[实用新型]一种小角度TIR透镜系统

说明书

本实用新型公开了一种小角度TIR透镜系统，包括TIR透镜和线光源，所述TIR透镜为具有碗状结构的旋转对称体，其底部向上凹陷，形成圆台形的凹坑，所述线光源位于凹坑底部；在所述凹坑的顶部设置为凸透镜，所述凹坑的侧面为透镜的折射面，所述TIR透镜的侧壁面为透镜的全反射面，所述TIR透镜的顶部平面为出光面。该透镜系统的线光源两个端点的光线以和TIR透镜的旋转对称轴相同的夹角出射，光线范围更集中，优化了配光角度；而且线光源的端点光线在光斑的投影范围一致，可相互混色，提高色度的空间均匀度。

技术领域

本实用新型涉及LED照明的技术领域，尤其是涉及一种小角度TIR透镜系统。

背景技术

TIR（Total Internal Reflection）透镜指利用内部全反射原理设计的透镜系统，因其高效聚光的特性得到广泛应用。

现有的小角度TIR透镜的设计中为了实现小角度的技术效果，不顾及光斑效果，这样会出现一个主光斑和一个明显的副光斑，而且色度空间不够均匀，一般光斑外围有明显黄斑，无法做到均匀混光。如果将光斑和混光效果做好，角度将变大，K值降低，中心光强变小。

而且现有的TIR透镜系统中，光源设计为点光源，但在实际应用中光源的具有一定的尺寸，当光源尺寸较大时，产生的误差较大，出来的配光角度也会偏大，中心光强和K值也会偏低。

为此，有必要设计出一种TIR透镜，使其配合光源形成系统，在实现小角度照明的同时也能实现整个光斑的均匀过渡，中心光强高。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种小角度TIR透镜系统，其包括小角度TIR透镜和线光源，线光源两个端点的光线以和TIR透镜的旋转对称轴相同的夹角出射，光线范围更集中，优化了配光角度；而且线光源的端点光线在光斑的投影范围一致，可相互混色，提高色度的空间均匀度。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种小角度TIR透镜系统，包括TIR透镜和线光源，所述TIR透镜为具有碗状结构的旋转对称体，其底部向上凹陷，形成圆台形的凹坑，所述线光源位于凹坑底部；在所述凹坑的顶部设置为凸透镜，所述凹坑的侧面为透镜的折射面，所述TIR透镜的侧壁面为透镜的全反射面，所述TIR透镜的顶部平面为出光面。

作为本实用新型的技术方案的进一步描述，所述线光源的光线一部分经由凹坑的侧面、TIR透镜的侧壁面和顶部平面出射；一部分经由凸透镜和顶部平面出射。

作为本实用新型的技术方案的进一步描述，所述线光源的光源端点的入射光线经过凹坑的侧面折射后，在TIR透镜的侧壁面交汇，之后全反射从顶部平面出射。线光源的两个端点的光线以与TIR透镜的旋转对称轴相同的夹角出射，根据边缘光线原理，光源其他范围内的光也位于该夹角范围内，因而光线范围更集中，配光角度可以做得更好。通过对光源边缘光线的控制，进而控制整个光斑的色度空间，避免光斑边缘出现黄斑的情况。

另外，线光源两个端点的光是与垂直轴相同的角度出射的，所以两个端点的光在光斑上的直径相同，避免两个端点的光投射到光斑上形成不同的两个光斑，这样可以提高照明均匀度，同时提高中心光强。

由于光源端点上的光线在光斑上的投影范围和直径一致，两个端点的光可相互重叠，进而可以相互混色，提高色度均匀度。

作为本实用新型的技术方案的进一步描述，所述凸透镜在面向凹坑的那一面为圆弧结构。在一定范围内，凸透镜圆弧结构的直径越小，光斑也越小；反之，圆弧的直径越大，光斑也越大。

作为本实用新型的技术方案的进一步描述，所述凹坑的截面为类梯形结构。

基于上述的技术方案，本实用新型取得的技术效果为：