一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜及灯具制造技术

本实用新型专利技术涉及LED光源照明领域，特别涉及一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜及灯具。所述透镜入射面包括入射侧面和入射端面；所述入射端面为复合面，包括主入射端面和子入射端面；所述子入射端面设置于主入射端面上，为曲面向透镜底部方向凸起的曲面，所述子入射端面包括中心子入射端面和离轴子入射端面；所述透镜适用于离散LED光源，子入射端面同光源中各个子光源相对应使用；所述子入射端面将所处于离轴状态的子光源所发出相对于透镜中轴线的轴外光线，转变成该子入射端面的轴上光或近轴光，这样能有效提高小角度光线的光强；在入射端面上设有起匀光作用的次级小凸起透镜阵列，使离散光源经透镜调制后的照明光场达到理想的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED光源照明领域，特别涉及一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜及灯具。
技术介绍
作为一种节能照明技术，LED照明全方位地进入了人们的生活。在实际生产及使用中，LED灯具的性价比成为日益突出的矛盾。在相同功率下，集成封装COB光源的价格是多颗独立封装光源的数倍，例如现在广泛使用的采用3030EMC支架封装的光源。还有在相同功率下的COB集成封装光源，芯片排布间距大的光源出光效率大于排布间距小的光源。因此现在不少灯具厂商试图采用多颗独立封装光源或芯片间距大的COB光源来降低光源成本。这两种方式的共性就是离散开发光光源，如果配以常规配光透镜，会在照明光场呈现出与光源排布相类似的光斑分布，产生较大的光斑缺陷，特别是在小角度高K值要求的情况下，光源的排布会很明显地分布在照明光场，极大地影响了照明效果。在现有应用中，有采用入射孔端面附着小透镜阵列的方法，这样的方式虽然可以使一部分频率段的光场分布得到匀化，但不能在出射光场的各个频段对照明光场的分布均匀性进行改善，这样的光场分布不均匀的缺陷极大的限制了离散光源的照明使用效果，为了提高中心光场的照明强度，同时实现各个频段均匀分布的光斑效果，人们不得不采用高成本的集成封装光源。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜及灯具，通过凸起主入射端面的基础分配作用使得子光源的出射光斑向出射光场的中心位置汇聚，使得出射光斑在低频得到有效调节；同时通过子入射端面的主体调节作用，将子光源所发出的轴外光调制成与透镜本体中心轴平行或者有小量夹角(通常＜10°)的对应子入射端面对称轴线上的轴上光或近轴光，进一步提高了中心光强，改变了在照明光场呈现出与光源排布相类似的光斑分布情况，在空间频率的中频阶段改善了出射光场的匀光性；并且在透镜主入射端面的中心位置设置有中心子入射端面，进一步改善出光效果，使用离散光源具有和集成芯片光源一样的光源效果，显著降低了光源的成本。为了实现上述技术目的，本技术提供了以下技术方案：一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜，包括透镜本体，所述透镜本体包括入射面和出射面，所述透镜本体包括入射孔，所述入射孔位于透镜本体的底部中心，向透镜本体顶部方向凹陷(本技术中以透镜的入射面方向为顶部，以光源安装而方向为透镜底部，同时本技术所指的凹陷与凸起均是相对实体而言)所述入射孔的侧面为入射侧面；所述入射端面位于入射孔的顶部端面上；所述主入射端面为曲面；所述子入射端面设置于主入射端面上；所述子入射端面为向透镜底部方向凸起的曲面；所述子入射端面包括离轴子入射端面和中心子入射端面；所述离轴子入射端面设置于偏离主入射端面中心的位置；所述离轴子入射端而的设置位置与透镜匹配的离轴子光源的位置相对应；所述离轴子入射端而将其对应的离轴子光源所发出的部分光线调制为与所述透镜本体中心轴平行的对应子光源对称轴线的轴上光或者近轴光；所述中心子入射端面设置于所述主入射端面的中心位置；使用时所述中心子入射端面与中心子光源相对应；所述中心子光源是指其中心轴与透镜本体中心轴同轴的位于与透镜光源模块中心位置的子光源。其中所述子入射端而在与透镜本体中心轴垂直的而上的投影而积≥对应子光源在与透镜本体中心轴垂直的面上的投影面积的0.8倍；所述子入射端面的顶点在与透镜本体中心轴垂直的平面上形成第一投影点，对应子光源中心点在与透镜本体中心轴垂直的平面上形成第二投影点，所述第一投影点和第二投影点之间的距离≤对应子光源边缘处到中心点最大距离的1倍。