括中部聚光部及邻接聚光部，该中部聚光部对应该LED光源的中轴线设置，用于朝向该中轴线方向汇聚该LED光源发出的朝向及靠近该中轴线方向的光线，该邻接聚光部为环绕该中部聚光部设置的环形结构，该邻接聚光部用于朝向该中轴线方向汇聚从该LED光源发出的偏离该中轴线的光线。该透镜具有出光效率高且光束角小的优点。

Description

透镜
技术领域
本发明涉及LED照明领域，特别是一种透镜。
背景技术
目前直接自发光二极管出射的光线往往不能很好地满足照明需求，一般采用在发光二极管上加装透镜的方式来对其输出光型进行调整。根据对光线调节效果的不同，透镜又可分为聚光型及散光型两种。由于照明领域通常对光强要求较高，因此聚光型透镜在该领域应用更为广泛。LED射灯用二次光学配光透镜，基本功能是控制光线的出光角度和出光效率。然而，目前常用的聚光型透镜对光束张角的控制能力不足，导致部分光线以较大角度出射，从而造成输出光型的边缘发黄或者出现亮圈的现象，不利于产业应用。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光效率高且光束角小的透镜。
本发明采用的技术方案为：一种透镜，包括入光面及出光面，该入光面设置于该透镜的底部，该出光面相对该入光面设置于该透镜的顶部，该入光面设置在一个LED光源的上方，该透镜包括中部聚光部及邻接聚光部，该中部聚光部对应该LED光源的中轴线设置，用于朝向该中轴线方向汇聚该LED光源发出的朝向及靠近该中轴线方向的光线，该邻接聚光部为环绕该中部聚光部设置的环形结构，该邻接聚光部用于朝向该中轴线方向汇聚从该LED光源发出的偏离该中轴线的光线。
与现有技术相比，该透镜通过设有中部聚光部汇聚靠近该LED光源的中轴线的光线，及该邻接聚光部汇聚偏离该LED光源的中轴线的光线，这样，该透镜根据不同角度的光线设置聚光部，使得这些光线均可以朝向平行于该LED光源的中轴线汇聚，能够实现更小角度的聚光效果，且有效的利用了光线，使得该透镜具有出光效率高且光束角小的优点。
附图说明
图1是本发明第一实施例透镜的立体图。
图2是图1所示透镜的剖面图。
图3是图2所示透镜的光路示意图。
附图标记说明：
10中部聚光部20邻接聚光部30外围聚光部
11入光面12出光面111入射环
121出射环31反射面32入光折射面
100透镜200LED光源
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明第一实施例透镜的立体图，图2是图1所示透镜的剖面图，该透镜100包括入光面11及出光面12，该入光面11设置于该透镜100的底部，该出光面12相对该入光面11设置于该透镜100的顶部，该入光面11设置在一个LED光源200的上方。本实施例中，该透镜100为倒圆台状的回转体结构。当然，该LED光源200也可以为其他光源，如OLED光源等。
请参考图2、图3，该透镜100包括中部聚光部10及邻接聚光部20，该中部聚光部10对应该LED光源200的中轴线设置，用于朝向该中轴线方向汇聚该LED光源200发出的朝向及靠近该中轴线方向的光线。在本实施例中，该中部聚光部10与该邻接聚光部20一体设置。具体的，该朝向及靠近该中轴线方向的光线是指与该LED光源200的中轴线的夹角在0-20度的范围内的光线，优选的，可以为0-5度范围内的光线。该邻接聚光部20为环绕该中部聚光部10设置的环形结构，该邻接聚光部20用于朝向该LED光源200的中轴线方向汇聚从该LED光源200发出的偏离该中轴线的光线。具体的，该LED光源200发出的偏离该中轴线方向的光线为与该LED光源200的中轴线的夹角在5-50度的范围内的光线。由于该邻接聚光部20为环绕该中部聚光部10设置，所以，该朝向及靠近该中轴线方向的光线与该偏离该中轴线方向的光线的范围的并不重叠，而是相邻关系。该偏离该中轴线方向的光线的最小值也不一定要局限在5度，可以低至2度或更低，该范围与该透镜100与该LED光源200的距离及该LED光源200发出光线的空间分布有直接关系。
请参考图2、图3，优选的，该中部聚光部10为凸透镜结构，利用凸透镜对光线的汇聚作用，使得朝向及靠近该中轴线方向的光线能更好的朝向平行中轴线方向汇聚。
请参考图2、图3，该邻接聚光部20所在入光面11朝向靠近该LED光源200的方向一体凸伸设有入射环111，同时，该邻接聚光部20所在的出光面12朝向远离该LED光源200的方向一体凸伸设有出射环121，这样可以将偏离该中轴线的光线朝向中轴线的方向汇聚。当然，该入射环111与该出射环121也可以二者择一设置。该出射环121的直径大于该入射环111的直径，这样设置更能适应该LED光源200发出的光线的略带倾斜的空间分布。通过该入射环111折射后的光线仍有部分在该透镜100内部远离中轴线偏折，而通过凸伸设置且直径较大的该出射环121可将此部分光线进一步朝向平行中轴线的方向折射，达到更好的聚光效果。
