[實用新型]一種光束角可調的混光透鏡

有效

• 申請號: 201220465400.6
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN202769543U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 甄何平;蔣金波
• 申請（專利權）人: 北京星光影視設備科技股份有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;賈興昌

技術領域

本實用新型涉及一種混光透鏡，尤其涉及一種用于多芯片LED、光束角可調的混光透鏡，屬于光學技術領域。

背景技術

傳統的混光透鏡多數為結構簡單的平凸或雙凸的聚光透鏡，沒有全反射的設計。這種透鏡只能用于調整單芯片LED的出光角，使之在某些位置照射出均勻的光斑。當該混光透鏡用于多芯片LED時，由于凸透鏡的成像效應，光斑會呈現出多個規則排列的方格影子，而當用于由紅、綠、藍芯片組成的三基色LED時，則會投射出含有不種顏色色塊的光斑，非常不美觀。為此，需要通過一種光束角可調的混光透鏡來完成光束角的調整，使多芯片LED可以照射出均勻的光斑。

現有技術中也有一些可調焦的混光透鏡使用了全反射的結構，如公告號為CN201637870U的中國實用新型中公開的一種光束角可調的全反射透鏡，包括中間聚光的凸透鏡、側面全反射的棱鏡、以及位于透鏡上邊緣的法蘭。其中，凸透鏡的上表面為非球面表面，下表面為環紋的菲涅爾面，棱鏡內凹的入射面為圓錐面，棱鏡外側面為曲面，棱鏡的上表面為二次曲面。該光束角可調的全反射透鏡通過中間聚光的凸透鏡和側面全反射棱鏡的的特殊形狀，使得光束角連續可調。

但是，在此類混光透鏡中，中間的聚光部分及外緣的全反射部分都是由光滑的曲面組成。當用于多色LED芯片時，由于凸透鏡的成像效應，依然會折射出多個方格影子或者不同顏色的色塊，無法達到均勻光斑的理想效果。此外，由于凸透鏡的像差，該類混光透鏡用于白光LED時，投射出來的光斑會有中間色溫高、邊緣色溫低的情況，在光斑邊緣存在黃圈。因此，此類混光透鏡仍然無法使多芯片LED的出射光斑達到均勻的效果，需要繼續改進。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種可以使多芯片LED照射出均勻光斑的混光透鏡。

為實現上述的目的，本實用新型采用下述的技術方案：

一種光束角可調的混光透鏡，包括位于透鏡中心區域的聚光部分和位于所述聚光部分外緣的全反射部分，其特征在于：

所述聚光部分的上表面是由多顆微透鏡組成的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列以光軸為中心依次向外逐層排列，同一層排列的多顆微透鏡等角度排列成圓形；

所述全反射部分的外側反射面是由多個多面體鱗片組成的鱗片面，所述鱗片面是由多個多面體鱗片沿著所述全反射部分的外表面從上到下逐層排列而成，同一層鱗片中的多個多面體鱗片等角度排列。

其中較優地，所述微透鏡具有相同的發散角，所述多面體鱗片具有相同的發散角；而且，所述微透鏡的發散角與所述多面體鱗片的發散角相同。

本實用新型提供了一種光束角可調的混光透鏡。該混光透鏡可以在改變光束角的同時，使得多芯片LED照射出圓形的、色溫比較均勻的光斑。此外，該混光透鏡中，聚光部分和全反射部分具有相同焦點和焦距，使得在改變光束角的過程中調焦一致，由聚光部分和全反射部分產生的光斑大小相同，在任何可調節的光束角范圍內，都疊加成均勻的光斑。

附圖說明

圖1為本實用新型所提供的混光透鏡的剖面示意圖；

圖2為圖1所示光束角可調的混光透鏡的正視圖；

圖3為圖1所示光束角可調的混光透鏡的俯視圖；

圖4為混光透鏡中全反射部分的混光原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術內容進行詳細說明。

如圖1至圖3所示，一種光束角可調的混光透鏡，包括位于透鏡中心區域的聚光部分1和圍設于聚光部分1外緣的全反射部分2。其中，當多芯片LED的發光面中心O點位于混光透鏡的焦點位置時，從多芯片LED的發光面中心O點發出的光，其與光軸OZ的夾角較小的光線，被中間的聚光部分1所收集，并進行會聚以及在發散角±Δθ的范圍內進行混光；其與光軸OZ的夾角較大的光線，被外緣的全反射部分2收集，也進行會聚以及在發散角±Δθ的范圍內進行混光。

其中，聚光部分1呈圓形，包括上表面3和下表面10（見圖1）。聚光部分1的上表面3呈球面或圓弧形，聚光部分1的下表面10為球面、圓弧形或者環形的菲涅爾面。全反射部分2包括內側入光面9、外側反射面4和上側出光面8（見圖1），全反射部分2的內側入光面9為圓錐面或者柱面，外側反射面4為圓弧形的全反射面，上側出光面8為圓弧狀的出光面。從而，在該混光透鏡的底部形成一個由聚光部分1的下表面10和全反射部分2的內側入光面9組成的統一入光面，在該混光透鏡的頂部形成一個由聚光部分1的上表面3和全反射部分2的上側出光面8組成的統一出光面。