本發(fā)明涉及LED照明技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種LED準(zhǔn)直透鏡。

背景技術(shù)：

LED作為一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，因其所具有的工作電壓低、功耗小、效率高、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背景光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。由于LED光源本身是一個(gè)近似的朗伯光源，其發(fā)光角度比較大，為了能夠提高LED的遠(yuǎn)射性能，令聚焦更準(zhǔn)確、減少光散射等，通常會(huì)利用具有自由曲面的二次光學(xué)透鏡來改善其出光效果，即：將透鏡和封裝后的LED配合使用。

現(xiàn)有的LED準(zhǔn)直透鏡多采用旋轉(zhuǎn)拋物線或者自由曲面做全反射面，在加工過程中會(huì)帶來一定的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有LED準(zhǔn)直透鏡多采用旋轉(zhuǎn)拋物線或者自由曲面做全反射面從而增加加工難度的問題，設(shè)計(jì)了一種新的LED準(zhǔn)直透鏡，即通過對(duì)透鏡內(nèi)部的折射部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓全反射面為完整的圓錐面。該透鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，準(zhǔn)直效果好，并可實(shí)現(xiàn)全角度的準(zhǔn)直效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利采用如下方案：

所述LED準(zhǔn)直透鏡本體是截頂圓錐體，并在頂部開有自由曲面槽。包括如下部分：出光平面、全反射面，自由曲面折射面。其特征在于所述出光平面為截頂圓錐體的底面；所述全反射面為截頂圓錐體的圓錐面，并且開口沿光軸出射方向逐漸增大；所述自由曲面折射面位于自由曲面槽內(nèi)，由自由曲面1和自由曲面2構(gòu)成：所述自由曲面1為自由曲面槽的上表面，并且是沿光軸內(nèi)凸的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述自由曲面2為自由曲面槽的側(cè)表面，并且關(guān)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。

其中，所述LED準(zhǔn)直透鏡的全反射面在光軸剖面上的直線段與光軸夾角為30°。

其中，自由曲面1和自由曲面2在軸向剖面上，自由曲面2由自由曲面1繞光源所在位置為原點(diǎn)逆時(shí)針旋30°得到。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的三維透視圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

如圖1所示，所述LED準(zhǔn)直透鏡本體是截頂圓錐體，頂部開有內(nèi)凸自由曲面槽。包括出光平面、全反射面，自由曲面1和自由曲面2。其中，出光平面為截頂圓錐體的底面；全反射面為截頂圓錐體的圓錐面，并且開口沿光軸出射方向逐漸增大；自由曲面1為自由曲面槽的上表面，并且是沿光軸內(nèi)凸的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)；自由曲面2為自由曲面槽的側(cè)表面，并且關(guān)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。

如圖2所示，所述LED準(zhǔn)直透鏡剖面的全反射面4與主光軸a的夾角為30°。LED發(fā)出的一部分發(fā)散角為0°～30°的光線經(jīng)過自由曲面1折射后，沿著主光軸a平行出射；LED發(fā)出的另一部分發(fā)散角30°～90°的光線經(jīng)過自由曲面2后，光線全部沿著與主光軸方向呈60°的方向出射，經(jīng)過全反射面4準(zhǔn)直。最終實(shí)現(xiàn)全角度光線的準(zhǔn)直效果。

其中，所述LED準(zhǔn)直透鏡的LED光源放置位置是透鏡底部所在平面的幾何中心處。

其中，所述LED準(zhǔn)直透鏡所采用的材料為亞克力材料，折射率為1.49。

其中，所述LED準(zhǔn)直透鏡的全反射面在光軸剖面上的長(zhǎng)度要滿足與光軸呈30°的光線經(jīng)過自由曲面折射面后，恰好能夠經(jīng)過全反射面。

其中，所述LED準(zhǔn)直透鏡自由曲面2是由自由曲面1以光源所在位置為原點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°而來；自由曲面3是由自由曲面1以光源所在位置為原點(diǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°而來。