CN113885107A - 一种增大水平角度的光学透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增大水平角度的光学透镜，包括出光部；出光部具有入射平面以及出光面；入射平面垂直于水平面；出光面与水平面相交形成第一曲线，第一曲线具有全反射段以及与全反射段相邻的折射段，从入射平面射入的光至少有部分在全反射段进行全反射，并在全反射后通过相邻的折射段射出；出光面与竖直面相交形成第二曲线，竖直面分别与入射平面以及水平面垂直，第二曲线向远离入射平面的方向凸出。本发明的增大水平角度的光学透镜，其能解决目前SMD户外显示屏在垂直(上下)方向上光利用率不高，但使用普通凸透镜后，水平(左右)方向的可视角度又偏小的问题。

Description

一种增大水平角度的光学透镜
技术领域
本发明涉及一种光学透镜，尤其涉及一种增大水平角度的光学透镜。
背景技术
市场上常用的SMD类显示屏，其在水平(左右)方向和垂直(上下)方向上的可视角度基本是一致的，大约为120°。当SMD类显示屏在户外使用时，在垂直(上下)方向上，一些大角度的光将会射向空中，这样造成一定程度的光污染，影响周边高楼层居民的生活。目前，为了解决这个问题，常见的做法是，在显示屏面罩上增加垂直(上下)方向的挡光檐，或者使用凸透镜来改变垂直(上下)方向的可视角。简单粗暴的使用挡光檐阻碍光线的传播，会使得一部分向上传播的光未被利用，造成一定程度的浪费。而利用凸透镜的聚光作用，可以使得垂直(上下)方向上的可视角度变小(可以降低至60°左右)，且不会降低光线的利用率，但使用透镜的聚光作用同时也会使得水平(左右)方向上的可视角度变小，这样小的水平可视角度，使得该显示屏只能在特定的场合使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种增大水平角度的光学透镜，其能解决目前SMD户外显示屏在垂直(上下)方向上光利用率不高，但使用普通凸透镜后，水平(左右)方向的可视角度又偏小的问题。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种增大水平角度的光学透镜，包括：出光部；所述出光部具有入射平面以及出光面；所述入射平面垂直于水平面；所述出光面与水平面相交形成第一曲线，所述第一曲线具有全反射段以及与所述全反射段相邻的折射段，从所述入射平面射入的光至少有部分在全反射段进行全反射，并在全反射后通过相邻的折射段射出；所述出光面与竖直面相交形成第二曲线，竖直面分别与所述入射平面以及水平面垂直，所述第二曲线向远离所述入射平面的方向凸出。
进一步地，所述出光部的入射平面上还连接有导光柱，所述导光柱靠近所述入射平面一端的横截面面积大于所述导光柱远离所述入射平面一端的横截面面积，所述入射平面的面积是导光柱靠近所述入射平面一端的横截面面积的1.2-60倍。
进一步地，所述导光柱靠近所述入射平面的一端设置有向下延伸的延伸部，所述导光柱侧壁的锥度为0.1-10°。
进一步地，所述延伸部具有向下倾斜的斜面、阶梯面或锯齿面，所述斜面与导光柱下侧的侧壁的夹角为0-60°。
进一步地，所述导光柱与所述延伸部一体成型。
进一步地，所述导光柱与所述入射平面之间还设置有光路部，所述光路部的长度在0-10mm之间。
进一步地，所述导光柱的横截面呈矩形或梯形。
进一步地，所述导光柱的形心在所述出光部的形心的上方。
进一步地，所述第一曲线的全反射段与折射段的数量为多个，且所述第一曲线的多个全反射段与折射段关于所述出光部形心的竖直平面对称。
进一步地，所述导光柱、光路部以及出光部一体成型。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：出光面与水平面相交形成第一曲线，第二曲线具有全反射段与折射段，这样一来可以使得从入射平面进入的水平方向的光线至少有部分能在全反射段进行全反射，在这个过程中，经过全反射的光线具有更大的出射角度，接着光线经过相邻的折射段射出，在折射段射出时，又会再一次的增大出射角度，从而使得水平方向上的可视角度变大；而出光面与竖直面相交形成第二曲线，第二曲线向远离入射平面的方向凸出，这样一来，可以使得从入射平面进入的垂直方向的光线向中间汇聚，从而让垂直方向上的可视角度变小，避免了光线在垂直方向利用率不高的问题。另外，本发明的增大水平角度的光学透镜需要安装在LED灯前方使用，从而可以对LED灯珠起到保护作用。
附图说明
图1为本发明增大水平角度的光学透镜的主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为光线①②③在导光柱、光路部以及出光部中的传播示意图；
图5为本发明增大水平角度的光学透镜的出光部的主视图；
图6为图5的俯视图。
图中：1、出光部；11、第一曲线；12、第二曲线；13、入射平面；2、导光柱；21、延伸部；3、光路部。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以用许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-3以及5-6所示，示出了本发明实施例提供的增大水平角度的光学透镜，其至少包括出光部1。出光部1具有入射平面13以及出光面；入射平面13垂直于水平面；出光面与水平面相交形成第一曲线11，第一曲线11具有全反射段以及与全反射段相邻的折射段，从入射平面13射入的光至少有部分在全反射段进行全反射，并在全反射后通过相邻的折射段射出；出光面与竖直面相交形成第二曲线12，竖直面分别与入射平面13以及水平面垂直，第二曲线12向远离入射平面13的方向凸出。
