CN106090826A - 光学透镜和发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学透镜及具有该光学透镜的发光装置，其中，所述光学透镜包括于上下方向层叠连接的第一镜部以及第二镜部，所述第一镜部呈透明设置，所述第二镜部呈不透明设置，且所述第二镜部上开设有一贯穿上下设置的通光孔，所述通光孔用以供所述发光装置的光源在下方对位，且所述通光孔的横截面积小于或等于所述光源的发光面积。本发明的技术方案可提高用于发光装置的光学透镜的通用性。

Description

光学透镜和发光装置

技术领域

本发明涉及发光装置技术领域，特别涉及一种光学透镜和发光装置。

背景技术

在目前常用的点光源中，特别是LED，通常需要搭配光学透镜以使点光源转换为面光源。但是，在目前的光学透镜的设计中，由于不同类型的LED的近场光学分布存在差异，故与LED相配适使用的光学透镜也各不相同，即某一特定类型大小的LED只能与相对应的具有某一特定光路的光学透镜匹配使用，从而造成LED与光学透镜之间的匹配难度较大，光学透镜的通用性较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光学透镜，旨在提高用于发光装置的光学透镜的通用性。

为实现上述目的，本发明提出的光学透镜包括于上下方向层叠连接的第一镜部以及第二镜部，所述第一镜部呈透明设置，所述第二镜部呈不透明设置，且所述第二镜部上开设有一贯穿上下设置的通光孔，所述通光孔用以供所述发光装置的光源在下方对位，且所述通光孔的横截面积小于或等于所述光源的发光面积。

优选地，所述第一镜部与所述第二镜部均呈圆柱形。

优选地，所述第二镜部为白色或银白色。

优选地，所述第一镜部的顶面呈向内凹陷设置。

优选地，所述光学透镜使用塑胶材料采用双色注塑工艺一体成型制成。

优选地，所述第一镜部采用透明的PMMA材料制成。

优选地，所述通光孔为圆孔，且直径为1.7mm～2.4mm。

优选地，所述第二镜部的底面设有一用以容置所述光源的容置槽，所述通光孔设于所述容置槽的槽顶中央。

优选地，所述第一镜部与第二镜部的连接处设有用以加强光线反射的散光结构。

本发明还提出一种发光装置，包括光学透镜，该光学透镜包括于上下方向层叠连接的第一镜部以及第二镜部，所述第一镜部呈透明设置，所述第二镜部呈不透明设置，且所述第二镜部上开设有一贯穿上下设置的通光孔，所述通光孔用以供所述发光装置的光源在下方对位，且所述通光孔的横截面积小于或等于所述光源的发光面积。

本发明的技术方案中，由于第二镜部除了通光孔之外，其他部分均呈不透明设置，故位于通光孔下方的光源发出的光只可以通过该通光孔发出，换言之，该通光孔限制了射出光线的线路，如此，通过第二镜部就改变并控制了原有的光源的近场光学分布，并于通光孔处重新形成了一个新的点光源。而位于第二镜部上方的第一镜部的光路设计是与该新的点光源配适的，如此，从通光孔中射出的光线就可以直接适应第一镜部的光路设计，并通过第一镜部进行折射或反射，最终得到较理想的面光源。如此，相较于目前常见的因发光装置的光源的近场光学分布不同而需要配置不同的透镜的方案，在本发明的技术方案中，对于近场光学分布不同的不同光源，通过光学透镜改变其原来的近场光学分布后，新得到的近场光学分布都是一致的，都可以获得较理想的面光源，换言之，同一类型的光学透镜可以匹配多种不同的光源，进而有效提高了光学透镜的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明光学透镜一实施例于装配状态的结构示意图；

图2为图1中沿S-S方向的剖面结构示意图；

图3为图2中A处放大示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	PCB板	2	LED光源
3	光学透镜	31	第一镜部
				32	第二镜部	321	通光孔
322	容置槽	33	散光结构
				331	第一凸起	332	第二凸起

