CN204496037U - 一种反射式透镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种反射式透镜，包括：安装平板及设于安装平板中心位置上的圆形凸台，圆形凸台顶面中心向内凹陷形成从上至下直径逐渐减小的倒锥形出射面，安装平板底面中心向上凹陷形成可容纳光源的圆柱形空腔，空腔的顶端中心向上延伸形成直径逐渐减小的锥形圆顶，圆柱形空腔及锥形圆顶的内壁为入射面，安装平板底面还设有一圈沿空腔底面边缘设置的环形曲面，环形曲面的截面呈开口朝下的三角形。本实用新型在安装平板及圆形凸台的内外表面均设有磨砂面，光源发出的光线可通过磨砂面从各个方向折射穿过入射面，再通过出射面进一步改变光线的折射角度，使光线最大范围、均匀的向透镜外扩散。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种反射式透镜。
背景技术
反射式透镜广泛应用在平板灯、电视等产品的背光模组中，用于将LED平面光源的光进行均匀扩散，增大光源照射范围，从而有效提高光照效率。扩散透镜是照明等领域的关键器件。
目前的反射式透镜有两种类型，第一种：透镜设有两个同轴设置的半球形弧面，出射面设置在入射面的外圈且开口朝向与入射面相同，光源位于入射面的半球形内，通过折射方式将光发散角度增大，通过阵列排布，实现以较少LED颗粒排布来降低混光高度的背光源解决方案。然而背光源的产品厚度越来越薄，背光源的混光高度要求越来越低，每颗透镜必须达到更大的折射角度，此时，这种类型的透镜由于透镜材料本身的色散因子，在过大折射角时，不同波长的折射角度差异也越大，易产生色斑影响光源的白色色度，无法满足混光距离低的要求。第二种：透镜设有同轴的入射面和出射面，入射面为半球形弧面，出射面为锥形面，入射面及出射面的开口朝向相反，入射面外圈设有向上凸出的底出射面，出射面边缘与底出射面边缘连接形成侧出射面，这种类型的透镜能增大光源的折射角度，降低了背光源的混光高度，但对光线发散的均匀度不够，无法最大程度提高光照范围及光照质量。
因此，如何设计一种能有效提高光照质量的反射式透镜是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种有效提高光照质量的反射式透镜，通过对透镜内外轮廓的表面设置磨砂面，利用磨砂面使透镜发出的光线尽量柔和均匀，并且能去掉光源本身通过透镜反射出去的杂光。
本实用新型采用的技术方案是，设计一种反射式透镜，包括：安装平板及设于安装平板中心位置上的圆形凸台，圆形凸台顶面中心向内凹陷形成从上至下直径逐渐减小的倒锥形出射面，安装平板底面中心向上凹陷形成可容纳光源的圆柱形空腔，空腔的顶端中心向上延伸形成直径逐渐减小的锥形圆顶，圆柱形空腔及锥形圆顶的内壁为入射面，安装平板底面还设有一圈沿空腔底面边缘设置的环形曲面，环形曲面的截面呈开口朝下的三角形。
最关键的，安装平板及圆形凸台的内、外表面均设有磨砂面。安装平板及圆形凸台各个表面的磨砂面粗糙度为RZ 1.8～4，各个表面的磨砂面可根据光照需要分别设置成不同的粗糙度。
其中，出射面的截面中两侧边呈朝上拱起的弧线形，入射面的截面中顶部圆顶的两侧边呈朝下拱起的弧线形，出射面的最大横截面的截面积大于所述入射面的最大横截面的截面积。
圆柱形空腔的底边设有倒角，环形曲面沿倒角的底边设置。
较优的，圆形凸台的上部为圆柱形、底部为直径由圆柱形底面逐渐增大的锥形，圆形凸台的圆柱形外壁为上侧壁，圆形凸台的锥形外壁为下侧壁，下侧壁呈向外拱起的弧形曲面。
安装平板底面还设有支撑脚，支撑脚位于环形曲面与安装平板的边缘之间。
安装平板的直径由安装平板底面逐渐减小以形成拔模倾角。
与现有技术相比，本实用新型在安装平板及圆形凸台的内外表面均设有磨砂面，光源发出的光线可通过磨砂面从各个方向折射穿过入射面，再通过出射面进一步改变光线的折射角度，使光线最大范围、均匀的向透镜外扩散。
附图说明
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：
图1是本实用新型俯视方向的立体图；
图2是本实用新型仰视方向的立体图；
图3是本实用新型的俯视图；
图4是图3的J-J剖面图；
图5是部分光线经过本实用新型的光路图。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型提出的反射式透镜，包括：安装平板1及设于安装平板1中心位置上的圆形凸台2，圆形凸台2顶面中心设有出射面21，安装平板底面1中心设有入射面11，出射面21与入射面11严格同轴设置。
如图1至3所示，圆形凸台2顶面中心向内凹陷形成从上至下直径逐渐减小的倒锥形出射面21，出射面21的最大直径与圆形凸台2相同，即从圆形凸台2的顶面边缘向内凹陷形成倒锥形出射面21。
如图4所示，安装平板1底面中心向上凹陷形成可容纳光源的圆柱形空腔12，空腔的顶端中心向上延伸形成直径逐渐减小的锥形圆顶13，圆柱形空腔12及锥形圆顶13的内壁形成入射面11。安装平板1底面还设有一圈沿圆柱形空腔底面边缘设置的环形曲面14，环形曲面14的截面呈开口朝下的三角形。圆柱形空腔12的底边设有倒角，环形曲面14沿倒角的底边设置。