出光面与水平面相交形成第一曲线11，第二曲线12具有全反射段与折射段，这样一来可以使得从入射平面13进入的水平方向的光线至少有部分能在全反射段进行全反射，在这个过程中，经过全反射的光线具有更大的出射角度，接着光线经过相邻的折射段射出，在折射段射出时，又会再一次的增大出射角度，从而使得水平(左右)方向上的可视角度变大；而出光面与竖直面相交形成第二曲线12，第二曲线12向远离入射平面13的方向凸出，这样一来，可以使得从入射平面13进入的垂直方向的光线向中间汇聚，从而让垂直(上下)方向上的可视角度变小，避免了光线在垂直方向利用率不高的问题。另外，本发明的增大水平角度的光学透镜需要安装在LED灯前方使用，从而可以对LED灯珠起到保护作用。
作为优选地实施方式，出光部1的入射平面13上还连接有导光柱2，导光柱2靠近入射平面13一端的横截面面积大于导光柱2远离入射平面13一端的横截面面积，入射平面13的面积是导光柱2靠近入射平面13一端的横截面面积的1.2-60倍。导光柱2用于将LED灯珠发出的光线导入出光部1中。而入射平面13的面积是导光柱2靠近入射平面13一端的横截面面积的1.2-60倍，可以使得LED灯珠发出的光线经过导光柱2的导光后能全部进入出光部1中，保证光线的利用率。
优选地，导光柱2靠近入射平面13的一端设置有向下延伸的延伸部21，导光柱2侧壁的锥度为0.1-10°。具体而言，延伸部21具有向下倾斜的斜面、阶梯面或锯齿面，当延伸部21具有向下倾斜的斜面时，斜面与导光柱2下侧的侧壁的夹角为0-60°。通过上述的设置方式，光线经过侧壁的反射后，以0-45°的角度进入出光部1。而斜面与导光柱2下侧的侧壁的角度为0-60°，这样可以使得垂直(上下)方向的光线有更大比例向下射出(人们观看户外LED显示屏时，更多的时候是在下方观看)，从而进一步提高光线的利用率。
优选地，导光柱2与延伸部21一体成型。通过一体成型的方式可以保证导光柱2与延伸部21结合在一起的结构强度，同时还可以节省工序。
优选地，导光柱2与入射平面13之间还设置有光路部3，光路部3的长度在0-10mm之间。通过设置光路部3，可以方便本发明增大水平角度的光学透镜的安装，即可以利用光路部3对整个光学透镜进行定位以及固定。
优选地，入射平面13呈圆形或椭圆形。当然本发明的增大水平角度的光学透镜对入射平面13的形状并不限定，此处只是列举常用的形状。
优选地，导光柱2的横截面呈矩形或梯形。
优选地，导光柱2的形心在出光部1的形心的上方。这样同样可以使得垂直(上下)方向的光线有更大比例向下射出(人们观看户外LED显示屏时，更多的时候是在下方观看)，从而进一步提高光线的利用率。
优选地，第一曲线11的全反射段与折射段的数量为多个，且第一曲线11的多个全反射段与折射段关于经过出光部1形心的竖直平面对称。本实施例中的全反射段与折射段的数量优选为两个，且相邻的全反射段与折射段与另一相邻的全反射段与折射段以经过出光部1形心的竖直平面对称设置。通过这样的设置方式，可以使得水平方向的光线在左边以及右边都能进行全反射以及折射，从而提高水平(左右)方向的可视角度。
优选地，导光柱2、延伸部21、光路部3以及出光部1一体成型。同样，此处的一体成型也可以保证本发明光学透镜的结构强度，同时还可以节省工序。
本发明的增大水平角度的光学透镜在使用是，光线的行进过程如下：
LED灯发出的光线进入导光柱2，光线经过导光柱2的侧壁反射后，以0-45°的角度进入光路部3，光线通过光路部3后，会继续以0-45°的角度通过入射平面13进入出光部1，此时会发生下面几种情况，参照图4：
(1)0-15°的光线射到a、b、c区域，此时光线会直接从出光部1折射出外界；
(2)15-35°的光线射到b区域，光线会发生一次全反射，然后从c区域折射出外界，从此处射出的光线能够达到50-65°，本发明能增大水平(左右)可视角度的原因便来自此处；还有一部分15-35°的光会射到c、d区域，这些光也会直接从出光部1折射出外界，有少部分光线的角度可以达到50°；
(3)35-45°的光射到d区域，这些光也会直接折射出外界，并且射出角可以达到50-65°。
下面通过光线①②③为例进行说明，参照图4：
光线①，在导光柱2中经过2次全发射后，以20°的入射角通过光路部3，当射出带出光部1时，光线先是射在b区域，此时与光线①与全反射段的夹角大于临界角，再次发生全反射，然后从c区域折射出去，折射角是67°。
光线②以7°的入射角直接穿过光路部3，光线②射在b区域然后就直接折射出外界。
光线③在导光柱2经过一次全反射后，以30°的入射角穿过光路部3，当光线③射到出光部1时，光线③先是射在d区域，经折射后以50°的出射角射出外界。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种增大水平角度的光学透镜，其特征在于，包括：出光部；所述出光部具有入射平面以及出光面；所述入射平面垂直于水平面；所述出光面与水平面相交形成第一曲线，所述第一曲线具有全反射段以及与所述全反射段相邻的折射段，从所述入射平面射入的光至少有部分在全反射段进行全反射，并在全反射后通过相邻的折射段射出；所述出光面与竖直面相交形成第二曲线，竖直面分别与所述入射平面以及水平面垂直，所述第二曲线向远离所述入射平面的方向凸出。
2.如权利要求1所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述出光部的入射平面上还连接有导光柱，所述导光柱靠近所述入射平面一端的横截面面积大于所述导光柱远离所述入射平面一端的横截面面积，所述入射平面的面积是导光柱靠近所述入射平面一端的横截面面积的1.2-60倍。
