[實用新型]一種可以實現方形光斑均勻照明的非球面透鏡

有效

• 申請號: 201821326410.5
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN208720109U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 徐日民
• 申請（專利權）人: 浙江彩丞照明科技有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 程開生

本實用新型公開了一種可以實現方形光斑均勻照明的非球面透鏡，用在LED芯片的前方，包括：透鏡主體，透鏡主體底面大于頂部，對所述透鏡主體底面為入光面，其頂部為出光面，透鏡主體為底面向頂部二者曲面過渡延伸而成，透鏡主體的中心線相垂直的任一橫截面形狀均為四個點對稱的弧邊以及四條分別將相鄰兩弧邊端點連接的直線段，透鏡主體底面中央凹入非球面狀的凹陷形成使從LED芯片輸出的光入射的入光面，凹陷最高點位于透鏡主體中心線上，形成使從LED發光元件輸出的光入射的入光面，LED光線經過本實用新型的非球面光學透鏡，使光斑由圓形變為矩形，并且使中部的光照更強；另外，光斑的光照分布也不再是雜亂的，變為合理的線性分布。

技術領域

本實用新型屬于LED透鏡技術領域，具體地說是涉及一種可以實現方形光斑均勻照明的非球面透鏡。

背景技術

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，而這要依靠提高LED燈的有效光利用率。

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，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。現有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。

另外，目前還使用光學透鏡對LED光線進行處理，但是現有的光學透鏡設計均為回旋體，所產生的光斑為圓形光斑，不能滿足單個像素點的矩形或方形光斑的需要，并且光照效果不理想。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種可以實現方形光斑均勻照明的非球面透鏡，其意在解決現有技術中存在的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型的目的是這樣實現的：

一種可以實現方形光斑均勻照明的非球面透鏡，用在LED芯片的前方，其特征在于：包括：透鏡主體，所述透鏡主體底面大于頂部，對所述透鏡主體底面為入光面，其頂部為出光面，所述透鏡主體為底面向頂部二者曲面過渡延伸而成，所述透鏡主體的中心線相垂直的任一橫截面形狀均為四個點對稱的弧邊以及四條分別將相鄰兩弧邊端點連接的直線段，所述透鏡主體底面中央凹入非球面狀的凹陷形成使從LED芯片輸出的光入射的入光面，所述凹陷最高點位于透鏡主體中心線上；

所述凹陷在透鏡主體的中心線相垂直的任一橫截面形狀為四個點對稱的弧邊以及四條分別將相鄰兩弧邊端點連接的直線段，在該橫截面中所述凹陷截面四個弧邊與透鏡主體的四個橫邊夾角為45度。

在上述方案的基礎上并作為上述方案的優選方案：所述透鏡主體材質為光學塑料，光學塑料光學性能好，易于大批量的、工業化的生產制造，生產成本低。

在上述方案的基礎上并作為上述方案的優選方案：所述透鏡主體起到形成方形光斑作用。

在上述方案的基礎上并作為上述方案的優選方案：所述LED芯片包括可見光、紅外光、紫外光，同時包括單色光、復合光，這樣透不但可以單個透鏡對應單個LED使用，而且此透鏡可以單個透鏡對應多個LED使用，從而實現RGB等其它顏色變換。

本實用新型相比現有技術突出且有益的技術效果是：LED光線經過本實用新型的非球面光學透鏡，使光斑由圓形變為矩形，并且使中部的光照更強；另外，光斑的光照分布也不再是雜亂的，變為合理的線性分布。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；