请参考图2、图3，该透镜100还包括外围聚光部30，该外围聚光部30用于汇聚该LED光源200发出的远离该中轴线方向的光线，该远离中轴线的光线为与该中轴线的夹角在35-120度范围内的光线。当然，该角度也收到透镜100与该LED光源200之间的距离的影响。该外围聚光部30包括反射面31，该反射面31为连接该入光面11与该出光面12的侧面，该反射面31用于朝向该出光面12反射光线并使该光线朝向该中轴线的方向射出。该外围聚光部30还包括入光折射面32，该入光折射面32对应远离中轴线的光线、环绕且大致垂直该入光面11设置，该反射面31的一端连接该入光折射面32，该反射面31的另一端连接该出光面12，该入光折射面32用于朝向该反射面31折射该远离中轴线的光线。
综上所述，该透镜100通过设有中部聚光部10汇聚靠近该LED光源200的中轴线的光线，及该邻接聚光部20汇聚偏离该LED光源200的中轴线的光线，这样，该透镜100根据不同角度的光线设置聚光部，使得这些光线均可以朝向平行于该LED光源200的中轴线汇聚，能够实现更小角度的聚光效果，且有效的利用了光线，使得该透镜100具有出光效率高且光束角小的优点。
进一步的，通过对应该LED光源200发出的不同角度的光线设置不同的聚光部，以调整光线的出射角度，有效的利用了不同角度的光线，这些光线经不同聚光部的配光后，使得出射的光线可以更加均匀，从而使得光线经该透镜的配光后光分布更为均匀。
以上这些仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，任何本领域人员在不脱离本方案技术范围内，可当利用上述揭露的技术内容作些许改动为同等变化的等效实施例。但凡为脱离在本发明技术方案内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种透镜，包括入光面及出光面，该入光面设置于该透镜的底部，该出光面相对该入光面设置于该透镜的顶部，该入光面设置在一个LED光源的上方，其特征在于：该透镜包括中部聚光部及邻接聚光部，该中部聚光部对应该LED光源的中轴线设置，用于朝向该中轴线方向汇聚该LED光源发出的朝向及靠近该中轴线方向的光线，该邻接聚光部为环绕该中部聚光部设置的环形结构，该邻接聚光部用于朝向该中轴线方向汇聚从该LED光源发出的偏离该中轴线的光线。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：该透镜为回转体结构。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：该邻接聚光部所在入光面朝向靠近该LED光源的方向一体凸伸设有入射环，或者，该邻接聚光部所在的出光面朝向远离该LED光源的方向一体凸伸设有出射环。
4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：该邻接聚光部所在入光面朝向靠近该LED光源的方向一体凸伸设有入射环，该邻接聚光部所在的出光面朝向远离该LED光源的方向一体凸伸设有出射环，且该出射环的直径大于该入射环的直径。
5.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：该LED光源发出的朝向及靠近该中轴线方向的光线为与该LED光源的中轴线的夹角在0-20度的范围内的光线。
6.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：该LED光源发出的偏离该中轴线方向的光线为与该LED光源的中轴线的夹角在5-50度的范围内的光线。
7.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：还包括外围聚光部，该外围聚光部用于汇聚该LED光源发出的远离该中轴线方向的光线，该远离中轴线的光线为与该中轴线的夹角在35-120度范围内的光线。
8.根据权利要求7所述的透镜，其特征在于：该外围聚光部包括反射面，该反射面为连接该入光面与该出光面的侧面，该反射面用于朝向该出光面反射光线并使该光线朝向该中轴线的方向射出。
9.根据权利要求8所述的透镜，其特征在于：该外围聚光部还包括入光折射面，该入光折射面对应远离中轴线的光线、环绕且大致垂直该入光面设置，该反射面的一端连接该入光折射面，该反射面的另一端连接该出光面，该入光折射面用于朝向该反射面折射该远离中轴线的光线。
10.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于：该中部聚光部为凸透镜结构。
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