阅读说明：本技术 一种三重微积分结构的小角度led透镜及其实现方法 (Small-angle LED lens with triple calculus structure and implementation method thereof ) 是由 方惊响 药左红 胡太荣 梁栋 于 2020-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了属于透镜技术领域的一种三重微积分结构的小角度LED透镜,包括透镜本体,透镜本体的出光面上设有密集的凹凸结构,透镜本体的进光口上设有若干层由外到内的光线收束杯体,若干个光线收束杯体的侧壁上均设有全反射片；本发明还公开了一种三重微积分结构的小角度LED透镜的实现方法。本发明光线经过进光口、光线收束杯体和出光面这三重微积分处理后,最终能得到角度小,光学效率高,中心光强高且均匀柔和的光斑。(The invention discloses a small-angle LED lens with a triple calculus structure, which belongs to the technical field of lenses and comprises a lens body, wherein an intensive concave-convex structure is arranged on a light emergent surface of the lens body, a plurality of layers of light beam converging cup bodies from outside to inside are arranged on a light inlet of the lens body, and total reflection sheets are arranged on the side walls of the light beam converging cup bodies; the invention also discloses a method for realizing the small-angle LED lens with the triple calculus structure. After light is subjected to triple calculus processing of the light inlet, the light beam converging cup body and the light emitting surface, light spots with small angles, high optical efficiency, high central light intensity, uniformity and softness can be finally obtained.)

一种三重微积分结构的小角度LED透镜及其实现方法

技术领域

本发明属于透镜技术领域，具体涉及一种三重微积分结构的小角度LED透镜及其实现方法。

背景技术

目前市场上有很多宣称小角度，高光强的小型灯具，如MR16，GU10灯装饰灯具，角度一般集中在15°，光强也不高。而且小灯具空间小，透镜设计过程中无法完成全部光线收束，存在严重漏光现象，导致整灯光学效率偏低，一般在86％左右。且由于是小角度设计，主光斑和副光斑分界线比较明显，光斑过硬，光斑效果差，无法满足现代人类的审美需求。

目前技术有以下缺陷：

1、光学空间小，角度偏大，无法真正做到10°小角度需求；

2、光斑硬，光斑与副光斑分界线清晰，光斑效果差；

3、整灯光学效率低，只有86％左右。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种三重微积分结构的小角度LED透镜，具有发光角度小，光学效率高，中心光强高且均匀柔和的光斑的特点。

本发明另一目的在于提供一种三重微积分结构的小角度LED透镜的实现方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三重微积分结构的小角度LED透镜，包括透镜本体，透镜本体的出光面上设有密集的凹凸结构，透镜本体的进光口上设有若干层由外到内的光线收束杯体，若干个光线收束杯体的侧壁上均设有全反射片。

作为本发明的优选技术方案，透镜本体为圆台形结构。

作为本发明的优选技术方案，透镜本体直径大的一面为出光面，透镜本体直径小的一面为进光口。

作为本发明的优选技术方案，密集的凹凸结构在出光面上呈辐射状设置。

作为本发明的优选技术方案，凹凸结构的截面为三角形结构。

作为本发明的优选技术方案，透镜本体上端的圆周设有圆环形边沿。

作为本发明的优选技术方案，若干个由外到内的光线收束杯体的深度依次减小。

作为本发明的优选技术方案，全反射片为若干层阵列结构。

在本发明中进一步地，所述的三重微积分结构的小角度LED透镜的实现方法，包括以下步骤：

(一)、通过第一重微积分对透镜本体的进光口进行处理，形成若干层由外到内的光线收束杯体；

(二)、通过第二重微积分对每层光线收束杯体的外壁进行处理，形成若干层阵列的全反射片；

(三)、通过第三重微积分对透镜本体的出光面进行处理，形成密集的凹凸结构；

(四)、密集的凹凸结构在出光面上呈辐射状设置。

在本发明中进一步地，所述的三重微积分结构的小角度LED透镜的实现方法，透镜本体为圆台形结构，透镜本体直径大的一面为出光面，透镜本体直径小的一面为进光口，凹凸结构的截面为三角形结构，透镜本体上端的圆周设有圆环形边沿，若干个由外到内的光线收束杯体的深度依次减小。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明透镜本体的出光面上设有密集的凹凸结构，密集的凹凸结构在出光面上呈辐射状设置，凹凸结构的截面为三角形结构，准直光线到达出光面后，辐射状凹凸结构将原本准直的光线进行交叉叠加处理，弱化原本由准直光线产生的光斑分界线，使光斑柔和；

