[实用新型]一种实现均匀矩形光斑透镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实现均匀矩形光斑的LED透镜，光源可以为点光源，也可以是扩展光源，特别是COB扩展光源。

背景技术

目前大部分封装工艺的LED出射光都为非均匀的圆形或者矩形光斑，这样的光斑肯定无法满足在道路照明、隧道照明、背光源、投影仪、汽车前灯等需要均匀矩形光斑的照明应用领域的需求，因此，对LED进行二次光学设计是非常有必要的。

然而目前行业中的大部分成矩形光斑的二次光学透镜都是针对路灯照明等远场照明应用来设计的，在远场照明中，光源面积相对于照射距离来说非常小，可以当作点光源来对待，从而进行透镜的光学设计。如专利申请号201010215196.8，名称为《LED透镜》的专利文献中所述的一款LED透镜所示，该实用新型专利的LED透镜为塑胶材料一体成型制成，该透镜包含一透光材质的本体、一出光部及入光凹部，但是在近场照明中，这种透镜结构就不适合了，近场照明中，目标面与光源的距离在                                                （A为光源的发光面积）的范围内，光源不可以再当作点光源来对待了，必须考虑到它的发光面积的影响。专利申请号200680010199.X，名称为《有利于背后照明的LED广角发射透镜》的专利文献公开了一款用于近场照明的LED发射透镜，该款透镜就是用在直下式LED背光照明应用领域中，但是该透镜形成的是圆形光斑，在LED背光照明应用中的混光效果不如矩形光斑的效果好，且有效扩展角度也不大，这即意味着在应用中不得不使用更多数量的光源来弥补其有效扩展角度不足的缺陷。

综上所述，设计一款应用在近场照明领域的成广角的均匀矩形光斑的透镜非常有必要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种扩展角度大、矩形光斑中各点照度的均匀性好的应用于近场照明的均匀光斑透镜。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种实现均匀矩形光斑透镜，所述透镜具有一底面，所述底面中央设有一凹面，为透镜的光线入射面；透镜具有两个或两个以上的光线出射面，负责出射不同角度的光线；透镜具有两个或两个以上的光线反射面，用来控制光线在透镜内部的方向；透镜的主体部分由透镜的底面、光线入射面、光线反射面及光线出射面共同包围的空间定义。

进一步作为优选的实施方式，所述光线入射面为球面或自由曲面或圆柱面或球面和圆柱面的组合曲面或自由曲面和圆柱面的组合曲面。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜的光线出射面由自由曲面拼接而成，负责不同角度光线的出射，通过调节其曲率参数可以控制光线的折射出射方向。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜的光线反射面由自由曲面拼接而成，负责控制水平角在α~90°范围内光线在透镜内部的方向，所述α的取值范围为30°＜α＜45°。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜各个面之间连接部位为连续过渡或者非连续过渡的自由曲面拼接而成。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜的应用光源为点光源或者扩展面光源。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜底部设有定位引脚，所述定位引脚设有定位孔或定位栓。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜由PC或PMMA或PP或ABS或PVC或玻璃材料制成。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜为单颗或阵列形式，透镜和光源对应关系为一对一或一对多或多对一关系。

本实用新型的有益效果是：本实用新型透镜改变了传统的LED透镜光线入射面的设计，通过在光线入射面上不同部位的不同曲率来控制入射光线的折射方向，提高了出光效率；进一步，光线出射面上包括直接折射透镜内光线的第一出射面和折射透镜内经全反射的光线的第二出射面，通过调节第一出射面和第二出射面的曲率参数，可形成均匀的矩形光斑，且有效扩展角度可达到120~160度，从而能以较少的光源和透镜数量达到更好的混光照明效果。

附图说明

图1是本实用新型透镜的结构示意图；

图2是本实用新型透镜的主向示意图；

图3是本实用新型透镜的侧面示意图；

图4是本实用新型透镜的仰视示意图；

图5是本实用新型透镜的光线分布示意图；

图6是本实用新型透镜不同角度光线的出射示意图；

图7是本实用新型透镜的立体结构示意图；

图8是本实用新型实施例中透镜的照度分布效果示意图；