CN105240805B - 一种led配光透镜及led发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学领域，提供了一种LED配光透镜，包括一透明的本体，本体具有第一表面、第二表面、入光面及内反射面；入光面呈圆环形或正多边环形，自入光面的外沿背向延伸形成第一表面，其由多个多边形面沿入光面的环绕方向成角度拼接而成；自第一表面的外沿背向延伸并汇聚于一交点形成锥状第二表面，其由多个多边形面环绕交点成角度拼接而成；内反射面的边缘与入光面的内沿对接且向内凹陷，其由多个多边形面成角度拼接而成；入光面开设入光槽。该透镜将入射光线进行若干次反射后再以多种角度射出，不会直射人眼，使其光源不可直视，光线自然；光线被反复反射形成各种角度并于各个位置折射出去，分光效果好，璀璨多彩，可视范围大。

Description

一种LED配光透镜及LED发光装置

技术领域

本发明属于LED技术领域，特别涉及一种LED配光透镜及LED发光装置。

背景技术

随着LED技术的不断发展，其成本不断下降的同时性能不断提升，以LED作为光源的照明、装饰器件等得到了广泛的应用，并形成了细分门类的产品。作为装饰照明的点光源来说，要想达到180°的贴面发光效果，现在多数设计师都是采用透镜扩散LED光源发光角度的方式实现，借鉴钻石的棱面组合样式做一个出光面，LED光直接由底部曲面入射后通过出光棱面透射而出，配光角度可以很大，实现大角度覆盖，由出光棱面实现部分闪耀效果，但是由于透镜折射率小，出射光的角度也被约束在一定范围内，因此无法实现各角度输出及璀璨出彩效果，又由于是透射出光，无可避免的会在直视透镜时见到发光的灯珠，灯珠发光面积小，产生极亮的眩光，让人觉得极其不舒服，所以几乎不能直视灯具；并且，能够透过透镜看见灯珠，也给人一种非自然的感觉，影响视觉效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED配光透镜，旨在解决传统透镜无法实现对白光分色出彩以及易产生眩光的问题。

本发明是这样实现的，一种LED配光透镜，包括一透明的本体，所述本体具有第一表面、第二表面、入光面以及内反射面；所述入光面呈圆环形或正多边环形，自所述入光面的外沿背向所述入光面延伸形成第一表面，所述第一表面由多个多边形面沿着所述入光面的环绕方向连续成角度拼接而成；自所述第一表面的外沿背向所述第一表面延伸并汇聚于一交点形成锥状的所述第二表面，所述第二表面由多个多边形面环绕所述交点连续成角度拼接而成；所述内反射面的边缘与所述入光面的内沿对接且向所述第二表面的方向凹陷，所述内反射面由多个多边形面成角度拼接而成；所述多边形面为平面，所述入光面开设有可将入射光线向所述内反射面和第一表面导入的入光槽。

本发明的另一目的在于提供一种LED发光装置，包括所述的LED配光透镜，在所述LED配光透镜的入光槽的开口位置设有LED灯珠。

本发明将内反射面、第一表面、第二表面均设计为由多个多边形成角度拼接的棱面状，第一表面和第二表面构成钻石冠面，内反射面也是棱面状且内凹，LED光源位于入光槽处，其发出的光线由入光槽导入配光透镜内部后投向内反射面和第一表面，由多个不同角度的多边形面进行若干次全反射，最后由第一表面和第二表面向各方向折射出去。该透镜将入射光线进行若干次反射后再以多种角度射出，不会直射人眼，使其光源不可直视，光线自然；光线被反复反射形成各种角度并于各个位置折射出去，分光效果好，璀璨多彩，可视范围大，该配光透镜可实现180°或超过180°的璀璨多彩出光。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种LED配光透镜的立体结构示意图(一)；