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种光学透镜及包括该光学透镜的发光装置。该发光装置包括灯条、灯箱、照明灯具、显示器件背光源等。

参照图1至图3，在本发明一实施例中，该光学透镜3适用的发光装置具体为LED灯条，该LED灯条包括PCB板1、LED光源2、以及光学透镜3，且LED光源2固设于PCB板1的上板面。其中，如图2所示，光学透镜3包括于上下向层叠连接的第一镜部31以及第二镜部32，第一镜部31呈透明设置，第二镜部32呈不透明设置，且第二镜部32上开设有一呈贯穿上下设置的通光孔321，通光孔321用以供LED光源2在下方对位，且通光孔321的横截面积小于或等于LED光源2的发光面积。在此需说明的是，光学透镜3的第二镜部32的底面可通过连接件与PCB板1的上板面固定连接，例如但不限于，第二镜部32的底面凸设有若干固定柱(未图示)，PCB板1的上板面对应这些固定柱设有插孔(未图示)，光学透镜3通过固定柱插入插孔中，而与PCB板1固定连接。

本实施例中，由于第二镜部32除了通光孔321之外，其他部分均呈不透明设置，故位于通光孔321下方的LED光源2发出的光只可以通过该通光孔321发出，换言之，该通光孔321限制了射出光线的线路，如此，通过第二镜部32就改变并控制了原有的LED光源2的近场光学分布，并于通光孔321处重新形成了一个新的点光源。而位于第二镜部32上方的第一镜部31的光路设计是与该新的点光源配适的，如此，从通光孔321中射出的光线就可以直接适应第一镜部31的光路设计，并通过第一镜部31进行折射或反射，最终得到较理想的面光源。可以理解，只要通光孔321的形状大小不改变，则该新的点光源的近场光学分布也不会改变，进而与该新的点光源匹配的第一镜部31也不需要改变。如此，相较于目前常见的因不同类型的LED的近场光学分布不同而需要配置不同的透镜的方案，在本发明的技术方案中，对于不同类型的LED，通过光学透镜3改变其原来的近场光学分布后，新得到的近场光学分布都是一致的，都可以获得较理想的面光源。换言之，同一类型的光学透镜3可以匹配多种类型的LED，进而有效提高了光学透镜3的通用性，并有效提高了相关产品的开发效率。

参照图1和图2，本实施例中，优选地，第一镜部31与第二镜部32均呈圆柱形，此形状设置为常用的透镜形状设置，能使光学透镜3的发光面为圆形，发光分布更加均匀。然本设计不限于此，于本发明的其他实施例中，光学透镜3还可根据实际需要设计成其他形状，例如但不限于正方体等。

另外，如图2所示，本实施例中，进一步地，第一镜部31的顶面呈向内凹陷设置，具体地，该顶面为一内凹的圆顶面，且第一镜部31的顶面与外侧面的连接处呈圆弧过渡设置。此形状设置经由严密的光路计算设计得出，与由LED光源2与通光孔321组成的新的点光源相配适，能使发光分布更加均匀，进而获得更加理想的面光源。

为加强光学透镜3的第一镜部31与第二镜部32之间的连接牢固性以及方便光学透镜3的制造，在本实施例中，优选的，光学透镜3使用两种不同颜色的塑胶材料采用双色注塑工艺一体成型制成。其中，第二镜部32使用的塑胶材料应为不透明的，而第一镜部31则采用透明的塑胶材料制成。具体地，第二镜部32可采用光学级的PMMA(Polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)材料制成。当然，于其他实施例中，第一镜部31与第二镜部32也可以分开注塑成型，并通过粘接等方式连接。另外，于其他实施例中，第二镜部32还可以采用其他透明的塑胶材料，例如但不限于PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)材料制成，但是PC的透光率通常较PMMA低。在此需特别说明的是，第二镜部32的颜色可以为黑色、灰色、白色、以及银白色等，只要是能阻挡光线通过的颜色即可。但是，当第二镜部32为黑色、灰色等能对光线进行吸收的颜色时，为提高出光率，在光学透镜3上应增设能加强光线反射的结构，例如但不限于反射膜等。

