[发明专利]全反射光学结构及采用该全反射光学结构的LED透镜

说明书

技术领域：

本发明涉及透镜，具体涉及的是一种LED透镜，更进一步的说，是一种全反射光学结构及采用该全反射光学结构的LED透镜。

背景技术：

LED光源作为一种新的光源类型正在快速进入照明领域，相比于传统光源，LED具有高光学效率、低能耗长寿命的优点，在绿色低碳和节能减排方面具有鲜明的优势。

由于LED芯片发出的光呈近似朗伯体分布，因此不能满足人们正常生活条件下的使用，而透镜作为能够对LED发出的光进行重新分布的重要元件，得到大量的使用。LED透镜分为一次透镜和二次透镜，一次透镜封装在LED器件上，通常对LED发出的光进行初步的整形，而通过对二次透镜的设计，能够使灯具或者光源发出的光满足日常照明的需要。

随着人们对照明要求的提高，更高光学效率、更高亮度的LED光源显得尤为重要，如何能提高现有光源的光学效率和光学亮度成为光学设计的重点。由于LED照明光源的发展是依据替换传统光源的原则，因此LED光源及灯具的尺寸及电器结构需要与传统照明一致。在LED光源内部，LED芯片分布在一块PCB板上，在有限尺寸及空间如何对LED芯片进行有效排布是光源或者灯具设计的基本。

在现有的使用透镜的LED射灯中，透镜都是对分布在PCB板上的LED芯片进行单独地配光，即是一颗透镜对应一颗LED芯片，光源尺寸及透镜形状的限制，使得在透镜的排布不能有效地利用空间，也即是在有限的尺寸范围内不能排布更多的LED芯片。

发明内容：

为此，本发明的目的在于提供一种全反射光学结构及采用该全反射光学结构的LED透镜，以实现在有限的尺寸范围内排布更多的LED芯片，达到提升灯具整体光学性能，提高灯具光学设计自由度的目的。

为实现上述目的，本发明主要采用以下技术方案：

一种全反射光学结构，包括：

形成光出射面的基底端；

从基底端延伸，且围绕基底端中心垂直对称轴环绕形成的外曲面；

从外曲面延伸，与对称轴平行，且围绕对称轴环绕形成的折射面；

从折射面延伸，且围绕对称轴环绕形成的内曲面；

所述内曲面与折射面形成有用于安装光源的空腔。

优选地，所述基底端为平面或弧面。

优选地，所述外曲面从基底端延伸并向对称轴靠近。

优选地，所述光源位于内曲面的弧面外侧，且内曲面的弧面顶点、光源均在对称轴上。

一种全反射光学结构的LED透镜，由至少一个位于旋转轴一侧的全反射光学结构剖面围绕旋转轴旋转而成。

优选地，该LED透镜由一个位于旋转轴一侧的全反射光学结构剖面围绕该旋转轴旋转而成。

优选地，该LED透镜由两个位于旋转轴一侧的全反射光学结构剖面围绕该旋转轴旋转而成。

本发明LED透镜由全反射光学结构剖面围绕旋转轴旋转形成，其对应形成的透镜绕旋转轴的外侧有环形阵列光源，可形成带配光角度的模组。本发明在有限的尺寸范围内可排布更多的LED芯片，能够有效提升灯具整体光学性能，同时可以提高灯具光学设计的自由度。

附图说明：

图1为本发明全反射光学结构的剖面示意图。

图2为本发明LED透镜实施例一的剖面结构示意图。

图3为本发明LED透镜实施例一的俯视图。

图4为本发明LED透镜实施例一光源与透镜装配的俯视图。

图5为本发明LED透镜实施例二的剖面结构示意图。

图6为本发明LED透镜实施例二的光源与透镜装配的俯视图。

图中标识说明：全反射光学结构剖面1、基底端101、对称轴102、外曲面103、折射面104、内曲面105、空腔106、光源107、空腔108、旋转轴2。

具体实施方式：

为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

本发明的核心思想是：设计一种全反射的光学结构，并以该光学结构为基础单元，绕旋转轴旋转形成具有环形光源安装带的透镜，实现了LED光源对应在环形光源安装带中的自由设计安装，形成环形阵列光源，使有效安装面积中最大限度的安装多个光源，有效提升了灯具整体的光学性能。