[实用新型]光学透镜以及使用该光学透镜的照明设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及LED光学透镜以及使用该LED光学透镜的LED照明设备。 

背景技术

由于发光二极管(light emitting diode，LED)发出的光为大光角发散光，因此，许多LED灯具产品都包括一个光学聚光器件，例如，LED聚光镜。通过使用LED聚光镜可改变发光二极管的光场分布，提高发光二极管的出光利用效率，从而使得以LED为发光光源的产品产生一个较为理想的照明光斑。现有的LED透镜包括全内反射式(total internalreflection，TIR)杯形LED透镜，其适用于较小角度的聚光设计，例如，适用于45度以下的聚光角度，以及透明LED透镜，其适用于较大角度的聚光设计，例如，适用于50度以上的聚光角度，等等。 

图1示出了现有技术的全内反射式杯形LED透镜300的立体示意图。如图1所示，全内反射式杯形LED透镜包括杯形透镜本体301，该杯形透镜本体301的底部设有一个内凹部302，该内凹部302用于容纳发光二极管。该发光二极管发出的一部分光(称为“小角度中心光”)经由内凹部302中与该发光二极管相对的内顶面303入射并经由杯形透镜本体301的外顶面304出射，另一部分光(称为“大角度侧光”)通过杯形透镜本体301的外侧面305全反射后经由该杯形透镜本体301的外顶面304出射。经由杯形透镜本体301的外顶面304出射的两部分光重叠后形成一个聚光角度较小的光斑。 

实用新型内容

为了能够获得每瓦特更高的流明以及获得更高的显色指数(colorrendering index，CRI)，多个发出不同颜色光的芯片被封装在一起制作成 一个LED光源，例如，红光芯片和涂覆黄色荧光粉的蓝光芯片被封装在一起制作成能够发出暖白光的LED光源。其中，涂覆黄色荧光粉的蓝光芯片发出蓝光激发黄色荧光粉产生黄光，该黄光与透过黄色荧光粉而没有被吸收的蓝光混合而产生冷白光。红光芯片发出的红光与涂覆黄色荧光粉的蓝光芯片发出的冷白光进行混光后产生暖白光。 

在多芯片的发光二极管中，由于生产工艺水平的制约或者成本等因素的考虑，多个发出不同颜色光的芯片通常很难以对称的方式被设置。例如，在以两个红光芯片和两个涂覆黄色荧光粉的蓝光芯片制作的发出暖白光的LED光源中，如图2所示，最左边设置有面积相对较大的涂覆黄色荧光粉的第一蓝光芯片，中间位置以上下的方式设置有面积相对较小的两个红光芯片，最右边设置有面积相对较大的涂覆黄色荧光粉的第二蓝光芯片。由于两个红光芯片和两个涂覆黄色荧光粉的蓝光芯片以非对称的方式被设置，因此，红光芯片发出的红光和涂覆黄色荧光粉的蓝光芯片发出的冷白光分别呈现出椭圆形非对称的光分布，这两种颜色的光通过现有的全内反射式杯形LED透镜聚光后得到的光斑的混色效果较差。 

尽管通过对全内反射式杯形LED透镜的外侧面进行表面优化可分别得到圆形对称的红光和冷白光，但是，红光和冷白光在空间和角度上的分布仍然存在不一致性，这使得通过LED透镜聚光后得到的光斑的混色效果在径向上呈现出不一致性。 

基于此，本实用新型在一个实施例中提出了一种光学透镜，包括杯形透镜本体，该杯形透镜本体的底部设有用于容纳发光源的内凹部，发光源发出的一部分光经由内凹部中与发光源相对的内顶面入射并经由杯形透镜本体的外顶面出射，另一部分光通过杯形透镜本体的外侧面全反射并经由该杯形透镜本体的外顶面出射，其中，该杯形透镜本体的外侧面由多个上宽下窄的楔形面环绕拼接而成且该外侧面从杯形透镜本体的顶部向底部渐收。 

由于杯形透镜本体的外侧面由多个楔形面环绕拼接构成，因此，可以有效地改善发光源发出的不同颜色的光在角度和空间分布上的一致 性，从而使得通过光学透镜聚光后得到的光斑达到较优的混色效果。 

可选的，楔形面由多个横向分割的小碎面拼接而成，其中每个小碎面的大小和曲率不同。 

通过调节这些小碎面的大小和斜率，可以改变不同颜色的光的出射角度，从而改善发光源发出的不同颜色的光在角度和空间分布上的一致性，以达到更好的混光效果。 

可选的，杯形透镜本体的内顶面由微透镜阵列构成。 

杯形透镜本体内顶面的微透镜阵列结构能够改善发光源发出的中心光的混色效果，从而使得通过光学透镜聚光后得到的光斑在整体上达到更佳的混色效果。 

可选的，杯形透镜本体的外顶面是磨砂面。 

杯形透镜本体外顶面的磨砂结构能够进一步改善整体混色效果。 

可选的，发光源为发光二极管光源，其中该发光二极管光源包括可发出至少两种颜色光的多个芯片。