[发明专利]一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用将LED发出的光线汇聚成平行光的透镜，特别涉及一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜。

背景技术

最近几年，LED灯具运用的范围越来越多，包括照明领域和汽车信号灯领域，LED灯具具有节能，寿命长等一系列优势，LED发出的光线分布具有其独特性，传统灯泡作为一个点光源时，起光线分布在360°空间内，而LED作为点光源时发出的光分布在180°空间内，分布范围是传统光源的一半。要充分利用LED发出的光线，必须先将LED光线汇聚起来，这就需要进行二次配光设计，为了便于配光计算和设计，最好的方法是先将LED发出的光线汇聚成平行光，在得到平行光后，再对整个灯具配光，设计相应的透镜或者反射器来改变光线到需要的角度。因此，要提高LED的光利用率，必须先解决如何将LED发出的光线转变为平行光这个重要的问题。

图1a和图1b说明了传统的两种汇聚LED光线为平行光的方式：a.如图1a所示，设计一个抛物面腔体镀金属膜反光碗，将LED放置于抛物线的焦点A’处，根据抛物线交点处发出的光线射到抛物腔体上会被反射为平行光的原理，只有射到抛物腔体上的光线才会反射为平行光，可以看到中间α角内的光线没有射到抛物腔体上是不受控制的，无法加以利用，这些光线是浪费的；b.如图1b所示，设计一个菲涅尔透镜，将LED放置于透镜的焦点B’上，根据菲涅尔透镜将焦点上的发出的光线转变为平行光的原理，只有射到透镜上的光线会折射为平行光，可以看到β角度内的光线并不能折射成平行光加以利用，所以这些光线同样是浪费的。因此，现有技术中的聚光方式是无法将LED在180度内的光线都转变为平行光并加以利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜，能够将LED发出的光全部转变成平行光；还利用台阶环的结构减少了本发明的透镜壁厚，减少了材料的使用，并降低产品的加工工艺难度，从而大大提高了产品生产成本，提高了经济效益。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜，包含：

抛物面腔体，所述抛物面腔体的底部中心为抛物面腔体的抛物面的焦点；

水平镜面，所述水平镜面设置在抛物面腔体中，该水平镜面的外圆周、抛物面腔体的底部中心以及抛物面腔体的上边缘位于同一直线上；

圆弧镜面，所述圆弧镜面设置在水平镜面的上方，该圆弧镜面的外圆周、水平镜面的外圆周、抛物面腔体的底部中心以及抛物面腔体的上边缘位于同一直线上，该圆弧镜面表面设有若干个同心圆，该圆弧镜面与水平镜面构成菲涅尔透镜。

还包含：圆弧面，所述的圆弧面衔接水平镜面的外圆周与抛物面腔体的抛物面的下边缘，衔接后的水平镜面与圆弧面使得抛物面腔体的底部形成一个凹腔。

还包含：若干个台阶环，所述的若干个台阶环衔接圆弧镜面与抛物面腔体的上边缘，衔接后的圆弧镜面和抛物面腔体与通过圆弧面衔接的水平镜面和抛物面腔体的抛物面共同构成一个完整密闭的结构。

所述的圆弧面的圆心与抛物面腔体的底部中心重合。

所述的抛物面腔体的底部中心处放置LED光源，LED光源的光充斥所述的凹腔并射向圆弧面或水平镜面。

所述的抛物面腔体为镀金属膜的抛物面腔体。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、能够将LED发出的光全部转变成平行光；

2、台阶环的结构减少了透镜壁厚，减少了材料的使用，并降低产品的加工工艺难度，从而大大提高了产品生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1a为现有技术中的抛物面腔体镀金属膜反光碗的光路原理示意图；

图1b为现有技术中的菲涅尔透镜的光路原理示意图；

图2为本发明一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜的工作状态剖视图；

图3为本发明一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜的光路原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图2所示，一种将LED发出的光线全部汇聚成平行光的透镜，包含：抛物面腔体1、水平镜面2、圆弧镜面3；还包含：圆弧面1B和若干个台阶环4。