本發(fā)明涉及一種光學(xué)透鏡，尤其涉及一種可提高光源的出光光線均勻度及利用率的光學(xué)透鏡以及具有所述透鏡的發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
：發(fā)光二極管(LightEmittingDiode，LED)是一種可將電流轉(zhuǎn)換成特定波長范圍的光電半導(dǎo)體元件。發(fā)光二極管以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅(qū)動簡單、壽命長等優(yōu)點，從而可作為光源而廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域。為了更好地利用發(fā)光二極管，業(yè)界通常在對發(fā)光二極管封裝后在其周圍包覆一透鏡對光進行二次光學(xué)校正。LED發(fā)出的光經(jīng)過透鏡內(nèi)部出射，大部份是由頂面及側(cè)面出射。但是，直接從側(cè)面出射的光無法被有效地利用。而且這些光線經(jīng)過外在環(huán)境再反射回來，與側(cè)面出射的光線疊合，可能會造成整體光斑亮暗不均勻，甚至有黃暈的情況產(chǎn)生。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，有必要提供一種提高出射光線利用率及出射光線均勻度的透鏡及具有所述透鏡的發(fā)光元件。一種透鏡包括底面、頂面以及側(cè)面。所述底面與頂面相對設(shè)置。所述側(cè)面連接在所述底面和頂面之間。所述底面中部朝所述頂面凹陷形成一凹槽。所述頂面朝底面方向凹入而形成凹曲面。所述凹槽包括頂部入光面和與側(cè)壁入光面。所述側(cè)壁入光面連接所述頂部入光面與所述底面。所述頂部入光面上設(shè)置有若干微結(jié)構(gòu)形成粗糙面。所述側(cè)壁入光面貼覆有反射膜。一種發(fā)光元件包括發(fā)光二極管光源及覆蓋所述發(fā)光二極管光源的透鏡。所述透鏡包括底面、頂面以及側(cè)面。所述底面與頂面相背設(shè)置。所述側(cè)面連接在所述底面和頂面之間。所述底面中部朝所述頂面凹陷形成凹槽。述頂面朝底面方向凹入而形成凹曲面。所述凹槽包括頂部入光面和與側(cè)壁入光面。所述側(cè)壁入光面連接所述頂部入光面與所述底面。所述頂部入光面上設(shè)置有若干微結(jié)構(gòu)形成粗糙面。所述側(cè)壁入光面鍍有反射膜。所述發(fā)光二極管光源位于所述凹槽中，所述發(fā)光二極管的光線光線經(jīng)由所述頂面反射或折射后出射至外界環(huán)境。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的發(fā)光元件中，由于透鏡頂面為凹曲面，底面凹槽包括頂部入光面和側(cè)壁入光面，所述頂部入光面上設(shè)置有若干微結(jié)構(gòu)形成粗糙面，所述側(cè)壁入光面鍍有反射膜，當(dāng)透鏡配合發(fā)光二極管光源時，發(fā)光二極管光源發(fā)出的光線僅經(jīng)由所述頂部光學(xué)面進入所述透鏡，進入透鏡的光線在頂部入光面鋸齒狀結(jié)構(gòu)及頂面凹曲狀結(jié)構(gòu)的共同作用下在透鏡內(nèi)進行多次反射與折射，避免了光線直接經(jīng)由側(cè)面出射，提高了發(fā)光二極管光源發(fā)出的光線利用率，并使得所述發(fā)光元件發(fā)出的光線分布均勻。附圖說明圖1為本發(fā)明一實施方式提供的發(fā)光元件的剖面示意圖。圖2為圖1中透鏡的剖面示意圖。圖3為圖2中頂部入光面的微結(jié)構(gòu)剖面示意圖。主要元件符號說明發(fā)光元件100基板10發(fā)光二極管光源20透鏡30底面31頂面32側(cè)面33凹槽35頂部入光面351微結(jié)構(gòu)352側(cè)壁入光面353反射膜354如下具體實施方式將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。具體實施方式請參閱圖1，為本發(fā)明發(fā)光元件100的第一較佳實施例，所述發(fā)光元件100包括一基板10、一發(fā)光二極管光源20及一覆蓋所述發(fā)光二極管光源20的透鏡30。所述基板10可以是覆銅基板、電路板等。本實施方式中，所述基板10為電路板。所述發(fā)光二極管光源20設(shè)置在所述基板10上。具體的，所述發(fā)光二極管光源20為成型的發(fā)光二極管封裝體。所述發(fā)光二極管光源20通過覆晶技術(shù)封裝在所述基板10上。在本實施方式中，所述發(fā)光二極管光源20為長方體結(jié)構(gòu)。所述發(fā)光二極管光源20的一面貼覆在所述基板10上并與之電性連接。所述發(fā)光二極管光源20的其余五個面均能發(fā)出入射光線。請參閱圖2，所述透鏡30包括底面31、頂面32以及連接在底面31和頂面32之間的側(cè)面33。