[实用新型]一种防止眩光的透镜

说明书

本实用新型公开了一种防止眩光的透镜，包括一个轴对称的镜体，沿对称轴的上下方向对向设置有出光面和入射光腔，入射光腔向内凹入镜体，出光面的直径大于入射光腔；镜体以对称轴为中心沿径向向外扩展，形成镜体的侧面，镜体的侧面在入射光腔一端与出光面一端之间过渡，所述透镜侧面为反射面，所述入射光腔的内壁为入射面；所述LED光源与对称轴的交叉点为原点，从原点发出的光线射至入射面时，未射入镜体内的损耗光线，被入射面直接反射至光腔下方之外。本实用新型的透镜大大消除了透镜的眩光。

技术领域

本实用新型属于LED光学系统配件的技术领域，具体涉及一种防止眩光的透镜。

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，形成作为一个有一定宽度的封装件，该封装件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。

随着人们对光学要求的提升，除了被照面的均匀性以外，开始逐渐关注眩光的控制，特别是控制从透镜发光面发出的大角度光线。通过反射型透镜的方式对LED光源进行二次配光，可以实现准直照射的照明效果功能，例如舞台射灯，准直照明的出射角度越小越好，但为了做到更小的角度出射，透镜的高度往往会被做的很高，且从光源中部发出的很多光线无法利用，大大限制了反射器的应用范围。如何设计紧凑且如何控制眩光的光学透镜是当前热门的开发领域。

当前一种现有的技术，可以实现紧凑薄型的透镜设计，即利用基于“折射-全反射-反射 -折射”光路的光学透镜结构。然而，这种结构的第一个折射面(入光面)会产生菲涅尔损耗的杂光，如图1所示，图1入射面菲涅尔损耗的光线进入对面的入射面，这种杂光的光通量占比很小(通常小于4％)，但无法消除，从透镜出射的时候会集中在透镜局部位置以比较大的角度出射，集中在较为集中的角度范围，如图2所示，这种光线会影响正常出射的光线的效率，同时，这种光线的光路会与主光斑的光路偏离很大，属于典型的杂光，会产生严重的眩光。

为了解决上述问题，有另一种现有技术，是利用在内腔插入消光柱的方式，用以遮挡该部分菲涅尔损耗的光线，使其不会反射至对面的入射面。但这种技术手段会阻挡正面出射的光；以及从光源发光面边缘部分侧向进入入射面的光线，降低了光效；更大问题在于，如果用于大功率的光源，该消光柱的吸光结构会吸收很多的光能，从而造成材料性能快速退化甚至融化，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，设计一种新型的防止眩光的透镜。

为实现本实用新型目的所采用的方案为：

一种防止眩光的透镜，包括一个轴对称的镜体，沿对称轴的上下方向对向设置有出光面和入射光腔，入射光腔向内凹入镜体，出光面的直径大于入射光腔；镜体以对称轴为中心沿径向向外扩展，形成镜体的侧面，镜体的侧面在入射光腔一端与出光面一端之间过渡，所述透镜侧面为反射面，所述入射光腔的内壁为入射面；

所述入射光腔的内壁下设有水平居中的LED光源，有LED光源的第一部分光线自上端入射面射入镜体内，然后射至出光面，被出光面全反射后射至反射面的上端部分，再由反射面的上端部分反射至出光面，自出光面准直射出；另有LED光源的第二部分光线自下端入射面射入镜体内，然后被折射直接射至反射面的下端部分，再由反射面的下端部分反射至出光面，自出光面准直射出；

所述LED光源与对称轴的交叉点为原点，从原点发出的光线射至入射面时，未射入镜体内的损耗光线，被入射面直接反射至光腔下方之外。

优选的，所述损耗光线被首次反射后，不会与入射面再次相交。

优选的，所述入射面为一个圆弧面，其圆心和所述原点的距离与镜体直径的比值介于 0.25和0.45之间，圆心与原点的连线与水平面的夹角介于45度和60度之间。