CN204404075U - 一种阶梯型led二次光学透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED技术领域，具体涉及一种阶梯型LED二次光学透镜；包括透镜本体，所述透镜本体的横切面积从底部到顶部逐渐增大；所述透镜本体包含至少2个的光全反射单元；所述光全反射单元绕透镜本体中心轴均匀分布在透镜的外侧面；所述光全反射单元包括至少2个的子反射单元；所述子反射单元之间具有呈阶梯状的过渡面；透镜本体的外侧面整体呈阶梯式鳞片状结构。通过调整光全反射单元的角度和形状，进而调节透镜本体的整体面型；来达到透镜输出角度的调整；可以在较短的透镜本体高度内，实现出射光小角度出射的效果；进而减低了透镜本体的体积；降低了透镜本体的原材料的使用量，降低了生产成本。

Description

一种阶梯型LED二次光学透镜

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，具体涉及一种阶梯型LED二次光学透镜。

背景技术

对于照明的需求，是人类最基本也最广泛的需求之一，从远古的燧木取火到古代的囊萤映雪、戳壁偷光，无一不是反映人类进步和积极向上的自我奋斗史，同时也生动的反映出“光”这个明亮和充满希望的词汇对人类历史进步深远的影响；照明让人们得以摆脱黑暗的恐惧，而自从有了人造光源的出现，人造光源就照亮人类一路前进的脚步。甚至可以说，照明伴随着人类的每一次进步。作为新型的高效率照明光源，LED的出现具有划时代的意义，相比于传统光源，LED具有高效率，低能耗，高亮度，绿色环保，超长寿命等一系列显著优点。在日常生活，科技发展中具有非常广泛的用途；越来越得到广泛的关注和应用，逐渐代替传统照明。

但是LED照明在实际应用中存在一些问题，其中之一就是LED芯片发光的方向性强，光强分布为朗伯分布，在很多场合都不能直接使用。为了提高光能利用率，必须对光源二次配光，达到使用的条件；LED在应用中常常使用透镜作为灯罩，即透镜和灯罩一体化设计，这样透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光能量的浪费。

目前为了降低成本，希望降低LED透镜的高度；而且要求实现极限的小角度出光效果；采用传统的透镜很难实现。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种阶梯型LED二次光学透镜，能够汇聚底面的LED光线，在较低的透镜高度内，实现较小的出射角度效果。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种阶梯型LED二次光学透镜，包括透镜本体，所述透镜本体的横切面积从底部到顶部逐渐增大；

所述透镜本体包含至少2个的光全反射单元；

所述光全反射单元绕透镜本体中心轴均匀分布在透镜的外侧面；所述光全反射单元包括至少2个的子反射单元；所述子反射单元之间具有呈阶梯状的过渡面，所述过渡面与子反射单元之间呈阶梯状，（透镜本体的外侧面整体呈阶梯式鳞片状分布）；通过调整光全反射单元的角度和形状，进而调节透镜本体的整体面型，来达到透镜的光输出角度的调整；可以在较短的透镜本体高度内，实现小角度出射光的效果；减少了透镜本体的体积；进而降低了透镜本体的原材料的使用量，降低了生产成本。同时这种阶梯式鳞片状的全反射面，将反射光的光场进行了分割，反射光经过所述光全反射面的反射后，光场重新组合，有利于提高出射光场的匀光性。

进一步的，所述透镜本体的底部具有通光孔；顶部具有光出射面；所述通光孔和光出射面与所述透镜本体同轴。

进一步的，所述通光孔的顶部具有向透镜本体底部突起的光折射面。

工作时，通光孔的底部的LED面光源所发出的光线，一部分中心附近的小角度光线入射到所述通光孔的顶部；经过所述通光孔顶部的光折射面的汇聚后经过透镜本体顶部的光出射面入射到透镜的外围空间；光折射面的存在有利于汇聚中心小角度光线，提高出射光的效率。除此之外，通光孔的底部的LED面光源所发出的光线除中心0°附近小角度光线外，绝大部分经过通光孔的侧壁的折射后入射到透镜本体外侧的光全反射单元上；经过光全反射单元的反射后，最后经过透镜顶部的光出射面出射到透镜的外部空间。由于全反射面整体呈阶梯式鳞片状，相当于将反射光的光场进行了细致的分割，反射光经过所述光全反射面的反射后，光场重新组合形成新的光场，有利于提高出射光场的匀光性。