图2是本发明实施例提供的一种LED配光透镜的立体结构示意图(二)；

图3是本发明实施例提供的一种LED配光透镜的正视结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种LED配光透镜的俯视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种LED配光透镜装配了LED灯珠的仰视结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种LED发光装置的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～5，本发明实施例提供一种LED配光透镜，包括一透明的本体，该本体具有第一表面10、第二表面20、入光面30以及内反射面40；入光面30呈圆环形或正多边环形，该正多边环形意指由两个中心点重合且边数相等、大小不等的正多边形组成的环状。自入光面30的外沿背向入光面30延伸形成第一表面10，该第一表面10与入光面30不共面，二者之间大概成60°～120°夹角，第一表面10由多个多边形面沿着入光面30的环绕方向连续成角度拼接而成，可见该第一表面10是一个棱面而不是平滑的面。自第一表面10的外沿背向第一表面10延伸并汇聚于一交点O形成锥状的第二表面20，该第二表面20与第一表面10之间也具有一定角度，通常为大于90°的角。第二表面20由多个多边形面环绕交点O连续成角度拼接而成，可见该第二表面20也是棱面，不是平滑的表面。这种第一表面10和第二表面20整体看似钻石面。另外，内反射面40的边缘与入光面30的内沿对接且向第二表面20的方向凹陷，内反射面40由多个多边形面成角度拼接而成，可见该内反射面40也是一种棱面，另外，入光面30开设有可将入射光线向内反射面40和第一表面10导入的入光槽50，用于放置LED光源，接收LED光源发出的光线，并将光线导入该配光透镜内部并向内反射面40和第一表面10传输。上述多边形面均为平面，该配光透镜采用高透光、不易形变的材料制作。

光线自入光槽50射入配光透镜内部后，向内反射面40和第一表面10传输，一部分由内反射面40的多个多边形面向各个方向反射，同时另一部分由第一表面10的多个多边形面向各个方向反射，大部分光线经过内反射面40、第一表面10和第二表面20多次反射后，由第二表面20和第一表面10相连接的部位以及附近区域折射出去，当然还有部分光线在第一表面10和第二表面20的其他区域出射，整个透镜出射角度多样，白光可以明显的分为多色光，形成多彩、璀璨夺目的大范围出光效果，其出光角度可达到甚至超过180°。

本发明实施例将内反射面40、第一表面10、第二表面20均设计为由多个多边形成角度拼接的棱面状，且第一表面10和第二表面20构成钻石冠面，内反射面40也是棱面状且内凹，LED光源位于入光槽50处，其发出的光线由入光槽50导入配光透镜内部后投向内反射面40和第一表面10，由多个不同角度的多边形面进行若干次全反射，最后由第一表面10和第二表面20向各方向折射出去。该透镜将入射光线进行若干次反射后再以多种角度射出，不会直射人眼，使其光源不可直视，光线自然；光线被反复反射形成各种角度并于各个位置折射出去，分光效果好，璀璨多彩，可视范围大。

在本实施例中，还可以在入光面30上位于入光槽50的内侧开设一圈锥形微腔60，具体是沿着环形方向连续开设紧密排列的棱锥形或圆锥形凹腔，以增加光在入射后的散射程度，进一步提升其多角度多彩出光的效果。

在本实施例中，入光面30的外沿还延伸出一圈凸出于第一表面10的凸缘70，凸缘70的延伸方向与第一表面10的延伸方向不同，该凸缘70方便配光透镜的装配。

在本实施例中，为了使入射光向两侧分散，避免直接射出，入光槽50优选为横截面为V形、U形、W形或者其他曲线形的槽，具体地，入光槽50可以是沿着入光面30的环绕方向开设的一整条环形槽。也可以是包括沿着入光面30的环绕方向开设的多个条形槽。该入光槽50的两侧面可以将光线向内反射面40和第一表面10的方向折射，避免光线直接由第二表面20射出。

在本实施例中，内反射面40、第一表面10和第二表面20都是由多个多边形平面构成的类钻石状棱面。优选地，如图1和图3，第一表面10包括多个第一三角形面101和多个第二三角形面102，第一三角形面101为等腰三角形，每个第一三角形面101的底边与入光面30的外沿对接，且相邻第一三角形面101的底边相连接。每两个第二三角形面102共边成角度对接形成三角形折面，该三角形折面与第一三角形面101交替连接，且相邻三角形折面的底边相连接，该三角形折面的底边与第二表面20的外沿对接。第一三角形面101和三角形折面之间具有一定角度，构成三角形折面的两个第二三角形面102之间具有一定角度，因此第一表面10整体是由三角形的平面连续对接形成的棱面，使得出射光的角度丰富多变。

