CN213118739U - Led透镜组合结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光学透镜领域，公开了一种LED透镜组合结构，用以避免LED透镜组合结构大角度出光时，在复眼与空气界面发生全反射。本实用新型包括准直透镜和复眼透镜，所述复眼透镜设置在所述准直透镜的出光端，所述复眼透镜的出光面为复眼面，所述复眼透镜的入光面被分割成多个同心圆环柱面，且相邻同心圆环柱面之间不连续，每一个圆环柱面在径向上的两个端点的连线为自由曲线；所述圆环柱面用于对复眼透镜的入射光进行角度扩散。本实用新型适用于LED灯具。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学透镜领域，尤其是涉及LED透镜组合结构。
背景技术
目前一些射灯中，其LED透镜组合结构如图1和图2所示，光源发出的光线被准直透镜10准直后出射，然后被复眼透镜20扩散，通过调整复眼透镜20上的六边形复眼22的曲率实现不同角度，复眼22的曲率半径越小，扩散角度就越大，复眼22的曲率半径越大，扩散角度就越小，并且复眼透镜的背面21(即入光面)为平面，该平面不具扩散角度的作用。
此技术的缺点是：
1、LED透镜组合结构在大角度出光时，六边形复眼的曲率半径小，在复眼与空气界面容易发生全反射，导致透镜的光效低，如图3所示。
2、由于入射到复眼片的光线接近准直，六边形复眼曲率半径越小，光斑越容易被整形成六边形，导致光斑不圆。
3、仅依靠六边形复眼结构来控制角度，由于复眼曲率半径越小，大角度光线在复眼与空气界面光线越容易全反射，所以当50％光束角大于40度以上时就很难实现。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种LED透镜组合结构，用以避免LED透镜组合结构大角度出光时，在复眼与空气界面发生全反射。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED透镜组合结构，包括准直透镜和复眼透镜，所述复眼透镜设置在所述准直透镜的出光端，所述复眼透镜的出光面为复眼面，所述复眼透镜的入光面被分割成多个同心圆环柱面，且相邻圆环柱面之间不连续，每一个圆环柱面在径向上的两个端点的连线为自由曲线；所述圆环柱面用于对复眼透镜的入射光进行角度扩散。
进一步的，为了便于复眼透镜更换，所述复眼透镜以可拆卸形式设置在所述准直透镜的出光端。不同角度的灯具，可使用同一准直透镜，通过更换复眼透镜实现不同角度，相比一颗透镜一个角度，成本更低。
本实用新型的有益效果是：本实用新型将现有LED透镜组合结构中复眼透镜的入光面被分割成多个同心圆环柱面，且相邻圆环柱面之间不连续，每一个圆环柱面在径向上的两个端点的连线为自由曲线；通过圆环柱面对复眼透镜的入射光进行角度扩散，根据折射定律，可知凸起柱面的曲率半径越小，准直光线被圆环柱面扩散的角度就越大，每一个圆环柱面对入射到其表面的准直光线的扩散角度为θ，那么准直光线被所有圆环柱面扩散后的角度依然为θ，这样相当于将入射到复眼透镜的准直光线，在复眼背面“微分”，然后在复眼出光面“积分”，有效的提高的控光角度的精准性与混光的均匀性。本实用新型通过复眼透镜上的入光面和复眼面共同进行角度扩散，复眼曲率半径可以不用太小，避免了光斑不圆，以及仅依靠复眼面来控制角度，复眼曲率半径过小而导致在复眼与空气界面光线发生全反射的问题，保证了透镜效率。另外，经过实际应用测试，使用本实用新型的LED透镜组合结构可达到60度出射角。
附图说明
图1是现有LED透镜组合结构的结构示意图；
图2是现有复眼面的结构示意图。
图3是现有LED透镜组合结构的光路图；
图4是实施例中复眼透镜的正视图；
图5是实施例中复眼透镜的剖视图；
图6是实施例中LED透镜组合结构的剖视图；
图7是实施例中LED透镜组合结构的光路图。
其中，S为光源，10为准直透镜，20为复眼透镜，11为准直透镜的侧入光面，12为准直透镜的全反射面，13为准直透镜的正入光面，14为准直透镜的正出光面，15为准直透镜的侧出光面，21为复眼透镜的入光面，22为复眼透镜的出光面，M1为准直透镜的侧出光面的最大外径，M2为复眼透镜的总直径，H1为准直透镜的侧出光面的最大厚度，H2为复眼透镜的入光面的总厚度，3为被全反射的光线，C为圆环柱面。
具体实施方式
为了避免LED透镜组合结构大角度出光时，在复眼与空气界面发生全反射，本实用新型将现有LED透镜组合结构中复眼透镜的入光面分割成多个同心圆环柱面，使得LED透镜组合结构在大角度出光时，可以通过复眼透镜上的入光面和复眼面一起进行角度扩散，复眼曲率半径可以不用太小，避免了光斑不圆，以及仅依靠复眼面来控制角度，复眼曲率半径过小而导致在复眼与空气界面光线发生全反射的问题，保证了透镜效率。
