[发明专利]一种用于功率型LED灯的配光透镜

说明书

一种用于功率型LED灯的配光透镜，涉及一种透镜。现在的功率型LED经配光透镜后出射的光，在光斑边缘都会因色散而产生黄圈。本发明包括透镜体，所述的透镜体的上表面为出光面，透镜体的下表面为内凹的入光面，其特征在于：所述的入光面设有混光区，使LED芯片发出的光在透镜的入光面上因混光区图案的作用产生多次反射和折射混光后出射到透镜外。本技术方案使LED发出的光在透镜入光面经历多次反射和折射后才出射到透镜外，多次反射和折射的结果使不同折射率的单色光分开后又混在一起，提高了混光程度，达到消除色差的目的，不但可以消除色散，还可以制作大出光角的LED透镜。

技术领域

本发明涉及一种透镜，尤其指一种用于功率型LED灯的配光透镜。

背景技术

白光LED问世以来，LED在作为显示器件的同时，开始向作为照明光源方向发展。由于LED具有环保、高光效、节能、长寿命等一系列优点，受到政府和照明界的重视，技术提高非常快，在光效已超过了绝大多数的传统光源，但作为照明的应用，大多数场合需要几百、几千甚至几万流明的光通量，这就促使了LED向大功率方向发展。无论是用单片的方式，还是芯片组合的方式，最后都会导致光源发光面积的增大。

LED光源的光强分布通常是朗伯形的，这并不能满足各种应用场合的要求。因此以LED作为光源的灯具都需要配置一个二次光学系统。透镜是当前应用最广的二次光学系统元件。由于光源面积大，不能作点光源处理。目前应用透镜来实现配光的LED灯其照射出的光斑在边缘地带会出现彩色条纹，以黄色最为明显；如图1所示。

这一现象的存在影响了LED灯的照明效果，尤其是在对光质要求高的场合影响更大，所以它影响了LED灯应用面的推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种用于功率型LED灯的配光透镜，以达到减少光斑色散的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种用于功率型LED灯的配光透镜，包括透镜体，所述的透镜体的上表面为出光面，透镜体的下表面为内凹的入光面，其特征在于：所述的入光面设有混光区，使LED芯片发出的光在透镜的入光面上因混光区图案的作用产生多次反射和折射混光后出射到透镜外。透镜由光学玻璃或透明塑料或透明硅胶制成，出光面可以是二次曲面或自由曲面，其大小形状由所需出射光斑形状而定。透镜下表面的入光面（即朝向LED光源的一面），其内凹部分的大小和形状由所用光源而定，需能容纳LED的发光面。

目前的白光LED所发的光是一种蓝光和黄光混合而成的互补色白光，蓝光和黄光的波长不同，它们在通过同一介质时，折射率是不同的，波长长的光折射率低，波长短的光折射率高，蓝光的折射率略大于黄光的折射率。当一束LED发出的白光以同一入射角射入某透明介质时，黄光的偏向角小于蓝光的偏向角，蓝光和黄光就会分开，造成色散。在透镜中心区域，多个光点发出的光经透镜射出有色散的光，但由于多点色散光相互重叠，所以观察不到色散，但在边缘地带，因无法重叠而形成色散带。

本发明技术方案中，透镜入光面图案的存在使LED发出的光在透镜入光面经历多次反射和折射后才出射到透镜外，多次反射和折射的结果使不同折射率的单色光分开后又混在一起；提高了混光程度，达到消除色差的目的。不但可以消除色散，还可以制作大出光角的LED透镜。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的混光区图案为内凹的刻制圆点或刻制线槽，入光面全部或局部设置混光区。所述的内凹的入光面上有一混光区可以均匀或局部地设置在入光面上。所述透镜入光面上刻制的混光区图案可以是平行的直线，也可以是放射形的直线，也可以是半球体、菱形体的排列。图案可以分布在整个内表面，也可以只分布在部分内表面上。

所述的入光面为内凹的锥面、柱面或半球面。但其顶部可为光滑圆弧面，光滑圆弧面正好位于光源正前方的一个小区域内（圆锥顶部圆弧区域）不制作图案，有利于提高出光效率。