其中，如图4所示，出射面21的截面中两侧边呈朝上拱起的弧线形，入射面11的截面中顶部圆顶的两侧边呈朝下拱起的弧线形，出射面21的最大横截面的截面积大于入射面11的最大横截面的截面积。
最关键的，安装平板1及圆形凸台2的内、外表面均设有磨砂面，即圆形凸台2及安装平板1的外表面、入射面、出射面、环形曲面均设有磨砂面。安装平板1及圆形凸台2各个表面的磨砂面粗糙度为RZ 1.8～4，各个表面的磨砂面可根据光照需要分别设置成不同的粗糙度。通过对透镜内、外轮廓表面不同位置的设置磨砂面，使光线经过透镜后变得柔和，并且磨砂面的设置能有效去掉光线透过未设置磨砂面的透镜反射出去的杂光，一般杂光包括光线反射出的黄光和蓝光。
较优的，圆形凸台2的上部为圆柱形、底部为直径由圆柱形底面逐渐增大的锥形，锥形的斜度较小以形成拔模倾角，便于透镜生产加工时的脱模，以防透镜外表面划伤影响效果。圆形凸台2的圆柱形外壁为上侧壁22，圆形凸台2的锥形外壁为下侧壁23，下侧壁23呈向外拱起的弧形曲面。由于从出射面21内面反射的光线一般具有大的角度，所以上侧壁22主要用来将出射面21靠近上侧壁22的部分光线折射出去，提高透镜对光线的利用率，增大光线的扩散范围。下侧壁23的拱起弧形曲面设计，能较大角度的对光线进行折射，有较大的扩散角能增加光线的无序性，从而提高整个透镜发光的均匀性。
具体光路如下，光源3位于形成入射面的圆柱形空腔12内，光源3发出的光线一部分经过入射面11的透射或折射出入射面21后，如图5所示，第一部分光线经过出射面21内面的反射作用向透镜的圆形凸台上侧壁22或下侧壁23射去，该部分光线中经过圆形凸台的上侧壁22透射出去或经过圆形凸台的下侧壁23扩散折射出去；第二部分光线经过出射面21直接从正面射出透镜；第三部分光线经过圆形凸台的下侧壁23直接射出透镜。其中，第一部分及第三部分光线中，有一小部分光线经过环形曲面14，在环形曲面14的反射作用下，从圆形凸台的侧壁或出射面21射出透镜。环形曲面14的设置使整个光线的分布更均匀，增加光线从透镜中射出时的均匀性。
如图4所示，安装平板1的直径由安装平板底面逐渐减小以形成拔模倾角。安装平板1底面还设有支撑脚15，支撑脚15位于环形曲面14与安装平板1的边缘之间，支撑脚15方便支撑安装平板1，将安装平板1与安装位置间隔开，有利于透镜与PCB板的封装。同样，支撑脚15设有与安装平板1拔模倾角方向相反的拔模角，支撑脚15的直径由底面逐渐增大，拔模角的设置都是为了便于透镜出模，保护透镜表面。
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 (10)
1.一种反射式透镜，其特征在于包括：安装平板（1）及设于安装平板中心位置上的圆形凸台（2），圆形凸台（2）顶面中心向内凹陷形成从上至下直径逐渐减小的倒锥形出射面（21），所述安装平板（1）底面中心向上凹陷形成可容纳光源的圆柱形空腔（12），所述圆柱形空腔的顶端中心向上延伸形成直径逐渐减小的锥形圆顶（13），所述圆柱形空腔及锥形圆顶的内壁为入射面（11），所述安装平板（1）底面还设有一圈沿所述圆柱形空腔底边设置的环形曲面（14），所述环形曲面（14）的截面呈开口朝下的三角形；
所述安装平板（1）及圆形凸台（2）的内、外表面均设有磨砂面。
2.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述安装平板（1）及圆形凸台（2）各个表面的磨砂面粗糙度为RZ 1.8~4。
3.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述出射面（21）的截面中两侧边呈朝上拱起的弧线形。
4.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述入射面（11）的截面中顶部锥形圆顶（13）的两侧边呈朝下拱起的弧线形。
5.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述圆柱形空腔（12）的底边设有倒角，所述环形曲面（14）沿倒角的底边设置。
6.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述出射面（21）的最大横截面的截面积大于所述入射面（11）的最大横截面的截面积。
7.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述圆形凸台（2）的上部为圆柱形、底部为直径由圆柱形底面逐渐增大的锥形，所述圆形凸台（2）的圆柱形外壁为上侧壁（22），圆形凸台的锥形外壁为下侧壁（23）。
8.如权利要求7所述的反射式透镜，其特征在于，所述下侧壁（22）呈向外拱起的弧形曲面。
9.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述安装平板（1）底面设有支撑脚（15），所述支撑脚（15）位于所述环形曲面（14）与安装平板（1）的边缘之间。
10.如权利要求1所述的反射式透镜，其特征在于，所述安装平板（1）的直径由安装平板底面逐渐减小以形成拔模倾角。
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