下面通过实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例提供了一种LED透镜组合结构，包括准直透镜10和复眼透镜20，所述准直透镜10与所述复眼透镜20以可拆卸的形式连接在一起，如图4和图5所示，所述复眼透镜20的入光面被分割成多个同心圆环柱面C，且相邻圆环柱面之间不连续，每一个圆环柱面C在径向上的两个端点的连线为自由曲线(如图5所示圆环柱面径向上的两点A、B的连线为自由曲线)；所述圆环柱面C用于对复眼透镜20的入射光进行角度扩散。
结合图7可知，上述结构的工作方式为：将LED光源S、准直透镜10、复眼透镜20三者中心线同轴，光源S发出的光线分为两部分，一部分光线经过准直透镜的侧入光面11折射后，被全反射面12准直，然后从准直透镜的侧出光面15出射，再被复眼透镜的入光面21(即圆环柱面)扩散角度后，从复眼透镜的出光面22(即复眼面)出射；另外一部分光线经过准直透镜的正入光面13和准直透镜的正出光面14后，准直入射到复眼透镜的入光面21，从复眼透镜的出光面22(即复眼面)出射。
进一步的，为了准直透镜出来的光线都能被复眼透镜扩散混光，图6中，复眼透镜的总直径M2最好是大于等于准直透镜的侧出光面的最大外径M1；为了保证准直透镜和复眼透镜在组合时的密闭性，避免复眼透镜被准直透镜顶起来，准直透镜的侧出光面的最大厚度H1为应该大于复眼透镜的入光面的总厚度H2。
Claims (2)
1.LED透镜组合结构，包括准直透镜和复眼透镜，所述复眼透镜设置在所述准直透镜的出光端，所述复眼透镜的出光面为复眼面，其特征在于，所述复眼透镜的入光面被分割成多个同心圆环柱面，且相邻圆环柱面之间不连续，每一个圆环柱面在径向上的两个端点的连线为自由曲线；所述圆环柱面用于对复眼透镜的入射光进行角度扩散。
2.如权利要求1所述的LED透镜组合结构，其特征在于，所述复眼透镜以可拆卸形式设置在所述准直透镜的出光端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022135573.9U CN213118739U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Led透镜组合结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022135573.9U CN213118739U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Led透镜组合结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213118739U true CN213118739U (zh) | 2021-05-04 |
Family
ID=75665257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022135573.9U Active CN213118739U (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Led透镜组合结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213118739U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024051640A1 (zh) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种调焦射灯 |
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2020
- 2020-09-25 CN CN202022135573.9U patent/CN213118739U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024051640A1 (zh) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 苏州欧普照明有限公司 | 一种调焦射灯 |
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