本實施例中，所述透鏡30具有一個光軸OO’，且透鏡30沿所述光軸OO’呈軸對稱。所述透鏡30制作材料可以選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及玻璃等中的任意一種。所述發(fā)光二極管光源20設(shè)置在所述透鏡30的光軸OO’上。所述底面31設(shè)置在所述基板10上。具體的，所述底面31為平面，所述底面31中部朝所述頂面32凹陷形成一凹槽35，所述凹槽35可以為長方體、圓柱體等任何形狀。本實施方式中，所述凹槽35呈截頭圓錐體。所述凹槽35包括一個頂部入光面351及側(cè)壁入光面353。所述頂部入光面351位于凹槽35底部。述側(cè)壁入光面353位于所述凹槽35的側(cè)壁。所述側(cè)壁入光面353連接所述頂部入光面351與所述底面31。所述頂部入光面351與所述底面31相平行。請一并參閱圖2及圖3，所述頂部入光面351設(shè)置有若干微結(jié)構(gòu)352而形成粗糙表面。所述若干微結(jié)構(gòu)352呈圓環(huán)形鋸齒狀分布。所述多個圓環(huán)形鋸齒屬于同心圓，這些鋸齒狀同心圓構(gòu)成菲涅爾透鏡。每個圓環(huán)形鋸齒的形狀大小大致相同。每個鋸齒的頂角均設(shè)置為曲面，所述曲面半徑均大于0.2mm。所述側(cè)壁入光面353貼覆一層反射膜354，使所述發(fā)光二極管光源20所發(fā)出的光線無法經(jīng)由所述側(cè)壁入光面353出射至外界環(huán)境。所述反射膜354可以通過涂覆或電鍍的方式貼覆在側(cè)壁入光面353上。所述頂面32與所述底面31相背設(shè)置。所述頂面32朝所述底面31方向凹入而呈截面為倒“人字形”的凹曲面。所述凹曲面由不同曲率的弧形面平滑過渡而形成。所述凹曲面與所述頂部入光面351相背設(shè)置。所述凹曲面的面積大于所述頂部入光面351的面積。所述頂面32凹入的最低點高于所述凹槽35朝頂面32凹陷的最高點。根據(jù)光學(xué)需要，所述凹曲面的半頂角介于30度至60度之間，從而使進入透鏡30的部分光線在所述頂面32上直接折射至外界環(huán)境。所述側(cè)面33連接在所述底面31與頂面32之間。所述側(cè)面33與所述側(cè)壁入光面353相背設(shè)置。所述側(cè)面33的面積大于所述側(cè)壁入光面353的面積。所述發(fā)光二極管光源20所發(fā)出的部分光線經(jīng)所述頂面32反射后自所述側(cè)面33出射到外界環(huán)境,或者經(jīng)所述側(cè)面33反射回所述頂面32。請參閱圖1，組裝時，先將所述發(fā)光二極管光源20封裝并將其設(shè)置在所述基板10的中央位置；所述透鏡30的光軸OO’對準所述發(fā)光二極管光源20，用膠將所述透鏡30粘粘固定在所述基板10上，此時，使所述凹槽35覆蓋在所述發(fā)光二極管光源20的正上方，所述凹槽35與所述基板10形成一個密閉的容置空間。所述發(fā)光二極管光源20收容在所述容置空間內(nèi)。工作時，所述發(fā)光二極管光源20發(fā)出的光線經(jīng)由所述頂部入光面351進入透鏡30，射至側(cè)壁入光面353的光線經(jīng)由反射膜354反射(一次或多次)，最終也經(jīng)由頂部入光面351進入透鏡30。所述多個圓環(huán)形鋸齒狀結(jié)構(gòu)(菲涅爾透鏡)具有會聚收斂光線的作用(如圖3所示)，使大部分光線先射會聚收斂至所述頂面32再由所述頂面32折射至外界環(huán)境或反射至側(cè)面33。所述頂面32為凹曲面。由于控制光線入射至所述凹曲面的入射點及入射角度可以控制由所述凹曲面反射的反射光線的行經(jīng)路徑。入射光線經(jīng)所述頂面32的能增加反射光線的多次行徑路線，使光線大部分由所述頂面32及所述側(cè)面33中靠近所述頂面32的部分射出至外部環(huán)境，并且使出射光線的均勻化程度更高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的發(fā)光元件100中，由于透鏡30頂面32為凹曲面，凹槽35包括頂部入光面351和側(cè)壁入光面353，所述頂部入光面351上設(shè)置有若干微結(jié)構(gòu)形成粗糙面，所述側(cè)壁入光面353鍍有反射膜354，當(dāng)透鏡30配合發(fā)光二極管光源20時，發(fā)光二極管光源20發(fā)出的光線僅經(jīng)所述頂部入光面351進入所述透鏡30，進入透鏡30的光線在頂部入光面351鋸齒狀結(jié)構(gòu)及頂面凹曲面的共同作用下在透鏡內(nèi)進行多次反射與折射，避免了光線直接經(jīng)由側(cè)面33出射，提高了發(fā)光二極管光源20發(fā)出的光線利用率，并使得所述發(fā)光元件100發(fā)出的光線分布均勻?？梢岳斫獾氖牵瑢τ诒绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3