进一步的，所述光全反射单元所包含的子反射单元的个数大于3个。

作为一种优选，所述子反射单元为平面；平面的结构更加便于制作和加工。

作为一种优选，所述子反射单元为曲面；通过调节子反射单元的曲面的弯曲角度的弧度可以更加灵活的满足各种出光角度的需要。

进一步的，所述过渡面与子反射单元之间为平滑过渡连接。

进一步的，所述透镜本体通过注塑方式一体成型。

进一步的，所述透镜配合灯罩使用；灯罩的使用可以保护透镜本体免受灰尘积聚的损坏，更重要的是透镜的火炬状出射光线经过外围灯罩的进一步透射，像玻璃球般，外形更加美观，光线也更加柔和。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本阶梯型LED二次光学透镜，包含的透镜本体，所述透镜本体包括光全反射面；所述光全反射面包括至少2个的光全反射单元；所述光全反射单元绕透镜本体中心轴均匀分布在透镜的外侧面；所述光全反射单元包括至少2个的子反射单元；所述子反射单元之间具有呈阶梯状的过渡面；所述过渡面与子反射单元之间呈阶梯状；透镜本体的外侧面整体呈阶梯式鳞片状结构，通过调整光全反射单元的角度和形状，进而调节透镜本体的整体面型；来达到透镜输出角度的调整；可以在较短的透镜本体高度内，实现出射光小角度出射的效果；进而减低了透镜本体的体积；降低了透镜本体的原材料的使用量，降低了生产成本。同时这种阶梯式鳞片状的全反射面，将反射光的光场进行了分割，反射光经过所述光全反射面的反射后，光场重新组合形成新的光场，有利于提高出射光场的匀光性。

附图说明

图1是本阶梯型LED二次光学透镜的外观立体图。

图2是本阶梯型LED二次光学透镜的仰视图。

图3是本阶梯型LED二次光学透镜的侧视图。

图4是本阶梯型LED二次光学透镜的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细说明本实用新型。

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种阶梯型LED二次光学透镜，能够汇聚底面的LED光线，在较低的透镜高度内，实现较小的出射角度效果。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种阶梯型LED二次光学透镜，如图1、图2、图3和图4所示：包括透镜本体1，所述透镜本体1的横切面积从底部到顶部逐渐增大；

所述透镜本体1包含光全反射面（透镜本体的外侧面）；所述光全反射面包括至少2个的光全反射单元2（图2中虚线框内所示，应该理解本实用新型所有附图仅为示意性的，不代表实际的尺寸和比例）；

所述光全反射单元2绕透镜本体1中心轴，均匀分布在透镜本体1的外侧面；所述光全反射单元2包括至少2个的子反射单元2-1；所述子反射单元2-1之间具有呈阶梯状的过渡面2-2，所述过渡面2-2与子反射单元2-1之间呈阶梯状，（透镜本体的外侧面整体阶梯式鳞片状分布）；通过调整光全反射单元2的角度和形状，进而调节透镜本体的整体面型；来达到透镜输出角度的调整；可以在较短的透镜本体高度内，实现出射光小角度出射的效果；进而减低了透镜本体的体积；降低了透镜本体的原材料的使用量，降低了生产成本；同时这种阶梯式鳞片状的全反射面，将反射光的光场进行了分割，反射光经过所述光全反射面的反射后，重新组合形成新的光场，有利于提高出射光的匀光性。