参照图1，本实施例中，优选地，通光孔321为圆孔，且直径为1.7mm～2.4mm，具体地，本实施例中，通光孔321的直径为2mm。当光学透镜3与不同类型的LED配适使用时，LED背光源发出的光线均能通过该直径为2mm的通光孔321射入第二镜部32，进而获得较理想的面光源。当然，于其他实施例中，通光孔321的直径并不局限于此，可以根据不同的实际需求及成型工艺进行适当调整，不过，相应的，第二镜部32的出光面也应做相关调整。

参照图2及图3，本实施例中，优选地，第二镜部32的底面设有一用以容置LED光源2的容置槽322，且通光孔321设于容置槽322的槽顶中央。如此，一方面，由于LED光源2位于容置槽322内，故容置槽322的槽壁可限制LED光源2发出的光线不会从侧面漏出，从而提高了光源利用率；另一方面，由于容置槽322呈比通光孔321大设置，故对于较大尺寸的LED光源2也可配适本光学透镜3使用，从而可进一步提高光学透镜3的通用性。

此外，需特别说明的是，本实施例中，进一步地，该容置槽322的槽壁与LED光源2之间呈间隙设置。其原因在于，本实施例中，光学透镜3采用塑胶材料制成，而相对于玻璃等材料，塑胶材料的热形变温度较低，若容置槽322的槽壁与LED光源2直接接触，则较热的LED光源2会使附近的塑胶材料发生热形变，易造成光学透镜3的损坏；而当容置槽322的槽壁与LED光源2之间间隔一定距离时，LED光源2发出的热量即可有效的散发出去。此设置不仅可以避免光学透镜3的损坏，还因可以提高LED光源2的散热性能而有利于提高LED光源2的使用寿命。

参照图2及图3，为提高光学透镜3的出光均匀性及出光率，进一步地，第一镜部31与第二镜部32的连接处，设有用以加强光线反射的散光结构33。进入第二镜部32的光经散光结构33和第一镜部31的反射，以及第一镜部31的折射，可以获得出光更均匀的面光源。一并参照图1，具体地，本实施例中，第一镜部31的底面上呈阵列式满布有多个呈倒锥形体设置的第一凸起331，且第二镜部32的顶面上也设有与这些第一凸起331对应咬合的第二凸起332，具有这些第一凸起331以及第二凸起332的第一镜部31与第二镜部32的结合面即为散光结构33。然本设计不限于此，于本发明的其他实施例中，散光结构33还可呈其他设置，例如但不限于，散光结构33为设于第一镜部31与第二镜部32之间的结合面处的反光膜或反光涂层等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学透镜，用于发光装置，其特征在于，所述光学透镜包括于上下方向层叠连接的第一镜部以及第二镜部，所述第一镜部呈透明设置，所述第二镜部呈不透明设置，且所述第二镜部上开设有一贯穿上下设置的通光孔，所述通光孔用以供所述发光装置的光源在下方对位，且所述通光孔的横截面积小于或等于所述光源的发光面积。

2.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述第一镜部与所述第二镜部均呈圆柱形。

3.如权利要求2所述的光学透镜，其特征在于，所述第二镜部为白色或银白色。

4.如权利要求2所述的光学透镜，其特征在于，所述第一镜部的顶面呈向内凹陷设置。

5.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述光学透镜使用塑胶材料采用双色注塑工艺一体成型制成。

6.如权利要求5所述的光学透镜，其特征在于，所述第一镜部采用透明的PMMA材料制成。

7.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述通光孔为圆孔，且直径为1.7mm～2.4mm。

8.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述第二镜部的底面设有一用以容置所述光源的容置槽，所述通光孔设于所述容置槽的槽顶中央。

9.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述第一镜部与第二镜部的连接处设有用以加强光线反射的散光结构。

10.一种发光装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的光学透镜。