[發明專利]次級光學透鏡

無效

• 申請號: 201210372086.1
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103672731A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 蔣金波;江文達
• 申請（專利權）人: 創高國際企業有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;遲姍

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年9月5日申請的申請序列號為13/604,203的美國申請的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及洗墻燈的LED透鏡，更具體地，涉及被設計用于在小角度內均勻混合光束以在墻面上產生均勻照明和一致色溫的次級光學透鏡。

背景技術

洗墻燈一般是指用于照明大面積墻面的燈具。其主要用于外部建筑墻體的照明、景觀照明、廣告牌照明、文化設施照明等等。此外，其還廣泛用于諸如旅館大廳、舞廳和酒吧場所的氛圍照明。

近年來，LED洗墻燈已經廣泛應用于各種場所，并且涉及的范圍也變得越來越廣，例如從室內到室外和從局部照明到整體照明。此外，洗墻燈的應用水平處于連續強化和發展中。如果這些最近的趨勢持續，LED洗墻燈將很可能發展成照明工程不可或缺的部分。預期LED洗墻燈將發展成為小型、精致和體積輕便的，并且將主要基于大功率LED光源。通常，用長條(即，燈條)實施LED洗墻燈，長條具有線性地安裝在塑料外殼或類似裝置中的多個LED。

對于某些洗墻照明應用，需要為LED提供次級光學透鏡以根據某些所需的特性分布光束。次級光學透鏡的設計原理通常如下：全反射的準直透鏡首先用來將從LED射出的光束會聚成非常小的光束角，然后通過透鏡頂部的線形光分布曲面將光束以寬角度向墻面散射，而在垂直于墻面的方向上，非常小的光束角沒有改變。因此，大多數的光束可以聚集在墻面上。然而，傳統的次級光學透鏡的一個缺點是因為外表面的全反射曲面是光滑的，所以當LED芯片的熒光粉沒有均勻涂覆時，由于棱鏡色散效應，透鏡可能在墻面上的不同高度處產生不同的色溫。例如，在與LED光源相鄰的墻面上的較低高度處的顏色傾向于有點藍，而在較高墻體高度處的顏色傾向于有點黃。因而，需要一種LED洗墻燈透鏡，其可以將混合光束均勻混合在小角度內以在墻面上產生均勻照明和一致色溫。

發明內容

根據在此公開的一個方面，次級光學透鏡被提供用于LED洗墻燈。次級光學透鏡包括凹陷本體，具有從基面延伸到頂面的外表面，并且具有帶有鉆石紋理薄片反射圖案的外表面。此外，次級光學透鏡包括從凹陷本體的基面向上延伸的光入射表面和在凹陷本體的頂面的發光表面，光入射表面具有圓柱形入射面和在圓柱形入射面的頂部上的非球面入射面，發光表面具有正弦波形條紋紋理。

在另一個方面中，次級光學透鏡進一步包括與發光表面相鄰且具有至少一個定位銷的凸緣。

在另一個方面中，圓柱形入射面相對于次級光學透鏡的光軸具有范圍在1°和7°之間的拔模角。

在另一個方面中，圓柱形入射面構形成收集從位于非球面入射面下面的LED射出的相對于次級光學透鏡的光軸呈30°和90°之間的角度的光束，并且進一步構形成將光束折射到外表面。

在另一個方面中，鉆石紋理薄片反射圖案完全反射光束并且構形成以±3°-±5°的小角度范圍混合光束。

在另一個方面中，非球面入射面構形成收集從位于非球面入射面下面的LED射出的相對于次級光學透鏡的光軸呈0°到30°之間的角度的光束，并且進一步構形成會聚光束，和其中會聚的光束作為入射光束照射到發光表面上。

在另一個方面中，發光表面的正弦波形條紋紋理使光束垂直于條紋散射和分布，和其中輸出光束以大于45°至75°的范圍散布。

在另一個方面中，具有鉆石紋理薄片反射圖案的外表面從基面到頂面為0.5mm至5mm之間，和其中每個薄片平面的尺寸在更接近頂面的位置增大。

在另一個方面中，從位于非球面入射面下面的LED的中心點射出的光束在通過圓柱形入射面之后作為入射光束照射在鉆石紋理薄片反射圖案的薄片的中心點位置上，和其中反射之后的出射光沿著平行于次級光學透鏡的光軸的方向被準直并射出。

在另一個方面中，由圓柱形入射面折射的另外的光束作為另外的入射光束分別照射在鉆石紋理薄片反射圖案的薄片的上部邊緣點和下部邊緣點上，和其中反射之后的出射光束具有大約3°和5°之間的散射角。

在另一個方面中，非球面入射面構形成使從位于非球面入射面下面的LED射出的光束分布在0°到45°的范圍內。

在另一個方面中，非球面入射面包括光滑表面、磨砂表面、和具有光束混合效果的微透鏡陣列表面之一。

在另一個方面中，非球面入射面包括滿足下列條件的入射角θ1和對應的出射角δi：