[发明专利]一种准直透镜

说明书

本发明公开了一种准直透镜，包括一围绕中心轴旋转对称的本体，本体底面的中心处设有一光腔，光腔的内壁面形成为光的入射面；本体的侧面自底面向上呈向外扩张的形状，形成为光的第二反射面；所述侧面上设有多个呈放射状均匀排列的齿，且所述侧面被经过中心轴的平面所截取的任一截线为直线；所述入射面被经过中心轴的平面所截取的曲线为驼峰状曲线，所述出射面被经过中心轴的平面所截取的曲线为马鞍形曲线。本发明设计了一种新的超薄型准直透镜，在满足准直效果要求以及超薄设计的前提下，将透镜的侧面采用直线齿状结构，使得在加工侧面时，降低侧面所需求的加工自由度，降低加工的复杂性，更有利于保证加工精度和加工成本。

技术领域

本发明属于LED光学系统配件的技术领域，具体涉及一种准直透镜。

背景技术

LED照明芯片已经是较为广泛应用的照明技术，LED芯片经过初步的封装后已经完成了初次配光，由封装组件完成，初次配光后具有一定的随机设计的发光角度，在应用于照明灯具上时，往往还需要再次配光，即二次配光，以根据具体照明场景的应用需求完成配光设计，比如室内照明、路灯照明、舞台照明、景观照明等。

随着需求的不断提高，在关注准直光学透镜的准直性能的情况下，对于透镜的尺寸和混色性能都提出了更高的要求。在紧凑型准直光学透镜解决方案中，基于双曲面同时设计的折射-全反射-反射-折射(RIXR)透镜是目前应用较为广泛的解决方案，但需要在透镜底部镀膜，存在镀膜效率不高、镀膜均匀性难以控制等问题，特别是塑胶材料经过高温镀膜工艺后，往往造成光学材料黄变等问题，影响透光率和可靠性，也大大增加了成本和工艺难度，也限制了该技术的应用。一种现有技术通过将反射面设置为齿状结构，将原本依靠镀膜的反射面改为两次全反射，省去了镀膜工艺的情况下还能实现混光(齿状结构参考图2所示)。

然而，该技术中齿状结构，为了不改变光路的准直性能，齿状面必须沿着曲线轮廓线各点正交的平面方向延伸，为了形成准直效果，该全反射面(镀膜面)原本是弧形面，即其沿径向方向的切面线是弧线，为了省去镀膜而将该面改为齿状，同时依然需要保持在径向方向的弧线形状，这种立体结构面的加工变得非常复杂，传统的加工设备几乎不能做到如此多自由度的精加工，即使采用最先进的加工设备，能够多自由度地实现加工，但是精度依然无法保证，极大地增加了加工难度和成本。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述问题，设计一种易加工的薄型准直透镜。

为实现本发明目的所采用的技术方案为：一种准直透镜，包括一围绕中心轴旋转对称的本体，本体底面的中心处设有一光腔，光腔朝向本体内部凹陷成型，光腔的内壁面形成为光的入射面；

本体的侧面自底面向上呈向外扩张的形状，形成为光的第二反射面；

本体的顶面形成为光的第一反射面和出射面，在本体内从入射面射至顶面的光被反射，而从第二反射面射至顶面的光被射出本体外；

所述侧面被经过中心轴的平面所截取的任一截线为直线，即侧面直线；

所述入射面被经过中心轴的平面所截取的曲线为驼峰状曲线，具体为，该曲线沿径向向外延伸的过程中，其曲线变化如下：

上升段，上升段的起始点斜率大于零，然后其斜率逐渐减小到零，

下降段，下降段的起点斜率等于零，与上升段末端平滑连接，然后其斜率逐渐变为负数值并在负数值范围内变化直至其曲线终点；

所述出射面被经过中心轴的平面所截取的曲线为马鞍形曲线，具体为，该曲线沿径向向外延伸的过程中，其曲线变化如下：

提升段，提升段的起始点斜率大于零，然后其斜率逐渐减小到零，

回落段，回落段的起点斜率等于零，与提升段末端平滑连接，然后其斜率减小为负数并在负数范围内继续减小直至其曲线终点；