[发明专利]一种LED透镜

说明书

技术领域

    本发明公开一种光学器材，尤其是一种LED光学透镜。

背景技术

LED由于具有发光效率高、使用寿命长、节能环保等优点，近年来已逐渐取代传统白炽灯、卤钨灯、日光灯管及冷阴极荧光灯等，在照明领域和液晶显示背光源方面得到越来越广泛的应用。

在照明领域，LED照明目前被广泛应用于投射灯、泛光灯、球泡灯、灯管及天花灯等。对于LED天花灯，目前的技术方案主要有两种：一是采用功率型侧光式LED加漫反射和光扩散板的形式，二是采用直下式密集排列小功率LED加光扩散板。前者的优点在于所用LED数量较少，制造工艺相对简单，但缺点是系统光效相对较低，而且较难实现照度均匀化；后者的优点在于比较容易实现照度均匀化，但同样存在制造工艺相对复杂、制造成本相对较高的缺点。采用直下式功率型LED来设计平面照明光源，由于单个LED的光通量较高而LED的间距较大，仅采用加光扩散板的方式同样难以实现其照度的均匀化。因此对于LED平面灯来讲，有必要设计一种光学结构来改善直下式功率型LED平面灯的照度均匀性，同时通过这种光学结构还可以减小LED平面灯的厚度。

在液晶显示LED背光源方面，现有技术中一般采用侧发光方式，即LED位于显示屏的边缘，通过导光板使LED发出的光散布到整个屏幕。这种侧光式LED背光源的优点在于整个背光源容易做得较薄，但缺点是其亮度不够均匀，而且难以实现大尺寸背光。

最近发展起来的直下式LED背光源，由于容易实现大尺寸背光且具有更高的光效，将逐渐取代侧光式LED背光源而应用于液晶显示。对于直下式LED背光源，目前比较普遍的技术方案是采用密集排列的小功率白光LED，其优点在于每个LED的光通量较低且LED的间距较小，通过外加光扩散板或光学膜片的方式比较容易实现背光源的亮度均匀化。这种技术方案的缺点在于LED数量众多，制造工艺相对复杂，制造成本相对较高。

采用功率型LED替代小功率LED应用于液晶显示背光源，由于可以减少LED的数量，不仅可以减少PCB的使用量，还可以简化制造工艺，因此有望较大幅度地降低背光源的制造成本。但是采用功率型LED作为液晶显示的背光源，由于单个LED的光通量相对较高，而LED的间距相对较大，仅仅采用外加光扩散板或光学膜片的方式难以实现其亮度均匀化，因此设计一种光学结构来改善功率型LED背光源的亮度均匀性是实现LED背光源广泛应用的行之有效的技术途径。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的LED光束相对比较集中以至于在直下式LED背光源和直下式LED平面灯应用中容易导致亮度不均匀，以及LED通过光学透镜后容易出现色度分布不均匀的问题，本发明提供一种新型LED透镜。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种LED透镜，透镜包括透明材质制成的本体，本体一侧为出光部，另一侧为入光凹部。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：所述的出光部的外形呈中间凹主体凸的非球形旋转对称，并具有一个呈自由曲面的出光表面。

所述的出光部的轴切面由中间至外侧呈弧形分布，将其进行旋转形成出光部。

所述的出光表面可以进行粗化处理。

所述的粗化技术措施为包括喷砂、蚀纹或将其制作成微透镜阵列等。

所述的入光凹部具有呈自由曲面的入光表面。

所述的入光表面呈旋转对称。

所述的入光表面轴切面呈抛物线形。

所述的入光表面呈半椭球形。

所述的本体上入光凹部一侧可以设置三个或三个以上的定位柱。

本发明的有益效果是：本发明借由入光表面与出光表面的结构设计以及光学材质的选取，使得LED光源具有适合背光源和平面灯的光强分布。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例一的立体图；

图2是本发明实施例一的底视图；

图3是本发明实施例一的剖面图；

图4是本发明实施例一的光强分布图；

图5是本发明实施例一的光形图。

图6是本发明实施例二的立体图；

图7是本发明实施例二的底视图；

图8是本发明实施例二X轴向剖面图；

图9是本发明实施例二Y轴向剖面图；

图10是本发明实施例二的光强分布图；

图11是本发明实施例二的光形图。