本发明专利技术提供了一种光束角可调的二次光学透镜，可以使多芯片LED照射出均匀的光斑。该二次光学透镜包括位于透镜中心区域的聚光部分和位于聚光部分外缘的全反射部分。其中，聚光部分的上表面是由多颗微透镜组成的微透镜阵列，全反射部分的外侧反射面是由多个多面体鳞片组成的鳞片面。通过聚光部分上表面的微透镜阵列和全反射部分外侧反射面的多面体鳞片面对多芯片LED的混光作用，该二次光学透镜可以在改变光束角的同时，获得圆形、色温均匀的光斑。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种二次光学透镜，尤其涉及一种用于多芯片LED、光束角可调的二次光学透镜，属于光学
技术介绍
传统的二次光学透镜多为结构简单的平凸或双凸的聚光透镜，没有全反射的设计。这种透镜只能用于调整单芯片LED的出光角，使之在某些位置照射出均匀的光斑。当该二次光学透镜用于多芯片LED时，由于凸透镜的成像效应，光斑会呈现出多个规则排列的方格影子，而当用于由红、绿、蓝芯片组成的三基色LED时，则会投射出含有不种颜色色块的光斑，非常不美观。为此，需要通过一种光束角可调的二次光学透镜来完成光束角的调整，使多芯片LED可以照射出均匀的光斑。 现有技术中也有一些可调焦的二次光学透镜，使用了全反射的结构，如公告号为CN201637870U的中国技术中公开的一种光束角可调的全反射透镜，包括中间聚光的凸透镜、侧面全反射的棱镜、以及位于透镜上边缘的法兰。其中，凸透镜的上表面为非球面表面，下表面为环纹的菲涅尔面，棱镜的内凹的入射面为圆锥面，棱镜的外侧面为曲面，棱镜的上表面为二次曲面。该光束角可调的全反射透镜通过中间聚光的凸透镜和侧面全反射棱镜的的特殊形状，使得光束角连续可调。但是，在此类二次光学透镜中，中间的聚光部分及外缘的全反射部分都是由光滑的曲面组成。当用于多色LED芯片时，由于凸透镜的成像效应，依然会折射出多个方格影子或者不同颜色的色块，无法达到均匀光斑的理想效果。此外，由于凸透镜的像差，该类二次光学透镜用于白光LED时，投射出来的光斑会有中间色温高、边缘色温低的情况，在光斑边缘存在黄圈。因此，此类二次光学透镜仍然无法使多芯片LED的出射光斑达到均匀的效果，需要继续改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可以使多芯片LED照射出均匀光斑的二次光学透镜。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案一种光束角可调的二次光学透镜，包括位于透镜中心区域的聚光部分和位于聚光部分外缘的全反射部分，其中，所述聚光部分的上表面是由多颗微透镜组成的微透镜阵列，所述全反射部分的外侧反射面是由多个多面体鳞片组成的鳞片面。进一步地，所述聚光部分的光轴位置排列一颗微透镜，所述微透镜阵列以光轴为中心依次向外逐层排列，同一层排列的多颗微透镜等角度排列成圆形。较优地，每层排列的微透镜数目N与从中心至外的排列层数η之间满足下列公式N = 6η。进一步地，所述鳞片面是由多个多面体鳞片沿着所述全反射部分的外表面从上到下逐层排列而成，同一层鳞片中的多个多面体鳞片等角度排列。 进一步地，所述微透镜具有相同的发散角，所述多面体鳞片具有相同的发散角；而且，所述微透镜的发散角与所述多面体鳞片的发散角相同。较优地，所述发散角的角度值为土 Λ Θ，其中Λ Θ在3° 5°之间取值。较优地，所述多面体鳞片的形状为钻石纹形。进一步地，所述聚光部分和所述全反射部分具有相同的焦点和焦距。较优地，所述全反射部分和所述聚光部分一体成型。本专利技术提供了一种光束角可调的二次光学透镜，包括位于透镜中心区域的聚光部分和位于聚光部分外缘的全反射部分。其中，全反射部分的外侧反射面是由多个多面体鳞片组成的鳞片面，聚光部分的上表面是由多颗微透镜组成的微透镜阵列。通过聚光部分上表面的微透镜阵列和全反射部分外侧反射面的多面体鳞片面的小角度混光作用，该二次光 学透镜可以在改变光束角的同时，使得多芯片LED照射出圆形的、色温比较均匀的光斑。此夕卜，该二次光学透镜中，聚光部分和全反射部分具有相同焦点和焦距，使得在改变光束角的过程中调焦一致，由聚光部分和全反射部分产生的光斑大小相同，在任何可调节的光束角范围内，都叠加成均匀的光斑。