[發明專利]一種LED二次光學透鏡

無效

• 申請號: 201110379815.1
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102401319A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 張道強
• 申請（專利權）人: 東莞市永興電子科技有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵

技術領域

本發明涉及LED燈二次光學透鏡，特別涉及一種呈方形光斑的LED二次光學透鏡。

背景技術

隨著LED制造技術的不斷進步，與傳統光源比，LED體積小，在許多應用場合甚至可以將其當做電光源來處理，這給燈具的光學設計帶來了很大的便利，同時，使用大尺寸傳統光源燈具中出現的光源遮擋與吸收作用也不存在了。目前大功率白光LED的光效已達到100lm/w，穩定的產品的光效也有90lm/w以上。這一光效使得LED進入普通照明成為可能，特別是在道路照明等屬于定向照明的領域已經逐步獲得應用，但是，由于目前LED的價格比傳統光源高得多，LED用于普通照明的推廣必須以提高LED照明系統的整體光效為前提，而這依靠提高LED燈的有效光利用率。

但就目前的LED路燈、LED隧道燈而言，LED工作時所產生的光束是前射方向性的，還存在光照范圍不大，光照強度在路面上分布不均勻的缺陷，從而在一定程度上限制了LED路燈、LED隧道燈的推廣應用。目前，一般使用LED一次配光光罩進行聚光和導光，根據LED光源出射角度設計LED一次配光光罩的配光曲線，以增加光學反射，提升LED光源的出光效果。但是，現有的LED一次配光光罩配光設計一般為光的分布中心對稱形，所投下的光斑的形狀為圓形。當LED燈成組使用時，LED布陣排列一般為四方連續形，圓形光斑相互之間接合在一起時，光照均勻度差，同時還有刺眼的眩光。

為了有效控制LED光束改善光罩的均勻度，提高光通量，這就要配之以輔助光學器件進行二次配光。目前在LED二次配光方面大多采用光杯、反光盤之類結構，以此改善LED光照均勻度，然而現有此類技術方案使得光束多次交叉反射或折射，光通量受到相當程度的衰減，影響LED的光照性能。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，提供一種LED二次光學透鏡，其結構簡單、設計合理，聚光效果好，在照射面形成一個照度均勻的方形光斑，可以有效提高光的利用率，從而達到節能的目的。

為達上述目的，本發明提供的一種LED二次光學透鏡，采用以下的技術方案：本發明包括入射面、全反射面和出射面，所述出射面為十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向結構相同圓滑過渡的凹面及處于水平方向和垂直方向的凹面之間的圓滑過渡的凸面構成；所述出射面設置于所述全反射面的正上方，所述全反射面呈椎體結構，覆蓋整個入射面。

進一步地，所述凹面（31）符合如下非球面方程光學公式，?

Z=非球面方程；

C代表：曲率半徑，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半徑；

K代表：圓錐系數，k=-e²；

C_2n代表：非球面系數，其中C₄=-1.0X10^-5~-7.0X10^-5，其余非球面系數C_2n的值均為零；

r²=x²+y²，其中x、y為坐標。

進一步地，所述凸面（32）符合如下非球面方程光學公式，?

Z=非球面方程；

C代表：曲率半徑，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半徑；

K代表：圓錐系數，k=-e²；

C_2n代表：非球面系數，其中C₄=-1.0X10^-6~-7.0X10^-6，C₆=-1.0X10^-7~-7.0X10^-7，其余非球面系數C_2n的值均為零；

r²=x²+y²，其中x、y為坐標。

進一步地，所述十字形曲面的中心部位為凹槽曲面，所述凸面從十字形曲面中心部位向外部方向逐漸凸起。

進一步地，所述入射面呈球面或平面。

進一步地，所述二次光學透鏡的光軸中心位置與LED光源芯片中心位置重合。

進一步地，所述全反射面底部設有LED光源槽。

進一步地，所述入射面與LED光源的外形尺寸精確定位。

進一步地，所述二次光學透鏡采用光學塑料一體注塑成型。