本发明涉及光学透镜技术领域，尤其涉及一种发光二极管透镜及照明装置。
背景技术
现有技术中，大功率发光二极管是一种定向发光的点光源，需要使用光学透镜来定向改变光强分布曲线和改变光的走向，以达到有效应用目的，但同时光学透镜的设计会影响发光二极管的光源转换率，光学透镜的设计是要在有效应用和效率转换上实现最佳平衡，并且减少光不均匀的问题。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种发光二极管透镜。
一方面，为实现上述目的，本发明实施例提供一种发光二极管透镜，所述发光二极管透镜包括：
底面，所述底面上设有入光腔，所述入光腔的表面为折射入光面；
顶面，所述顶面为折射出光面，所述折射出光面为一弧面，所述弧面用于将所述入光面进入到所述透镜主体内的光线折射，使折射后的光线与所述底面所在的平面成一设定垂直角度，并从所述出光面射出。
根据本发明的一个实施例，所述设定垂直角度为0-90度的范围。
根据本发明的一个实施例，所述入光腔为一“人”字形形状的回转体。
根据本发明的一个实施例，所述入光腔回转体的母线为一斜率从所述底面到顶面方向逐渐增大的弧线。
根据本发明的一个实施例，所述透镜主体使用光学级聚碳酸酯或光学级聚甲基丙烯酸甲酯注塑而成。
本发明实例提供的发光二极管透镜，通过透镜主体上所述底面的”人”字形状入光腔将光源发出的光线引入透镜主体内，并通过所述弧面的出光面来改变光强分布和光的走向，实现水平方向360度，垂直0-90度的范围内的光强分布，同时提高光源转换率，减少光效损失。光源转换率更高。
另一方面，本发明还提供一种照明装置，包括：
上述的发光二极管透镜；
光源，所述光源设置在所述底面所在平面，且所述光源中心点位于所述入光腔回转体的轴线的位置；
导热基板，所述光源设置在所述安装在所述导热基板上；
导热基座，所述导热基板安装在所述导热基座内。
根据本发明的一个实施例，所述光源为单颗光源，所述单颗光源为点光源或者圆形面光源。
本发明实例提供的光源设置，通过上述发光二极管透镜上所述底面”人”字形状入光腔将光源发出的光线引入透镜主体内，并通过所述弧面的出光面来改变光强分布和光的走向，实现水平方向360度，垂直0-90度的范围内的光强分布，同时提高光源转换率，减少光效损失。光源转换率更高，使其灯具结构更简单。采用本发明的发光二极管透镜产品制成容易、光学设计灵活，可任意组合出用户对光强分布的要求，适合应用于航空障碍灯、停机坪助航灯等特种照明和信号灯。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发光二极管透镜透视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的发光二极管透镜剖面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的发光二极管透镜的从底面仰视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的发光二极管透镜的另一剖面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的照明装置的结构示意图。
附图标记：
透镜主体10；
顶面(出光面)101；
底面102；
入光腔1021；
入光面10211；
光源20；
导热基板30；
导热基座40。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
一方面，本发明实施例提供一种发光二极管透镜，参阅图1和图4，所述发光二极管透镜包括透镜主体10，所述透镜主体10包括：底面102和顶面101，所述底面102上设有入光腔1021，所述入光腔1021的表面为折射入光面10211；继续参阅图4，所述入光腔1021为一由底面102所在平面所截取的腔体。光源20设置在所述入光腔1021内，将所述光源20的中心点置于底面102所在平面内。光源20发出的光线la从所述入光面10211进入到所述透镜主体10内。由于所述光源20设置在所述入光腔1021内，所述光源20向周围射出的光线全部从所述入光面10211进入到所述透镜主体10内。
所述顶面101为折射出光面101，所述折射出光面101为一弧面，所述弧面用于将所述入光面10211进入到所述透镜主体10内的光线折射，使折射后的光线与所述底面102所在的平面成一设定垂直角度，并从所述出光面101射出。所述光源20发出的光线la从所述入光面10211折射成折射光线lb进入到所述透镜主体10内，由于所述顶面101为折射出光面101，且所述折射出光面101为一弧面，通过所述弧面可改变光线方向，使从所述弧面折射出来光线达到设定的配光角度。
