CN108105720A - 一种含菲涅尔透镜结构的大角度led透镜 - Google Patents

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周建家
陈智辉
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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
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses

Abstract

本发明一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，具有棱形结构的透镜本体，透镜本体的入光面和出光面均为非球面，透镜本体的下表面设置有菲涅尔透镜，菲涅尔透镜上具有位于入光面和出光面之外的折光曲面，光源经过折光曲面形成一次折射，光源经过入光面形成二次折射，光源经过出光面形成三次折射。在传统透镜的两个非球面之外新增一个折光曲面，使二次光学折射变为三次光学折射，从而扩大光学透镜的出光角度，出光角度为163～169°。

Description

一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜
技术领域
本发明涉及LED透镜的技术领域，尤其是一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜。
背景技术
见附图1和附图2，传统的LED透镜光线折射主要发生在前后两个非球面上，具有棱形结构的透镜本体，透镜本体的入光面1和出光面2均为非球面，入光面1和出光面2之间形成二次光学折射，即光源3经过入光面1形成一次折射，光源3经过出光面2形成二次折射。传统透镜底部纹路一般为火花纹或网格状分布，传统透镜折射式透镜出光角度为155～165°，传统透镜制备过程是：入光面1模具加工；出光面2模具加工；底部纹路模具加工；注塑成型。但是由于加工精度、成本及尺寸的限制，传统的LED透镜发光角度有限，严重限制了透镜的使用范围，提高了其使用成本，故迫切需要一种易加工、低成本的大角度光学透镜，来满足不同场合的使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，出光角度为163～169°。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，具有棱形结构的透镜本体，透镜本体的入光面和出光面均为非球面，透镜本体的下表面设置有菲涅尔透镜，菲涅尔透镜上具有位于入光面和出光面之外的折光曲面，光源经过折光曲面形成一次折射，光源经过入光面形成二次折射，光源经过出光面形成三次折射。
进一步限定，上述技术方案中所述菲涅尔透镜的下表面与透镜本体的下表面贴合。
进一步限定，上述技术方案中所述菲涅尔透镜的上表面与透镜本体的下表面贴合。
进一步限定，上述技术方案中所述菲涅尔透镜的下表面为球面或二次曲面或非球面。
进一步限定，上述技术方案中所述入光面为抛物线状，出光面为臀状。
进一步限定，上述技术方案中所述菲涅尔透镜的下表面为菲涅尔纹路，菲涅尔纹路的宽度为3～12mm，菲涅尔纹路的深度为0～2mm。
进一步限定，上述技术方案中该透镜的镜片由PMMA或PC材质制成。
本发明的有益效果是：在传统透镜的两个非球面之外新增一个折光曲面，使二次光学折射变为三次光学折射，从而扩大光学透镜的出光角度；另外，由于目前市场上有成熟的菲涅耳透镜加工工艺和成型设备，从而简化透镜生产工艺，降低透镜生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是传统透镜的结构示意图；
图2是传统透镜二次光学折射原理图。
图1～2中的标号为：1、入光面；2、出光面；3、光源。
图3是本发明大角度LED透镜中菲涅尔透镜的第一种结构；
图4是本发明大角度LED透镜中菲涅尔透镜的第二种结构；
图5是本发明大角度LED透镜中菲涅尔透镜的第三种结构；
图6是本发明大角度LED透镜的实施例一；
图7是本发明大角度LED透镜的实施例二；
图8是本发明大角度LED透镜的实施例三；
图9是本发明大角度LED透镜的实施例四；
图10是本发明大角度LED透镜的实施例五；
图11是本发明大角度LED透镜的实施例六；
图12是本发明大角度LED透镜三次光学折射原理图。
图3～12中的标号为：1、透镜本体；1-1、入光面；1-2、出光面；2、菲涅尔透镜；2-1、折光曲面；3、光源。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一：
见图3、图6和图12，一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，该透镜的镜片由PMMA或PC材质制成，具有棱形结构的透镜本体1，透镜本体1的入光面1-1和出光面1-2均为非球面，入光面1-1为抛物线状，出光面1-2为臀状。透镜本体1的下表面设置有菲涅尔透镜2，菲涅尔透镜2上具有位于入光面1-1和出光面1-2之外的折光曲面2-1，菲涅尔透镜2的下表面与透镜本体1的下表面贴合，菲涅尔透镜2的下表面为球面或二次曲面或非球面。菲涅尔透镜2的下表面为菲涅尔纹路，菲涅尔纹路的宽度为3～12mm，菲涅尔纹路的深度为0～2mm。光源3经过折光曲面2-1形成一次折射，光源3经过入光面1-1形成二次折射，光源3经过出光面1-2形成三次折射。
该含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜的制备过程是：入光面1-1模具加工；出光面1-2模具加工；底部菲涅尔纹路模具加工；注塑成型。
实施例二：
见图3、图7和图12，实施例二与实施例一相比，不同之处在于：菲涅尔透镜2的上表面与透镜本体1的下表面贴合。
实施例三：
见图4、图8和图12，实施例三与实施例一相比，不同之处在于：菲涅尔透镜2下表面的菲涅尔纹路为正弦函数。
实施例四：
见图4、图9和图12，实施例四与实施例二相比，不同之处在于：菲涅尔透镜2下表面的菲涅尔纹路为正弦函数。
实施例五：
见图5、图10和图12，实施例五与实施例一相比，不同之处在于：菲涅尔透镜2下表面的菲涅尔纹路为抛物线。
实施例六：
见图5、图11和图12，实施例六与实施例二相比，不同之处在于：菲涅尔透镜2下表面的菲涅尔纹路为抛物线。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：具有棱形结构的透镜本体(1)，透镜本体(1)的入光面(1-1)和出光面(1-2)均为非球面，透镜本体(1)的下表面设置有菲涅尔透镜(2)，菲涅尔透镜(2)上具有位于入光面(1-1)和出光面(1-2)之外的折光曲面(2-1)，光源(3)经过折光曲面(2-1)形成一次折射，光源(3)经过入光面(1-1)形成二次折射，光源(3)经过出光面(1-2)形成三次折射。
2.根据权利要求1所述的一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：所述菲涅尔透镜(2)的下表面与透镜本体(1)的下表面贴合。
3.根据权利要求1所述的一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：所述菲涅尔透镜(2)的上表面与透镜本体(1)的下表面贴合。
4.根据权利要求1所述的一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：所述菲涅尔透镜(2)的下表面为球面或二次曲面或非球面。
5.根据权利要求1所述的一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：所述入光面(1-1)为抛物线状，出光面(1-2)为臀状。
6.根据权利要求1所述的一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：所述菲涅尔透镜(2)的下表面为菲涅尔纹路，菲涅尔纹路的宽度为3～12mm，菲涅尔纹路的深度为0～2mm。
7.根据权利要求1所述的一种含菲涅尔透镜结构的大角度LED透镜，其特征是：该透镜的镜片由PMMA或PC材质制成。
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