3.如权利要求2所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述导光柱靠近所述入射平面的一端设置有向下延伸的延伸部，所述导光柱侧壁的锥度为0.1-10°。
4.如权利要求3所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述延伸部具有向下倾斜的斜面、阶梯面或锯齿面，所述斜面与导光柱下侧的侧壁的夹角为0-60°。
5.如权利要求3所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述导光柱与所述延伸部一体成型。
6.如权利要求2所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述导光柱与所述入射平面之间还设置有光路部，所述光路部的长度在0-10mm之间。
7.如权利要求2所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述导光柱的横截面呈矩形或梯形。
8.如权利要求3所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述导光柱的形心在所述出光部的形心的上方。
9.如权利要求3所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述第一曲线的全反射段与折射段的数量为多个，且所述第一曲线的多个全反射段与折射段关于所述出光部形心的竖直平面对称。
10.如权利要求5所述的增大水平角度的光学透镜，其特征在于，所述导光柱、延伸部、光路部以及出光部一体成型。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214406A (ja) * 2001-01-14 2002-07-31 Sohei Suzuki 光路抑制レンズとこれを用いた集光装置
CN102818217A (zh) * 2012-09-11 2012-12-12 创高国际企业有限公司 一种二次光学透镜及其相关装置
CN104049366A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 精工爱普生株式会社 虚像显示装置
CN205037087U (zh) * 2015-09-15 2016-02-17 佛山市国星光电股份有限公司 一种发光装置
CN105423235A (zh) * 2015-10-30 2016-03-23 江西天同光电有限公司 一种平面透镜和基于该平面透镜的照明透镜装置
CN107702061A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 深圳市大族元亨光电股份有限公司 一种透镜组件及显示设备
CN109681793A (zh) * 2018-02-02 2019-04-26 全亿大科技（佛山）有限公司 透镜、导光罩及双面发光装置
CN209726096U (zh) * 2017-12-02 2019-12-03 广州市意顿光学设计有限公司 一种防止眩光的透镜
CN210271592U (zh) * 2019-08-09 2020-04-07 深圳市电明科技股份有限公司 一种透镜和显示屏
CN212483906U (zh) * 2020-06-16 2021-02-05 佛山市青松科技股份有限公司 一种增大水平角度的光学透镜

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214406A (ja) * 2001-01-14 2002-07-31 Sohei Suzuki 光路抑制レンズとこれを用いた集光装置
CN102818217A (zh) * 2012-09-11 2012-12-12 创高国际企业有限公司 一种二次光学透镜及其相关装置
CN104049366A (zh) * 2013-03-12 2014-09-17 精工爱普生株式会社 虚像显示装置
CN205037087U (zh) * 2015-09-15 2016-02-17 佛山市国星光电股份有限公司 一种发光装置
CN105423235A (zh) * 2015-10-30 2016-03-23 江西天同光电有限公司 一种平面透镜和基于该平面透镜的照明透镜装置
CN107702061A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 深圳市大族元亨光电股份有限公司 一种透镜组件及显示设备
CN209726096U (zh) * 2017-12-02 2019-12-03 广州市意顿光学设计有限公司 一种防止眩光的透镜
CN109681793A (zh) * 2018-02-02 2019-04-26 全亿大科技（佛山）有限公司 透镜、导光罩及双面发光装置
CN210271592U (zh) * 2019-08-09 2020-04-07 深圳市电明科技股份有限公司 一种透镜和显示屏
CN212483906U (zh) * 2020-06-16 2021-02-05 佛山市青松科技股份有限公司 一种增大水平角度的光学透镜

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