CN203571626U - 一种led透镜 - Google Patents
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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，包括上导光柱和与其共中心轴相连的下导光柱；所述透镜的工作面由入射面、出射面和全反射面组成；其中入射面为所述下导光柱的底面，所述出射面包括所述上导光柱顶部的第一出射面和围成其侧壁的第二出射面，所述全反射面为围成所述下导光柱侧壁的曲面，所述全反射面与所述第二出射面为一体结构；所述入射面、所述第一出射面、所述第二出射面和所述全反射面均为自由曲面。
Description
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（如果反光片、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，包括上导光柱和与其共中心轴相连的下导光柱；所述透镜的工作面由入射面、出射面和全反射面组成；
其中入射面为所述下导光柱的底面，所述出射面包括所述上导光柱顶部的第一出射面和围成其侧壁的第二出射面，所述全反射面为围成所述下导光柱侧壁的曲面，所述全反射面与所述第二出射面为一体结构；
所述入射面、所述第一出射面、所述第二出射面和所述全反射面均为自由曲面。
进一步的，所述上导光柱为倒向圆台形状，所述下导光柱为正向圆台形状。
进一步的，所述入射面中心部位设有第一圆锥形凹腔，所述第一圆锥形凹腔的顶部位于所述LED透镜的中心轴线上。
进一步的，所述第一出射面中心部位设有第二圆锥形凹腔，所述第二圆锥形凹腔的顶部位于所述LED透镜的中心轴线上。
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下导光柱内，一部分部分光线在下导光柱内传播到全反射面后发生全反射，另一部分直接传播到第一出射面面发生全反射或者折射，发生折射的光线经折射后直接出射，发生全反射的光线由不同的方向继续传播后再经由第二出射面出射，由此形成一个270°的发光角度。
二、本实用新型中根据光的折射和全反射原理，对排列在下导光柱底部的光源发出的光进行控制，光线首先经过入射面进入下导光柱内部，由于此LED透镜的折射率为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下导光柱时，光线的角度变小，因此光线在一定范围被汇集，使光线更加集中，使光线更容易控制。
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，本实施例中优选折射率为1.58的PC材质，包括上导光柱1和与其共中心轴相连的下导光柱2；本实施例中所述上导光柱1为倒向圆台形状，所述下导光柱2优选为正向圆台形状。所述透镜的工作面由入射面20、出射面和全反射面21组成；其中入射面20为所述下导光柱的底面，所述出射面包括所述上导光柱顶部的第一出射面10和围成其侧壁的第二出射面11，所述全反射面21为围成所述下导光柱侧壁的曲面，所述全反射面21与所述第二出射面11为一体结构；所述入射面20、所述第一出射面10、所述第二出射面11和所述全反射面21均为自由曲面。所述入射面20中心部位设有第一圆锥形凹腔200，所述第一圆锥形凹腔200的顶部位于所述LED透镜的中心轴线上。所述第一出射面10中心部位设有第二圆锥形凹腔100，所述第二圆锥形凹腔100的顶部位于所述LED透镜的中心轴线上。
参照图1至图3：根据光的折射和全反射原理，对排列在下导光柱底部的光源发出的光进行控制，光线首先经过入射面进入下导光柱内部，由于此LED透镜的折射率为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下导光柱时，光线的角度变小，因此光线在一定范围被汇集，使光线更加集中，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）向入射面边缘方向传播（以光线a为例）；（2）与入射面垂直传播（以光线b为例）。（3）向入射面中心方向传播（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，通过对第一出射面、第二出射面和全反射面进行调整，使光线传播至全反射面时发生全反射，改变传播方向而射向第一出射面；光传播至第一出射面时部分发生全反射后经由第二出射面发生折射后出射，另一部分直接经由第一出射面发生折射后出射。
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主要向入射面边缘方向传播，此类入射光经过入射面折射后进入下导光柱，在下导光柱传播至全反射面时发生全反射，光线传播方向发生改变后继续传播至上导光柱的顶面（即第一出射面），此时光线发生全反射后射向第二出射面，在第二出射面处发生折射后射出，出射光线的出射角度分布在-90°～-135°和90°和135°空间；（2）光线b传播方向主要与入射面垂直，此类入射光经入射面折射后进入下导光柱，在下导光柱传播至全反射面时发生全反射，光线传播方向发生改变后继续传播至上导光柱的顶面（即第一出射面），此时光线在第一出射面发生折射后射出，出射光线的出射角度分布在0-±30°的空间；（3）光线c为向入射面中心方向传播的光，此类入射光经入射面折射后进入下导光柱后继续传播至上导光柱内，在上导光柱的上表面（即第一出射面）处发生折射后射出，出射光线的出射角度分布在-30°～-90°以及30°～90°之间；由此形成一个270°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 (5)
1.一种LED透镜，其特征在于：包括上导光柱和与其共中心轴相连的下导光柱；所述LED透镜的工作面由入射面、出射面和全反射面组成；
其中入射面为所述下导光柱的底面，所述出射面包括所述上导光柱顶部的第一出射面和围成其侧壁的第二出射面，所述全反射面为围成所述下导光柱侧壁的曲面，所述全反射面与所述第二出射面为一体结构；
所述入射面、所述第一出射面、所述第二出射面和所述全反射面均为自由曲面。
2.如权利要求1所述的一种LED透镜，其特征在于：所述上导光柱为倒向圆台形状，所述下导光柱为正向圆台形状。
3.如权利要求2所述的一种LED透镜，其特征在于：所述入射面中心部位设有第一圆锥形凹腔，所述第一圆锥形凹腔的顶部位于所述LED透镜的中心轴线上。
4.如权利要求2所述的一种LED透镜，其特征在于：所述第一出射面中心部位设有第二圆锥形凹腔，所述第二圆锥形凹腔的顶部位于所述LED透镜的中心轴线上。
5.如权利要求1-4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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2013
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