CN203571624U - 一种led透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种LED透镜，解决了现有的LED透镜由于整体方案设计不合理，大多存在着发光角度小，发光均匀性差等问题。一种LED透镜，包括导光柱，所述导光柱底部中心处开设有一圆形凹腔，所述导光柱的顶部设有自由曲面，所述导光柱包括入射面和出射面；所述入射面为所述凹腔的顶面；所述出射面包括导光柱顶部的自由曲面和所述导光柱的部分侧面，所述自由曲面为下凹的圆锥面，所述圆锥面的锥顶位于所述导光柱的中心轴线上。

Description

一种LED透镜

技术领域

本实用新型涉及LED光源照明领域，特别是一种LED透镜。 

背景技术

由于LED光源具有高效、安全、节能、环保、响应速度快等优点，目前已广泛应用于城市道路、住宅、办公场所、公共场所等场合的照明。 

由于LED光源的发光就有较强的方向性，LED球泡灯中的LED光学需要配合一些光学器件（如反光片、LED透镜）来形成全光角的效果，但是现有的LED透镜由于整体方案设计不合理，大多存在着发光角度小，发光均匀性差等缺陷。 

实用新型内容

本实用新型提出一种LED透镜，解决了现有的LED透镜由于整体方案设计不合理，大多存在着发光角度小，发光均匀性差等问题。 

本实用新型的技术方案是这样实现的： 

一种LED透镜，包括导光柱，所述导光柱底部中心处开设有一圆形凹腔，所述导光柱的顶部设有自由曲面，所述导光柱包括入射面和出射面；所述入射面为所述凹腔的顶面；所述出射面包括导光柱顶部的自由曲面和所述导光柱的部分侧面，所述自由曲面为下凹的圆锥面，所述圆锥面的锥顶位于所述导光柱的中心轴线上。 

进一步的，所述圆锥面的锥顶距所述凹腔的顶面距离为3.475mm，所述圆锥面的锥底距所述凹腔的顶面距离为12.08mm。 

进一步的，所述透镜还包括与所述导光柱底部相连的圆形底座，所述底座上开设有与所述凹腔共轴的圆形凹槽，所述凹槽的直径大于所述凹腔的直径且 与其互通。 

进一步的，所述透镜由PMMA或PC或光学玻璃制成。 

由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点： 

一、本实用新型中光线在入射面发生折射后进入导光柱内，在导光柱内传播到自由曲面后发生折射或者全反射，发生折射的光线出射到光照面上，发生全反射的光线由不同的方向射向导光柱侧面，在导光柱侧面发生折射后，出射到照明面上，由此形成一个300°的发光角度。 

二、本实用新型中光线首先经过导光柱下面的凹腔的顶面进入导光柱内部，由于此导光柱的折射率为1.58，大于空气的折射率，根据光的折射原理，光线由空气经过入射面进入导光柱时，光线的角度变小，因此光线在一定范围被汇集，避免过多光线直接打到侧面，出光更加均匀。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。 

图1为本实用新型结构示意图； 

图2为图1的剖面图的结构示意图； 

图3为本实用新型光路图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

参照图1和图2，一种LED透镜，所述透镜可以由PMMA或PC或光学玻璃制成，本实施例中材质优选为PC。所述透镜包括导光柱1，所述导光柱1的折射率为1.58；所述导光柱1的底部中心处开设有一圆形凹腔10，所述凹腔10可供LED光源进入并安装于其内部，其中光源与凹腔10的顶面的距离十分狭小；所述导光柱1的顶部设有自由曲面120，所述导光柱1包括入射面11和出射面12；所述入射面11为所述凹腔10的顶面；所述出射面12包括导光柱顶部的自由曲面120和所述导光柱的部分侧面121，所述自由曲面120为下凹的圆锥面，所述圆锥面的锥顶位于所述导光柱1的轴线上；所述圆锥面的锥顶距所述凹腔10的顶面距离为3.475mm，所述圆锥面的锥底距所述凹腔10的顶面距离为12.08mm。 

所述透镜还包括与所述导光柱底部相连的圆形底座2，所述底座2上开设有与所述凹腔共轴的圆形凹槽20，所述圆形凹槽20内可安装与其对应的光源基板，所述凹槽20的直径大于所述凹腔10的直径且与其互通，由此，位于光源基板上的光源可以进入到导光柱下的凹腔10内。 

参照图1至图3：根据光的折射和全反射原理，对排列在导光柱底部凹槽下面的光源发出的光进行控制，光线首先经过导光柱下面的凹腔的顶面进入导光柱内部，由于此导光柱的折射率为1.58，大于空气的折射率，根据光的折射原理，光线由空气经过入射面进入导光柱时，光线的角度变小，因此光线在一定范围被汇集，避免过多光线直接打到侧面，使光线更容易控制。 

参照图3，光源发出的入射光的传播方向主要有三种：（1）向入射面中心方向传播（以光线a为例）；（2）向入射面边缘方向传播（以光线b为例）；（3）与入射面垂直传播（以光线c为例）。 

这三种方向的光经过入射面发生折射后进入导光柱，通过对导光柱顶部的自由曲面进行调整，使光线传播至自由曲面时部分光发生全反射，改变传播方向。 

本实施例中，分别对三种入射光进入导光柱后的传播方向描述如下：（1）光线a主要在自由曲面发生折射后出射到照明面上，其出射角度分布在-90°～90°空间；（2）光线b主要会在自由曲面上发生全反射；（3）光线c则按一定比例，一部分在自由曲面发生折射后出射到照明面上，另一部分在自由曲面上发生全反射。其中发生全反射的光线由不同的方向射向导光柱侧面，在导光柱侧面发生折射后，出射到照明面上，出射光线的出射角度分布在-90°～-150°以及90°～150°的空间；由此形成一个300°的发光角度。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种LED透镜，包括导光柱，其特征在于：所述导光柱底部中心处开设有一圆形凹腔，所述导光柱的顶部设有自由曲面，所述导光柱包括入射面和出射面；所述入射面为所述凹腔的顶面；所述出射面包括导光柱顶部的自由曲面和所述导光柱的侧面，所述自由曲面为下凹的圆锥面，所述圆锥面的锥顶位于所述导光柱的中心轴线上。

2.如权利要求1所述的一种LED透镜，其特征在于：所述圆锥面的锥顶距所述凹腔的顶面距离为3.475mm，所述圆锥面的锥底距所述凹腔的顶面距离为12.08mm。

3.如权利要求1所述的一种LED透镜，其特征在于：所述透镜还包括与所述导光柱底部相连的圆形底座，所述底座上开设有与所述凹腔共轴的圆形凹槽，所述凹槽的直径大于所述凹腔的直径且与其互通。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种LED透镜，其特征在于：所述透镜由PMMA或PC或光学玻璃制成。

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