(子光源边缘处到中心点最大距离是指：子光源中荧光粉涂布的边缘处到中心点之间的最大距离)。进一步的，所述子光源，可以为一个单个的LED光源(单颗的LED光源或者单个芯片封装的LED光源)，也可以为由至少2个的相对独立的次级子LED光源(次级子光源为单颗的LED光源或者单个芯片封装的LED光源)所构成子光源模块。当子光源为单个的LED光源构成时，通过离轴子入射端向与该子光源相对应，并且该子光源所发出部分的光线通过该子入射端面的调节后成为与所述透镜本体中心轴平行的子入射端面轴线的轴上光线或者近轴光线。当子光源为至少2个的相对独立的次级子LED光源构成子光源模块时(某些情况下子光源并非是独立的LED光源，而是由2个以上相对集中分布的LED光源构成的，比如说三三两两或者三五成群的分布在一个相对集中的区域内(此处的相对集中分布是相比于其他子光源或子光源模块而言)，这种情况下，用一个子入射端面与子光源模块相对应(子光源模块的中心点即是该子光源的中心点)，该子入射端面将所对应的子光源模块所发出部分的光线调节成为与该子入射端面同轴的轴上光线或者近轴光。本技术透镜的主入射端面为向透镜本体底部凸起的曲面，对所有子光源的成像起到汇聚和调制作用，影响离散光源经透镜成像的光斑的主要轮廓和大致分布，起到基础的分配作用；从出射光场光信号分布的角度来说，主要影响低频分量的分布。本透镜的子入射端而包括离轴子入射端而和中心子入射端而，所述子入射端面与子光源向对应，其中所述离轴子入射端面将对应离轴子光源所发出的部分光线，调整成与透镜本体中心轴平行的对应子入射端而对称轴上的轴上光线，提高了照明光场的中心光强；改变了出射光场的呈现光源分布的情况，改善了出光效果，实现使用低成本的离散LED光源，达到和整体为芯片COB集成封装的LED光源相同的出光效果，降低了相关产品的生产成本。当透镜使用时，其入射端面的中心位置往往也具有相应子光源(中心子光源)，本技术透镜中心具有相应的子曲面(中心子入射端面)将中心子光源所发出的部分光线汇聚到出射光场的中心，以达到更好的光学效果，特别是当透镜中心轴上的子光源为子光源模块时，为提高光源的利用效率同时减少离轴子入射端面的加工成本，可以在透镜中心位置的子光源模块中尽量多排布一些LED光源或者芯片COB集成封装的LED光源，以提高中心子光源模块的发光强度，此时中心子入射端面的设置显得由为重要，因为当中心光源为子光源模块时，其面积相对于单个LED光源或者单个芯片封装的LED光源的面积要大许多，而且也具有相对离散的特性；此时各个中心次子光源所述发出的光线若不经过中心子入射端面的汇聚的调整作用，难以在出光面形成与透镜本体中心轴同轴的均匀和柔和过渡的像斑。总之，所述子入射端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜，包括透镜本体，所述透镜本体包括入射面和出射面，其特征是：所述入射面包括入射侧面和入射端面；所述入射侧面为所述透镜本体中入射孔的侧面；所述入射端面为所述入射孔的端面；所述入射端面为复合面，所述入射端面包含主入射端面和子入射端面；所述主入射端面为曲面；所述子入射端面设置于主入射端面上；所述子入射端面为向透镜底部方向凸起的曲面；所述子入射端面包括离轴子入射端面和中心子入射端面。

【技术特征摘要】
1.一种用于离散LED光源的多阶二次配光透镜，包括透镜本体，所述透镜
本体包括入射面和出射面，其特征是：所述入射面包括入射侧面和入射端面；
所述入射侧面为所述透镜本体中入射孔的侧面；所述入射端面为所述入射孔的
端面；
所述入射端面为复合面，所述入射端面包含主入射端面和子入射端面；
所述主入射端面为曲面；
所述子入射端面设置于主入射端面上；
所述子入射端面为向透镜底部方向凸起的曲面；
所述子入射端面包括离轴子入射端面和中心子入射端面。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征是：所述子入射端面在与所述透镜本体中
心轴垂直的平面上的投影面积≥对应离轴子光源在与所述透镜本体中心轴垂直
的平面上的投影面积的0.8倍；
所述子入射端面的顶点在与透镜本体中心轴垂直的平面上形成第一投影
点，对应子光源中心点在与透镜本体中心轴垂直的平面上形成第二投影点，所
述第一投影点到第二投影点之间的距离≤对应子光源边缘处到中心点最大距离
的1倍。
3.如权利要求2所述的透镜，其特征是：所述子...

【专利技术属性】
技术研发人员：周礼书，霍永峰，
申请(专利权)人：成都恒坤光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51