进一步地，如图1和图4，第二表面20包括多个第一四边形面201和多个第二四边形面202，第一四边形面201的两条邻边与第一表面10的三角形折面的底边对接，第一四边形面201的另两条邻边各自与一个第二四边形面202的一边对接，相邻第二四边形面202共边对接，且多个第二四边形面202交于一点，即上述的交点O。可见第二表面20也是由多个四边形面成角度连续对接形成的棱面，可以对光线进行多角度的反射和折射。

进一步地，如图2和图5，内反射面40包括位于中心的正多边形面401以及位于正多边形面401与入光面30的内沿之间的多个成角度拼接的多边形面。具体地，正多边形的各边对接第三三角形面402，第三三角形面402的两边各对接一个第三四边形面403，第三四边形面403面对入光面30的边对接第四三角形面404，第四三角形面404的一边与入光面30的内沿对接。其中的第三三角形面402、第四三角形面404和第三四边形面403均是成角度对接关系，整个内反射面40也是一棱面，可以将光线向各角度反射。

光线经入光槽50入射后，经过上述内反射面40、第一表面10和第二表面20的多边形面多次以及多角度反射后，大部分经过透镜腰部(第一表面10和第二表面20的相接处以及附近区域)折射出去，形成璀璨多彩的大角度出光。与传统的由入射面直接投向出射面的透镜相比，其出光更自然、多彩、多角度。

上述配光透镜适用于LED发光装置，因此包括该配光透镜的LED发光透镜也在本发明的保护范围内。具体地，如图6，该LED发光装置包括上述的LED配光透镜，在LED配光透镜的入光槽50的开口位置设有LED灯珠80。优选地，LED灯珠80均匀分布。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED配光透镜，其特征在于，包括一透明的本体，所述本体具有第一表面、第二表面、入光面以及内反射面；所述入光面呈圆环形或正多边环形，自所述入光面的外沿背向所述入光面延伸形成第一表面，所述第一表面由多个多边形面沿着所述入光面的环绕方向连续成角度拼接而成；自所述第一表面的外沿背向所述第一表面延伸并汇聚于一交点形成锥状的所述第二表面，所述第二表面由多个多边形面环绕所述交点连续成角度拼接而成；所述内反射面的边缘与所述入光面的内沿对接且向所述第二表面的方向凹陷，所述内反射面由多个多边形面成角度拼接而成；所述多边形面为平面，所述入光面开设有可将入射光线向所述内反射面和第一表面导入的入光槽。

2.如权利要求1所述的LED配光透镜，其特征在于，在所述入光面上，于所述入光槽的内侧还设有一圈锥形微腔。

3.如权利要求1所述的LED配光透镜，其特征在于，所述入光面的外沿还延伸出一圈凸出于所述第一表面的凸缘，所述凸缘的延伸方向与所述第一表面的延伸方向不同。

4.如权利要求1所述的LED配光透镜，其特征在于，所述入光槽为沿着所述入光面的环绕方向开设的一整条环形槽。

5.如权利要求1所述的LED配光透镜，其特征在于，所述入光槽包括沿着所述入光面的环绕方向开设的多个条形槽。

6.如权利要求1所述的LED配光透镜，其特征在于，所述第一表面包括多个第一三角形面和多个第二三角形面，所述第一三角形面为等腰三角形，每个所述第一三角形面的底边与所述入光面的外沿对接，且相邻所述第一三角形面的底边相连接；每两个所述第二三角形面共边成角度对接形成三角形折面，所述三角形折面与所述第一三角形面交替连接，且相邻三角形折面的底边相连接，所述三角形折面的底边与所述第二表面对接。

7.如权利要求6所述的LED配光透镜，其特征在于，所述第二表面包括多个第一四边形面和多个第二四边形面，所述第一四边形面的两条邻边与所述三角形折面的底边对接，所述第一四边形面的另两条邻边各自与一个所述第二四边形面的一边对接，相邻所述第二四边形面共边对接，且多个所述第二四边形面交于所述交点。

8.如权利要求1所述的LED配光透镜，其特征在于，所述内反射面包括位于中心的正多边形面以及位于所述正多边形面与所述入光面的内沿之间的多个成角度拼接的多边形面。

9.一种LED发光装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的LED配光透镜，在所述LED配光透镜的入光槽的开口位置设有LED灯珠。

10.如权利要求9所述的LED发光装置，其特征在于，所述LED灯珠均匀分布。