[發明專利]用于LED燈具的二次光學透鏡無效

申請號：	201310302058.7	申請日：	2013-07-18
公開（公告）號：	CN103438399A	公開（公告）日：	2013-12-11
發明（設計）人：	陳文進;汪樂;宋姚;王偉	申請（專利權）人：	浙江中博光電科技有限公司
主分類號：	F21V5/04	分類號：	F21V5/04;F21Y101/02
代理公司：	浙江英普律師事務所 33238	代理人：	陳小良
地址：	310023 浙江省杭州市余***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于 led 燈具二次光學透鏡
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種用于LED燈具的二次光學透鏡，特別是一種用于改善LED燈具空間色度一致性的復合式TIR二次光學透鏡，用于將LED光源發出的光線在空間進行兩次重新分布。

背景技術

近年來，隨著半導體技術的快速發展，功率型LED的發光效率已經取得了顯著的提高，消費者對照明燈具要求也逐漸由追求高亮度轉向光品質上來，空間色度一致性是LED燈具的一項重要指標。目前市場上的大多數LED燈具的光效尚可達到相關標準要求，但是空間色度一致性卻遠達不到標準要求。國內目前還沒有LED燈具空間色度一致性相關的研究，美國Energy?Star?V1.0對出口到其國內的LED球泡燈明確要求空間色度一致性u’、v’<0.004。該系統旨在通過不額外增加元器件，只通過改變現有TIR透鏡結構的方法來改善燈具的空間色度一致性。

目前采用的透射式透鏡，經過非球面技術設計的曲面光斑將會非常均勻，但因為透鏡直徑的局限性，透鏡側面的光線得不到充分利用(漏光)，一般應用在大角度燈具中。

但是現有技術中，尚沒有對空間色度一致性做出良好改善的透鏡結構，存在經過二次光學元件出射的光線顏色在空間分布不均勻的現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、空間色度一致性好、結構簡單易加工、成本低的用于LED燈具的二次光學透鏡。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是該用于LED燈具的二次光學透鏡，包括透鏡基體，所述透鏡基體上設置有總出光面、一次受光面全反射弧面、一次受光面下表面、一次出光面和圓周面，其結構特點是：所述的一次受光面全反射弧面、一次受光面下表面和一次出光面的內部設置有二次受光面全反射弧面、二次受光面下表面和二次出光面，所述二次受光面全反射弧面、二次受光面下表面和二次出光面的內部設置有二次受光面透光表面弧面，所述總出光面、一次受光面下表面、二次受光面下表面、一次出光面、二次出光面互相平行，所述一次受光面全反射弧面和二次受光面全反射弧面為曲面。

該二次光學透鏡在傳統的TIR透鏡基礎上增加了一層二次光學面，為一種復合式TIR透鏡，將受光面設計成三層凸形弧面和平面相結合的結構，光源發出的光線照射在二次光學透鏡的前級受光面上時，光線經過全反射和透射進行了初次分布，再經過后級受光面對光線進行再次分布，經過兩次復合的分布后，使得從光源發出的光線在空間再分布，不但提高了光線的利用率，最重要的是大大改善了光斑照度均勻性和空間色度一致性。

作為優選，本發明所述的二次受光面全反射弧面的曲率半徑大于一次受光面全反射弧面的曲率半徑。進一步實現光線在空間的再次分布，保證二次光學透鏡的空間色度和照度一致性。

作為優選，本發明所述的一次受光面全反射弧面和二次受光面全反射弧面為凸形拋物線的一段經旋轉而成的凸形弧面或者經其他形狀的凸形線旋轉得到的凸形弧面。

這樣的設置，能夠進一步的使光線得到充分利用，而且能夠進一步的使空間色度均勻。

作為優選，本發明所述的一次受光面全反射弧面和二次受光面全反射弧面為二次曲面。

二次曲面更加容易加工，生產工藝過程簡單，易于工業自動化生產。

作為優選，本發明所述的透明基體中還包括一垂直于一次出光面并和一次受光面全反射弧面的凸形弧面底端相交的圓周面。

作為優選，本發明所述的透明基體中還包括垂直于二次出光面并和二次受光面全反射弧面的凸形弧面底端相交的二次圓周面。

圓周面與二次圓周面的設置，能夠有效的控制透射光線和反射光線的比例，提高空間色度一致性和照度均勻性。

作為優選，本發明所述的總出光面外設置有磨砂面。

磨砂面部分對光線具有較小的會聚作用，可以得到更加均勻的光斑，經過磨砂面后光斑可較均勻地照射在接收面上。

作為優選，本發明所述的總出光面外設置有微透鏡表面。

微透鏡表面部分對光線同樣具有較小的會聚作用，可以得到更加均勻的光斑，經過微透鏡面后光斑可較均勻地照射在接收面上。