[發明專利]涉及用于LED的光學透鏡的方法和裝置

在審

• 申請號: 201280030309.4
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103608715A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: L·G·L·拉克魯瓦
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B27/09;F21V5/04;F21V5/08;F21V7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;黃海鳴

技術領域

本發明基本上涉及一種光學透鏡。更具體地，這里所公開的各種發明方法和裝置涉及一種用于與至少一個LED結合使用以便提供非對稱的光線輸出模式的光學透鏡。

背景技術

數字照明技術，即基于諸如發光二極管(LED)的半導體光源的照明，為傳統的熒光、HID和白熾燈提出了一種可行的替換方式。LED的功能優勢和好處包括高的能量轉換和光學效率、耐久性、低操作成本等等。LED技術近期的發展已經提供了高效且魯棒的全光譜光源，其支持許多應用中的各種發光效果。如美國專利號6016038和6211626中詳細討論的，一些包含這些光源的器材以發光模塊為特征，其包括能夠產生例如紅色、綠色和藍色的不同顏色的一個或多個LED以及用于獨立控制LED的輸出以便生成各種顏色和顏色變化的發光效果的處理器。

許多整合有一個或多個LED的照明器材以一個或多個光學透鏡為特征，它們均提供在一個或多個LED上。例如，一些照明器材包括處于一個或多個LED上方的全內反射(TIR)準直器。TIR準直器包括反射內表面，其位于(多個)LED周圍以捕捉并基本上使得由此所發射的大部分光線準直。常規TIR準直器的反射表面通常是圓錐形的，其從拋物線、橢圓或雙曲線形的曲線所得出。所述反射表面被配置為使得其發生傾斜而為從(多個)LED入射于其上的大多數光射線提供高于臨界角的入射角度，因此使得所述反射表面經由TIR進行反射。

TIR準直器通常包括：第一折射表面，其包圍LED的發光部分并且對從LED所發出的光射線進行折射；包圍所述折射表面的反射圓錐表面；和提供在所述反射圓錐表面頂端的離去表面。從LED所發射的光線通過這樣的準直器的第一折射表面進行折射，在反射圓錐表面上(經由TIR)被反射，并且隨后通過離去表面進行折射而因此產生基本上準直的光線輸出。這樣的準直光線輸出通常是基本上對稱的，這在某些照明應用中可能是不希望出現的。例如，在照明器材關于所期望光線輸出目標偏離中心的照明應用中，對稱的光束模式會包含相當部分的錯過所期望光線輸出目標的光線和/或可能不均勻地照亮光線輸出目標。

因此，在本領域中需要提供一種用于結合至少一個LED使用以提供非對稱的光線輸出模式的光學透鏡。

發明內容

本公開針對一種用于可結合至少一個LED利用以提供非對稱光線輸出模式的光學透鏡的方法和裝置。例如，在一些實施例中，所述光學透鏡可以包括旋轉部分，其具有部分圍繞透鏡的光學軸線進行旋轉的外圓錐壁。所述光學透鏡還可以包括沿線性突出軸線從所述旋轉部分的末端進行延伸的突出部分。所述突出部分可以可選地具有如沿所述線性突出軸線所看到的基本上與TIR部分的末端處的外圓錐壁末端的輪廓相符的輪廓。諸如挖空、突起、帶角度表面、棱柱和/或凹槽之類的一個或多個表面特征可以被可選地應用于所述光學透鏡的外表面的多個部分。

基本上，在一個方面，提供了一種非對稱光學透鏡，其包括LED凹進，與所述LED凹進相交的光學軸線，以及垂直于所述光學軸線并且與所述LED凹進相交的突出軸線。所述光學透鏡還包括旋轉部分，其具有部分圍繞光學軸線旋轉的外圓錐壁。所述外圓錐壁包圍LED凹進的一部分并且被配置為對源自于LED凹進的入射于其上的大部分光線輸出進行內反射并使其準直。所述外圓錐壁在其末端定義了第一輪廓。所述光學透鏡還包括從所述外圓錐壁的末端進行延伸的突出部分。所述突出部分具有沿突出軸線的任意點觀看都基本上與所述第一輪廓的相對應部分相符的輪廓。

在一些實施例中，所述突出部分包括帶角度末端，其向上帶角度并且遠離LED凹進以使得所述突出部分沿光學軸線的高度隨著沿突出軸線而距旋轉部分的距離增加而減小。在那些實施例的一些變化形式中，突出部分沿光學軸線的高度隨著沿突出軸線而距旋轉部分的距離的增加而線性減小。

在一些實施例中，所述旋轉部分包括預定義的非平面上表面，其上具有光學配制(optical?prescription)。在那些實施例的一些變化形式中，所述光學配制包括至少一個基本上垂直于光學軸線和突出軸線的凹槽。在那些實施例的一些變化形式中，所述光學配制包括相對于光學軸線成銳角并且相對于突出軸線成鈍角的向上帶角度的表面。