[發(fā)明專利]一種多色LED混光的TIR準直透鏡

在審

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• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114935129A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 王占山;余俊;王一凡
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，包括LED光源(1)和TIR透鏡(2)，所述TIR透鏡(2)非旋轉對稱，所述TIR透鏡(2)為碗狀結構，所述LED光源(1)安裝在TIR透鏡(2)底部的球形凹陷內，所述LED光源(1)的基板上設有多個LED芯片，所述LED光源(1)出射的光線經過TIR透鏡(2)的光路包括全反射-折射光路(3)和折射-折射光路(4)，所述全反射-折射光路(3)用于實現光源大角度出射光線準直，所述折射-折射光路(4)用于實現光源小角度出射光線的準直。

2.根據權利要求1所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述全反射-折射光路(3)包括TIR透鏡(2)底部的球形凹陷表面(5)、TIR透鏡(2)的側表面(6)和TIR透鏡(2)頂部邊緣位置折射面(7)，所述TIR透鏡(2)的側表面(6)用于實現光線全反射，所述TIR透鏡(2)頂部邊緣位置折射面(7)用于實現光線分段折射。

3.根據權利要求2所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述TIR透鏡(2)的側表面(6)為旋轉對稱自由曲面，并根據光源分布情況添加Zernike系數，以滿足設定的準直需求。

4.根據權利要求2所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述TIR透鏡(2)的側表面(6)為非旋轉對稱自由曲面，并引入Zernike系數中的非旋轉對稱項，以改善混光效果。

5.根據權利要求2所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述折射-折射光路(4)包括TIR透鏡(2)底部球形凹陷內側突起的第一折射面(8)和TIR透鏡(2)頂部中心位置的第二折射面(9)，所述第一折射面(8)用于實現光線的第一次偏折，所述第二折射面(9)用于實現光線的第二次偏折。

6.根據權利要求5所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述第一折射面(8)為自由曲面，以保證準直效果。

7.根據權利要求5所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述第二折射面(9)為非旋轉對稱自由曲面，并引入Zernike系數中的非旋轉對稱項，使光線沿著周向偏折從而達到LED芯片各色光混光的效果。

8.根據權利要求5所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述TIR透鏡(2)頂部邊緣位置折射面(7)和TIR透鏡(2)頂部中心位置的第二折射面(9)共同組成頂部分段曲面。

9.根據權利要求1所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述多個LED芯片具體為不同色光芯片，所述不同色光芯片排布為對稱結構。

10.根據權利要求1所述的一種多色LED混光的TIR準直透鏡，其特征在于，所述TIR透鏡(2)采用PMMA或PC塑料材料車削加工制成，或者采用低熔點玻璃壓模成形加工制成。