[发明专利]LED光源及其透镜

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明技术领域和光学透镜技术领域，尤其涉及一种LED光源及其透镜。

背景技术

LED是一种外形较小的半导体器件，当电流通过它时能够发出光线。发光颜色主要取决于LED芯片发光成分的化学组成，根据需要可以调配成白光或者其它各种有色光。近来，使用LED光源作为显示、装饰、美化、亮化和照明光源已经开始。但是，LED发光角度偏小，因此在需要发光角度的应用领域中常配合透镜来达到所需的发光角度。

相关的透镜技术可以参阅2009年5月27日公开中国发明专利申请第200710170553.1号所揭露的一种自由曲面透镜，所述透镜的出光面为自由曲面，入光面为平面、弧面或抛物面。采用自由曲面的设计以提高出光均匀度，应用于广告、广场等领域。

于2009年6月10日公开的中国发明专利申请第200810220703.X号揭露的一种应用导向型发光二极管器件的封装结构和方法，描述了其透镜出光面与入光面中至少有一表面为自由曲面，专门应用于照明领域，以得到符合要求的光斑。但该专利并没有描述所述光面与入光面的自由曲面为何种自由曲面。

此外，于2009年8月12日公开的中国发明专利申请第200910037807.1号揭露的一种用于LED室内灯具的透镜及包含该透镜的格栅灯，描述了其透镜的入光面为半球面，出光面为满足特定最大照射半径的自由曲面，目的是采用所述透镜控制光线分布使光斑呈圆形。

目前，使用透镜时，在一定区域的光照效果和光均匀度方面仍存在不理想现象，LED光源发出来的光的发射角度有时并没有达到预期。而且采用大功率LED光源用作照明或显示时，需要照射比较大的范围，均匀度要好，以达到需要的效果和减少光通量浪费。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种发光均匀度较高、光利用率高的LED光源及其透镜。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种应用于LED光源的透镜，包括入光面和出光面，所述入光面为凹曲面，所述出光面为凸曲面，所述入光面和出光面都是只能用参数矢量来表示的、满足边界光线原理、光通量守恒以及展度守恒的光学曲面，所述入光面和出光面是光滑的光学曲面并以连续的方式进行配光，使从所述LED光源发出的相邻的两根光线在目标上的点也是相邻的，LED光源的边界对应于目标的边界。

其中，所述光学曲面为XY多项式曲面、贝塞尔曲面、B样条曲面或非均匀有理B样条曲线(NURBS)曲面。

其中，所述LED光源为大功率LED光源，所述透镜为透光率93％以上的广角透镜。

其中，所述广角全角角度为95度以上。

其中，包括从所述透镜边缘径向延伸出的安装部以及位于安装部上的与LED支架固定定位的安装孔或安装柱。

其中，所述安装部和安装柱与所述透镜一体成型。

其中，所述透镜的材料为光学PMMA或光学PC。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种LED光源，包括：LED和设于所述LED出光面的透镜，所述透镜包括：入光面和出光面，所述入光面为凹曲面，所述出光面为凸曲面，所述入光面和出光面都是只能用参数矢量来表示的、满足边界光线原理、光通量守恒以及展度守恒的光学曲面，所述入光面和出光面是光滑的光学曲面并以连续的方式进行配光，使从所述LED光源发出的相邻的两根光线在目标上的点也是相邻的，LED光源的边界对应于目标的边界。

其中，所述光学曲面为XY多项式曲面、贝塞尔曲面、B样条曲面或非均匀有理B样条曲线NURBS曲面。

其中，包括LED支架，所述透镜包括安装部，所述安装部从所述透镜边缘径向延伸出，并且具有位于安装部上的与LED支架固定定位的安装孔或安装柱。