进一步的，所述透镜本体1的底部具有通光孔3；顶部具有光出射面4；所述通光孔3和光出射面4分别位于透镜本体1的底部和顶部，且与所述透镜本体1同轴。

进一步的，所述通光孔3的顶部具有向透镜本体1底部突起的光折射面5（如图4所示）。

工作时，通光孔3的底部的LED面光源所发出的光线，中心附近的小角度光线入射到所述通光孔3的顶部；经过所述通光孔3顶部的光折射面5的汇聚后经过透镜本体1顶部的光出射面4入射到透镜的外围空间；光折射面5的存在有利于汇聚中心小角度光线，提高出射光的效率。

除此之外，通光孔3的底部的LED面光源所发出的光线除中心0°附近小角度光线外，绝大部分经过通光孔3的侧壁的折射后，入射到透镜本体1外侧的光全反射单元2上；经过光全反射单元2的全反射后，最后经过透镜顶部的光出射面4出射到透镜的外部空间。由于全反射面整体呈阶梯式鳞片状，相当于将反射光的光场进行了细致的分割，反射光经过所述光全反射面的反射后，光场重新组合，有利于提高出射光场的匀光性。

进一步的，所述光全反射单元2所包含的子反射单元2-1的个数大于3。

作为一种优选，所述子反射单元2-1为平面；平面的结构更加便于制作和加工。

作为一种优选，所述子反射单元2-1为曲面；通过调节子反射单元的曲面的弯曲角度的弧度可以更加灵活的满足各种出光角度的需要。

进一步的，所述过渡面2-2与子反射单元2-1之间为平滑过渡连接。

进一步的，所述透镜本体通过注塑方式一体成型。

进一步的，所述透镜配合灯罩使用；灯罩的使用可以保护透镜本体免受灰尘积聚的损坏，更重要的是透镜的火炬状出射光线经过外围灯罩的进一步透射，像玻璃球般，外形更加美观，光线也更加柔和。

总之，本阶梯型LED二次光学透镜，包含的透镜本体，所述透镜本体包括光全反射面；所述光全反射面包括至少2个的光全反射单元；所述光全反射单元绕透镜本体中心轴均匀分布在透镜的外侧面；所述光全反射单元包括至少2个的子反射单元；所述子反射单元之间具有呈阶梯状的过渡面；所述过渡面与子反射单元之间呈阶梯状；透镜本体的外侧面整体呈阶梯式鳞片状结构，通过调整光全反射单元的角度和形状，进而调节透镜本体的整体面型；来达到透镜输出角度的调整；可以在较短的透镜本体高度内，实现出射光小角度出射的效果；进而减低了透镜本体的体积；降低了透镜本体的原材料的使用量，降低了生产成本。同时这种阶梯式鳞片状的全反射面，将反射光的光场进行了分割，反射光经过所述光全反射面的反射后，光场重新组合形成新的光场，有利于提高出射光场的匀光性。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，包括透镜本体，所述透镜本体的横切面积从底部到顶部逐渐增大；所述透镜本体包含至少2个的光全反射单元；

所述光全反射单元绕所述透镜本体的中心轴均匀分布在所述透镜本体的外侧面；

所述光全反射单元包括至少2个的子反射单元；所述子反射单元之间具有过渡面；所述过渡面与子反射单元之间呈阶梯状。

2.如权利要求1所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述透镜本体的底部具有通光孔，所述透镜本体的顶部具有光出射面；所述通光孔和光出射面与所述透镜本体同轴。

3.如权利要求2所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述通光孔的顶部具有向透镜本体底部突起的光折射面。

4.如权利要求3所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述光全反射单元所包含的子反射单元的个数大于3。

5.如权利要求4所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述子反射单元为平面。

6.如权利要求4所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述子反射单元为曲面。

7.如权利要求5或6所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述过渡面与子反射单元之间为平滑过渡。

8.如权利要求7所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述透镜本体通过注塑方式一体成型。

9.如权利要求8所述的阶梯型LED二次光学透镜，其特征是，所述透镜配合灯罩使用。