[发明专利]二次光学透镜模组

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术，尤其涉及一种LED窄视角内强度均匀分布的二次光学透镜模组。 

背景技术

从照明效果、提高能量利用率和保护人眼健康出发，很多场合都需要利用灯具进行均匀照明，如空间强度均匀分布，即在一个给定的视角内，形成一个均匀的光强分布效果，且尽可能减小视角外无效照明能量损失。LED光源光分布为近似朗伯型，中心光强大，越靠近边缘光强越小，无法直接应用到均匀照明领域，须进行二次配光处理来提高受照区域照度均匀性或空间光强均匀性，避免欠照明，减少无效照明和过照明损失，从而提高LED光能利用率。 

现有技术的处理方式存在一定的不足，如： 

1)规定视角外无效照明损失严重； 

2)LED发光能量分布在整个半空间，二次光学元件不能收集全部能量，而造成一定的能量损失； 

3)二次光学透镜尺寸过大； 

4)均匀性不高等。 

发明内容

本发明的目的在于克服LED光源近似朗伯型光分布应用于均匀照明领域的局限性，而提供一种出光效率高、照度均匀性高、易于加工和安装的二次光学透镜模组，该二次光学透镜模组尺寸小，可收集LED发出的整个半空间的 光能，且规定视角内均匀度大于0.8。 

本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 

二次光学透镜模组，其特征在于：由实体透镜100和中空全反射透镜200两部分构成，实体透镜100和中空全反射透镜200均为旋转对称结构，实体透镜100、中空全反射透镜200两部分旋转对称中心线重合上下接触放置；中空全反射透镜200具有一个水平平面和一个竖直圆柱面作为定位基面；中空全反射透镜200中空部分放置一单颗LED，入光面是实体透镜100底部平面和中空全反射透镜200中空圆锥形侧壁；出光面由实体透镜100的上部自由曲面、中空全反射透镜200的上部平面组成；中空全反射透镜200外侧曲面为全反射面；基面、入光面、全反射面、出光面共同界定出二次光学透镜模组的本体。 

二次光学透镜模组，其特征在于，所述的实体透镜100上表面轮廓为自由曲面造型。 

二次光学透镜模组，其特征在于，所述的中空全反射透镜200中空结构为圆锥体。 

二次光学透镜模组，其特征在于，二次光学透镜是PC或PMMA材料经注塑而成，或石英材料机加工而成，且入光面及出光面表面均具有一抛光层。 

本发明涉及的二次光学透镜模组，基面、入光面、全反射面、出光面共同界定出二次光学透镜的本体；入光面由实体透镜100底部平面和中空全反射透镜200中空的圆锥侧壁构成，具有放置单颗LED300的充足空间。 

本发明涉及的二次光学透镜是针对单颗LED，LED照明设备设置了多少颗LED，就要设置多少个二次光学透镜模组，因此设计照明设备时可以对每个二次光学透镜出光分别控制，与每台照明设备只有一个二次透镜的现有技术相比，照明设备的出光更容易控制。 

本发明的优点在于：通过应用此LED二次光学透镜模组，克服了LED朗伯型光源分布应用到一定窄视角内均匀照明领域的障碍，减少无效照明和过照明损失，从而大大提高了受照区域的照度均匀性和LED光能利用率。 

本发明的优点在于：二次光学透镜模组针对单颗LED设计，可以根据使用需要，设计LED颗数，或照明设备模块化使用，具有很强的灵活性。 

本发明的优点在于：二次光学透镜模组整体尺寸小，结构简单，机械尺寸稳定性高，加工方便，且可推广到多种视角的均匀照明领域。 

附图说明

图1a是本发明LED二次光学透镜模组的第一个实施例示意图； 

图1b为图1a所示结构的剖视图； 

图2a为图1b所示结构的实体透镜100剖视图； 

图2b为图1b所示结构的中空全反射透镜200剖视图； 

图3是现有技术二次光学透镜模组的光线传播路线图； 

图4是LED安装本发明二次光学透镜模组后的光束效果图； 

图5是现有技术二次光学透镜模组的相对光强分布直角坐标曲线图； 

图6是本发明第二个实施例的示意图； 

图7是本发明第二个实施例的剖视图； 

图8是本发明第二个实施例的模拟光斑。 

具体实施方式

下面结合附图和实施进一步对本发明作详细的阐述。