本发明涉及led照明应用技术领域,具体是一种对led光源进行小角度配光,得到较为均匀照度分布的led光源单透镜。
背景技术:
led光源直接发射的光的角度(取半角50%中心光强角)一般在120-140度之间。光通过传统透镜后,发光角度在30度左右。led在很多应用场合被要求小角度配光。由此人们也专门设计出小角度透镜。但在实际应用中发现这种透镜虽符合角度要求,但在有效照明区域内,光照度分布极不均匀。中心部分的光强往往是靠近边缘的4倍以上。即使在中心增加凸透镜结构,效果也并不明显。
菲涅尔透镜,简单的说就是在透镜的一侧有等距的齿纹。通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光带通(反射或者折射)的作用。菲涅尔透镜是透镜的一个分支,由于它同其他的透镜相比,具有体积小,重量轻,结构紧凑的优点,同时它拥有不逊于其它透镜的良好聚光性和成像性能,因此在国防、航空、空间、工业生产和民用等各个领域获得广泛的应用。但是相对于传统的led透镜,其透光率并不高。业内较好的菲涅尔透镜透光率仅85%,而比较传统的led透镜透光率一般都在92%以上。
技术实现要素:
为克服现有技术的不同,本发明的发明目的在于提供一种出光均匀的小角度led光源单透镜,以将led光源的光强/光照度分布集中在小角度范围内,且保证光强/光照度均匀。
为实现上述发明目的,本发明包括菲涅耳透镜、led单透镜及填充硅胶,菲涅尔透镜与led单透镜无缝贴合,内部缝隙由填充硅胶填充。
所述菲涅尔透镜为正菲涅尔透镜,菲涅尔透镜的焦距大于整个小角度led光源单透镜的长度,菲涅尔透镜的锯齿部分朝内。
所述led单透镜竖直剖面的上圆平面直径大于下圆平面直径;侧面由曲线绕中心线旋转一周而成;下圆平面挖了一个和匹配led光源尺寸相符的方形或圆形的孔。
所述填充硅胶的混合粘度小于3000cps,在100℃条件下为液态,其折射率大于等于1.51。
所述菲涅尔透镜与led单透镜材质为有机合成的透明材料,或分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物。
所述菲涅尔透镜与led单透镜材质为聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯。
本发明与现有技术相比,克服了传统led透镜和菲涅尔透镜的缺点,通过将传统的led透镜与菲涅尔透镜组合,之间填充硅胶,将光束的发光角度进一步减小,以达到8度-15度范围内,对应全角(取10%中心光强角)角度为10度-25度之间,来实现led光源的光强/光照度分布集中在小角度范围内,且光强/光照度均匀。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为本发明的分解图。
图3为本发明原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示,本发明包括菲涅耳透镜1、led单透镜3及填充硅胶2,菲涅尔透镜1与led单透镜3无缝贴合,内部缝隙由填充硅胶2填充。注塑成图1中阴影线部分。
所述菲涅尔透镜1为正菲涅尔透镜,菲涅尔透镜1的焦距大于整个小角度led光源单透镜的长度,菲涅尔透镜1的锯齿部分朝内。
所述led单透镜3竖直剖面的上圆平面直径大于下圆平面直径;侧面由曲线绕中心线旋转一周而成;下圆平面挖了一个和匹配led光源尺寸相符的方形或圆形的孔。
所述填充硅胶2的混合粘度小于3000cps,在100℃条件下为液态,其折射率大于等于1.51。
所述菲涅尔透镜1与led单透镜3材质为有机合成的透明材料,或分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物。
所述菲涅尔透镜1与led单透镜3材质为聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯
本发明透镜的原理如图3所示,led光源光线通过不同路径最终都以小角度光线出射。并且led的中心光束在菲涅尔透镜部分横截面被扩大,因此最强的中心光束强度、光照度变低,进而接近边缘光线的亮度。
本发明的中心光束与周围光束照度差值从传统的led透镜的3倍以上降至1.2倍左右,整体有效区域的能量达90%。