附图说明图I为本专利技术所提供的光束角可调的二次光学透镜的结构示意图；图2为图I所示光束角可调的二次光学透镜的正视图；图3为图I所示光束角可调的二次光学透镜的俯视图；图4为图I所示光束角可调的二次光学透镜的剖面示意图；图5为图I所示二次光学透镜中全反射部分的混光原理示意图；图6为图I所示二次光学透镜中聚光部分的混光原理示意图；图7为图I所示二次光学透镜光束角最大示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细说明。如图I所示，一种光束角可调的二次光学透镜，包括位于透镜中心区域的聚光部分I和围设于聚光部分I外缘的全反射部分2。其中，当多芯片LED的发光面中心O点位于二次光学透镜的焦点位置时，从多芯片LED的发光面中心O点发出的光，其与光轴OZ的夹角较小的光线，被中间的聚光部分I所收集，并进行会聚以及在发散角Θ的范围内进行混光；其与光轴OZ的夹角较大的光线，被外缘的全反射部分2收集，也进行会聚以及在发散角土Λ Θ的范围内进行混光。其中，聚光部分I呈圆形,包括上表面3和下表面10 (见图4)。聚光部分I的上表面3呈球面或圆弧形，聚光部分I的下表面10为球面、圆弧形或者环形的菲涅尔面。全反射部分2包括内侧入光面9、外侧反射面4和上侧出光面8 (见图4)，全反射部分2的内侧入光面9为圆锥面或者柱面，外侧反射面4为圆弧形的全反射面，上侧出光面8为圆弧状的出光面。从而，在该二次光学透镜的底部形成一个由聚光部分I的下表面10和全反射部分2的内侧入光面9组成的统一入光面，在该二次光学透镜的顶部形成一个由聚光部分I的上表面3和全反射部分2的上侧出光面8组成的统一出光面。结合图2可知，全反射部分2的外侧反射面4是由多个多面体鳞片5组成的鳞片面。其中，多个多面体鳞片5的发散角土 Λ θ I相同，每个多面体鳞片5可以在土 Λ Θ1的范围内混光，即多面体鳞片5可以在全角为2Λ Θ I的范围内混光。将多个多面体鳞片5依次排列，可以使得所有经过全反射部分2全反射的光线分别在2Λ Θ I的范围内发生混光。在该二次光学透镜中，鳞片面由多个多面体鳞片5沿着全反射部分2的外表面从上到下逐层排列而成，同一层鳞片中的多个多面体鳞片5等角度排列。该多面体鳞片5的形状可以为菱形、六边形、八边形等，其中优选为钻石纹形。较优地，Λ Θ可以在3° 5°之间取值，其中优选为Λ Θ = 4°。全反射部分2的外侧反射面4由10 X 36份的多面体鳞片5组成，多面体鳞片5为钻石纹形状的小平面。如图3所示，聚光部分I的上表面3是由多颗微透镜组成的微透镜阵列，多颗微透镜具有相同的发散角土 Δ Θ 2,该发散角土 Δ Θ 2与多面体鳞片5的发散角土 Δ Θ I相同， 该微透镜阵列可以使得所有经过聚光部分I折射的光线分别在2 Λ Θ 2的范围内发生混光。微透镜阵列的排列方式如下在聚光部分I的上表面3的光轴位置排列一颗中心微透镜7，剩余微透镜以光轴OZ为中心依次向外逐层排列，同一层排列的多颗微透镜等角度排列成圆形。在该实施例中，每层排列的透镜数N与从中心往外的排列层数η之间满足下列公式N = 6η，其中N、η均为正整数。具体来说，其以光轴OZ为中心，按照圆形阵列进行排列，其中心处有一颗微透镜7，从位于光轴位置的中心微透镜7开始，微透镜向外依次每层以6的倍数排列。中心处有一颗中心微透镜7 ;从中心往外第一圈为6颗微透镜，微透镜按照相同的角度60°进行等间隔阵列；第二圈为12颗微透镜，微透镜按照相同的角度30°进行等间隔阵列；第三圈为18颗微透镜，微透镜按照相同的角度20°进行等间隔阵列；第η圈分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光束角可调的二次光学透镜，包括位于透镜中心区域的聚光部分和位于所述聚光部分外缘的全反射部分，其特征在于：所述聚光部分的上表面是由多颗微透镜组成的微透镜阵列，所述全反射部分的外侧反射面是由多个多面体鳞片组成的鳞片面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：甄何平，蒋金波，
申请(专利权)人：北京星光影视设备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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