2、本发明透镜本体的进光口上设有若干层由外到内的光线收束杯体，光源的朗伯型光线经过进光口，被光线收束杯体分割收束后，再射出出光面后形成小角度光斑，且进光口是扩大型，光线收束会很彻底，光学效率高达92％；

3、本发明若干个光线收束杯体的侧壁上均设有全反射片，到达每层光线收束杯体内的光线通过调整全反射片曲率，将原本为朗伯型的光线调整成准直光线，提高了光学系统的中心光强；

4、本发明光线经过进光口、光线收束杯体和出光面这三重微积分处理后，最终能得到角度小，光学效率高，中心光强高且均匀柔和的光斑。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖切结构示意图；

图3为本发明光线收束杯体准直光线走向示意图；

图4为本发明全反射片准直光线走向示意图；

图5为本发明凹凸结构光线走向示意图；

图中：1、透镜本体；2、出光面；3、凹凸结构；4、边沿；5、全反射片；6、进光口；7、光线收束杯体。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种三重微积分结构的小角度LED透镜，包括透镜本体1，透镜本体1的出光面2上设有密集的凹凸结构3，透镜本体1的进光口6上设有若干层由外到内的光线收束杯体7，若干个光线收束杯体7的侧壁上均设有全反射片5。

具体的，透镜本体1为圆台形结构。

具体的，透镜本体1直径大的一面为出光面2，透镜本体1直径小的一面为进光口6。

具体的，密集的凹凸结构3在出光面2上呈辐射状设置，凹凸结构3的截面为三角形结构。

通过采用上述技术方案，如图5所示，所有经过光线收束杯体7和全反射片5作用形成的光线以准直方式要通过出光面，出光面经过微积分处理，在平面上添加辐射状凹凸结构3，准直光线经过凹凸结构的对称斜面，准直的光线相互交叉，使原本明暗截止线比较明显的硬光斑改善成由里到外均匀分布的柔和光斑。

具体的，透镜本体1上端的圆周设有圆环形边沿4。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：具体的，若干个由外到内的光线收束杯体7的深度依次减小。

通过采用上述技术方案，如图3所示，进光口扩大，且光源射出的光线为朗伯型光线，能被足够大小的进光口所囊括收缩，可使整体光学效率达到92％，收缩的光线通过进光口，被微积分方式存在的各光线收束杯体7所微分分割，各分割光线先折射通过相应杯体内壁，到达侧壁后，根据全反射定律，经过侧壁的全反射，将光线以准直方式射向出光面，所有杯体上经过此方式形成的准直光线形成的是角度小，光学效率高但明暗截止线清晰的光斑。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于：具体的，全反射片5为若干层阵列结构。

通过采用上述技术方案，如图4所示，将每层光线收束杯体7侧壁都微分阵列成一系列的全反射片5，这些全反射片5将此杯体收缩的光线分割，然后单独调整全反射片的曲率，对相应分割到的光线进行准直调整，最对各全反射片的光线进行积分，从而达到提升光斑中心光强的作用。

进一步地，本发明所述的三重微积分结构的小角度LED透镜的实现方法，包括以下步骤：

(一)、通过第一重微积分对透镜本体1的进光口6进行处理，形成若干层由外到内的光线收束杯体7；

(二)、通过第二重微积分对每层光线收束杯体7的外壁进行处理，形成若干层阵列的全反射片5；

(三)、通过第三重微积分对透镜本体1的出光面2进行处理，形成密集的凹凸结构3；

(四)、密集的凹凸结构3在出光面2上呈辐射状设置。

综上所述，本发明透镜本体1的出光面2上设有密集的凹凸结构3，密集的凹凸结构3在出光面2上呈辐射状设置，凹凸结构3的截面为三角形结构，准直光线到达出光面2后，辐射状凹凸结构3将原本准直的光线进行交叉叠加处理，弱化原本由准直光线产生的光斑分界线，使光斑柔和；本发明透镜本体1的进光口6上设有若干层由外到内的光线收束杯体7，光源的朗伯型光线经过进光口6，被光线收束杯体7分割收束后，再射出出光面2后形成小角度光斑，且进光口6是扩大型，光线收束会很彻底，光学效率高达92％；本发明若干个光线收束杯体7的侧壁上均设有全反射片5，到达每层光线收束杯体7内的光线通过调整全反射片曲率，将原本为朗伯型的光线调整成准直光线，提高了光学系统的中心光强；本发明光线经过进光口、光线收束杯体和出光面这三重微积分处理后，最终能得到角度小，光学效率高，中心光强高且均匀柔和的光斑。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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说，其依然可以对前述各实施例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同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。