一种LED聚光透镜的制作方法

本实用新型涉及光学透镜技术领域，更具体地说，涉及一种LED聚光透镜。

背景技术：

现有大面积发光源LED产品，均采用的是底部LED光源，加上表面透镜的方式发光，不过采用这种发光方式，当需要将光线集中到一点时，就会面临一些不足。首先，需要将透镜的厚度增加，这就增加了透镜的重量，导致使用不方便，同时也浪费材料，增加成本；其次，不同位置的透镜需要集中到一点所需要的透镜角度不同，透镜角度的多样也使得设计难度增加；另外，需要将光源基板加大，这也将导致使用不方便，同时浪费材料的情况。

鉴于目前这种方式将光线聚集到一处产生的不足，需要设计一种简单实用的聚光装置来实现对光线的聚集。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种LED聚光透镜，实现对光线的聚集，同时简化设计难度，降低透镜厚度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种LED聚光透镜，其呈旋转体状，其包括若干个依次连接的呈环形的透镜单元，自所述LED聚光透镜的顶端至底端，所述各透镜单元的外径依次增大，所述各透镜单元在沿所述LED聚光透镜的旋转轴方向上呈阶梯状连接；所述透镜单元包括背向所述旋转轴的入射面、朝向所述旋转轴的全反射面及朝向所述LED聚光透镜顶端的出光面。

优选地，自所述LED聚光透镜的顶端至底端，所述若干个透镜单元的全反射面与所述旋转轴之间的夹角逐渐增大。

优选地，所述透镜单元还包括朝向所述LED聚光透镜底端的结构面，所述入射面、结构面、全反射面和出光面依次首尾相接使所述透镜单元的横截面呈类矩形。

优选地，所述结构面与所述全反射面之间的夹角θ为其中,n₁为所述透镜单元的折射率，n₂为空气的折射率。

优选地，所述LED聚光透镜的侧面轮廓呈朝所述旋转轴凹陷的凹弧形。

优选地，所述相邻的两透镜单元之间，一透镜单元的所述结构面与另一透镜单元的所述出光面相接。

优选地，所述LED聚光透镜的外径为50-100厘米，所述LED聚光透镜的焦距为80-150厘米。

优选地，所述LED聚光透镜的外径为62.8厘米，所述LED聚光透镜的焦距为100厘米。

优选地，所述LED聚光透镜包括至少两个呈扇环形的透镜模块，所述透镜模块呈环形阵列地拼接。

优选地，所述LED聚光透镜为一体成型结构。

本实用新型的有益效果是：本LED聚光透镜利用全反射透镜原理，可将环形排布的LED光源进行聚光；通过依次设置若干个呈环形的透镜单元，使透镜不仅能实现对光线的聚集，而且简化了透镜的设计难度，降低了透镜厚度，利用尽可能薄的材料，将环形排布的LED光源发出的光，经过各个全反射面后尽量集聚到同一个焦点；采用多个透镜单元拼接结构，达到将环形排布的LED光源达到聚光的目的。本实用新型操作方便，结构简单，使用效果好，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的LED聚光透镜的结构示意图。

图2为本实用新型的LED聚光透镜的最小全反射单位的示意图。

图3为本实用新型的LED聚光透镜工作原理示意图。

其中：1-入射面，2-结构面，3-全反射面，4-出光面，5-透镜单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本使用新型保护的范围。

请参阅附图1-3，本实施例的一种LED聚光透镜，其呈旋转体状，其包括若干个依次连接的呈环形的透镜单元5，自所述LED聚光透镜的顶端至底端，所述各透镜单元5的外径依次增大，所述各透镜单元5在沿所述LED聚光透镜的旋转轴方向上呈阶梯状连接；所述透镜单元5包括背向所述旋转轴的入射面1、朝向所述旋转轴的全反射面3及朝向所述LED聚光透镜顶端的出光面4。

基于上述技术特征的LED聚光透镜，利用全反射透镜原理，可将环形排布的LED光源进行聚光；通过依次设置若干个呈环形的透镜单元，使透镜不仅能实现对光线的聚集，而且简化了透镜的设计难度，降低了透镜厚度，利用尽可能薄的材料，将环形排布的LED光源发出的光，经过各个全反射面后尽量集聚到同一个焦点；采用多个透镜单元拼接结构，达到将环形排布的LED光源达到聚光的目的。本实用新型操作方便，结构简单，使用效果好，易于推广使用。

在本实施例中，自所述LED聚光透镜的顶端至底端，所述若干个透镜单元5的全反射面3与所述旋转轴之间的夹角逐渐增大。这种设计可以保证不同角度的入射光经过所述LED聚光透镜照射到所述全反射面3时满足全反射条件，从所述LED聚光透镜的出光面4射出，实现光线聚集的目的。

在本实施例中，所述透镜单元5还包括朝向所述LED聚光透镜底端的结构面2，所述入射面1、结构面2、全反射面3和出光面4依次首尾相接使所述透镜单元的横截面呈类矩形，从而保证透镜单元的整体性。所述结构面2与所述全反射面3之间的夹角θ为其中,n₁为所述透镜单元5的折射率，n₂为空气的折射率，保证了入射光能够从所述全反射面3全反射射出。

其中，由LED光源发出的光从所述入射面1进入，根据全反射条件，从光密介质进入光疏介质时入射角增大到某临界角时，会产生全反射，而所述LED聚光透镜的所述结构面2与所述全反射面3之间的夹角θ满足该全反射条件，所以当入射光到达所述全反射面3时，光线会发生全反射，并由所述出光面4射出。因此，由LED光源发出的光就形成了从所述LED聚光透镜的入射面1进入，经过所述全反射面3的反射，从所述出光面4射出的光路，实现了对光线的聚集。

本实施例中，所述相邻的两透镜单元5之间，一透镜单元5的所述结构面2与另一透镜单元5的所述出光面4相接，保证了透镜的整体性。同时，所述LED聚光透镜的侧面轮廓呈朝所述旋转轴凹陷的凹弧形。

本实施例中，所述LED聚光透镜的外径为50-100厘米，较佳地，所述LED聚光透镜的外径为62.8厘米。所述LED聚光透镜的焦距为80-150厘米，较佳地，所述LED聚光透镜的焦距为100厘米。

在本实用新型的一种实施例中，所述LED聚光透镜包括至少两个呈扇环形的透镜模块，所述透镜模块呈环形阵列地拼接。这种设计可以避免透镜过重移动不方便。在本实用新型的另一实施例中，所述LED聚光透镜为一体成型结构，以保证所述LED聚光透镜拼接的精度。

其中，在具体实施过程中，可以根据实际需要设计所述模块的大小，满足不同应用的需要。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。