继续参阅图4，所述设定垂直角度为0-90度的范围。由于折射入光面10211为内弧线，入射角大，折射出的光线与水平角度小，光线再通过折射出光面101进行折射，通过改变折射出光面101的曲率，便可实现的通过所述折射出光面101二次折射后的光线在垂直角度(光线射出方向与底面102所述在的平面之间的夹角)0-90度范围内可控。光线在垂直角度0-90范围内分布，满足标准和市场的对光线角度的特殊需求。
在本发明的一个实施例中，可采用发光二极管作为光源20。需要说明的是，所述“顶”、“底”、“侧”等方位指各个面之间的相对位置，而并非同于各个面在发光二极管透镜实际应用时的具体设置位置。
继续参阅图1、图2和图4，所述入光腔1021为一”人”字形形状的回转体。通过所述回转体，使得所述光源20发出的光线la在同一平面(xy平面)上的入光角度a一致，从而出光面101的折射光线lc以所述出光面101对中心点为轴心对称射出。
所述入光腔1021为一”人”字形形状，使得所述光源20射出的各方向上的光线la均可从所述入光面10211进行入到所述透镜主体10内，并通过所述出光面101折射后一设定的角度射出，减少光效损失。
继续参阅图4，所述入光腔1021回转体的母线为一斜率从所述底面102到顶面101方向逐渐增大的弧线。由于所述母线的斜率从底面102到顶面101方向逐渐增大，使得在z轴方向越远离所述光源20的光线经折射后，与底面所在平面夹角的角度相对减小。从而减小所述透镜主体10的厚度h。继续参阅图4，由于所述光源20发出的光线la2从越靠近所述顶面101，进入所述透镜主体10经折射后成折射光lb2便越远离所述底面102，才能被折射成折射光线lc2，当所述弧线斜率较大时，折射后光线lb2与水平方向的角度相对减小，使得所述透镜主体10的厚度h较小时也能满足对光线lb2的折射。
更加具体的，参阅图4，所述入光腔1021为内凹，且内侧形成一个折射入光面10211。所述折射入光面10211连接于底面102，折射入光面10211为内弧面。由于折射入光面10211为内弧线，入射角大，折射出的光线与水平角度小。所述入光腔1021在底面102形成“人”字形内弧线的折射入光面10211，光源20设置于所述入光腔1021底面102开口的中心位置，所述光源20反射光线通过所述入光面10211折射入光面10211，进入所述透镜主体10内。所述透镜主体10的厚可通过在底面102形成“人”字内弧线形状的开口所决定，“人”字内弧线形状越竖直，透镜主体10厚度越薄；同时“人字内弧线”形状每一段区域的曲率是控制光斑的均匀度。
在本实施例中，所述入光腔1021底面102开口的中心与底面102的中心重合，发光二极管设置于底面102所在的平面内中心。所述光源20为具有一定体积的发光光源20。在本实施例中，发光二极管可视为点光源20。
在本发明的一个实施例，所述透镜主体10使用光学级聚碳酸酯(pc)或光学级聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)注塑而成。通过用光学级聚碳酸酯(pc)或光学级聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，使得所述透镜有更好的透光性，减少光效损失。
另一方面，本发明还提供一种照明装置，包括：上述的发光二极管透镜、光源20，导热基板30和导热基座40；所述光源20设置在所述底面102所在平面，且所述光源20中心点位于所述入光腔1021回转体的轴线的位置；通过将所述光源20中心点设置在所述入光腔1021回转体的轴线的位置,使得所述光源20发出的光线la可均匀对称地从所述入光面10211进入所述透镜，并通过折射后从所述出光面101均匀射出。
所述光源20设置在所述安装在所述导热基板30上；所述导热基板30一方面用于对所述光源20进行安装，另一方面用于对所述光源20进行导热。
所述导热基板30安装在所述导热基座40内。所述导热基板30对所述光源20散发出来的光线进行导热，可将热量传导至所述导热基座40，从而对所述光源20散发出来的热量进行散热。
在本发明的一个实施例，所述光源20为单颗光源20，所述单颗光源20为点光源20或者圆形面光源20。所述光源20为点光源20或者圆形面光源20更好的射出相对均匀对称的光线。使得所述发光二极管透镜射出的光线更加的均匀对称。
本发明实例提供的光源20设置，通过上述发光二极管透镜上所述底面102的”人”字形状入光腔1021将光源20发出的光线引入透镜主体10内，并通过所述弧面的出光面101来改变光强分布和光的走向，实现水平方向360度，垂直0-90度的范围内的光强分布，同时提高光源20转换率，减少光效损失。光源20转换率更高，使其灯具结构更简单。采用本发明的发光二极管透镜产品制成容易、光学设计灵活，可任意组合出用户对光强分布的要求，适合应用于航空障碍灯、停机坪助航灯等特种照明和信号灯。
以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。