[实用新型]一种LED二次光学透镜

说明书

技术领域

 本实用新型涉及LED灯二次光学透镜，特别涉及一种呈方形光斑的LED二次光学透镜。

背景技术

随着LED制造技术的不断进步，与传统光源比，LED体积小，在许多应用场合甚至可以将其当做电光源来处理，这给灯具的光学设计带来了很大的便利，同时，使用大尺寸传统光源灯具中出现的光源遮挡与吸收作用也不存在了。目前大功率白光LED的光效已达到100lm/w，稳定的产品的光效也有90lm/w以上。这一光效使得LED进入普通照明成为可能，特别是在道路照明等属于定向照明的领域已经逐步获得应用，但是，由于目前LED的价格比传统光源高得多，LED用于普通照明的推广必须以提高LED照明系统的整体光效为前提，而这依靠提高LED灯的有效光利用率。

但就目前的LED路灯、LED隧道灯而言，LED工作时所产生的光束是前射方向性的，还存在光照范围不大，光照强度在路面上分布不均匀的缺陷，从而在一定程度上限制了LED路灯、LED隧道灯的推广应用。目前，一般使用LED一次配光光罩进行聚光和导光，根据LED光源出射角度设计LED一次配光光罩的配光曲线，以增加光学反射，提升LED光源的出光效果。但是，现有的LED一次配光光罩配光设计一般为光的分布中心对称形，所投下的光斑的形状为圆形。当LED灯成组使用时，LED布阵排列一般为四方连续形，圆形光斑相互之间接合在一起时，光照均匀度差，同时还有刺眼的眩光。

为了有效控制LED光束改善光罩的均匀度，提高光通量，这就要配之以辅助光学器件进行二次配光。目前在LED二次配光方面大多采用光杯、反光盘之类结构，以此改善LED光照均匀度，然而现有此类技术方案使得光束多次交叉反射或折射，光通量受到相当程度的衰减，影响LED的光照性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种LED二次光学透镜，其结构简单、设计合理，聚光效果好，在照射面形成一个照度均匀的方形光斑，可以有效提高光的利用率，从而达到节能的目的。

为达上述目的，本实用新型提供的一种LED二次光学透镜，采用以下的技术方案：本实用新型包括入射面、全反射面和出射面，所述出射面为十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向结构相同圆滑过渡的凹面及处于水平方向和垂直方向的凹面之间的圆滑过渡的凸面构成；所述出射面设置于所述全反射面的正上方，所述全反射面呈椎体结构，覆盖整个入射面。

进一步地，所述凹面（31）符合如下非球面方程光学公式， 

Z=非球面方程；

C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；

K代表：圆锥系数，k=-e²；

C_2n代表：非球面系数，其中C₄=-1.0X10^-5~-7.0X10^-5，其余非球面系数C_2n的值均为零；

r²=x²+y²，其中x、y为坐标。

进一步地，所述凸面（32）符合如下非球面方程光学公式， 

Z=非球面方程；

C代表：曲率半径，C=1/R，R=20～120mm,其中R代表半径；

K代表：圆锥系数，k=-e²；

C_2n代表：非球面系数，其中C₄=-1.0X10^-6~-7.0X10^-6，C₆=-1.0X10^-7~-7.0X10^-7，其余非球面系数C_2n的值均为零；

r²=x²+y²，其中x、y为坐标。

进一步地，所述十字形曲面的中心部位为凹槽曲面，所述凸面从十字形曲面中心部位向外部方向逐渐凸起。

进一步地，所述入射面呈球面或平面。

进一步地，所述二次光学透镜的光轴中心位置与LED光源芯片中心位置重合。

进一步地，所述全反射面底部设有LED光源槽。

进一步地，所述入射面与LED光源的外形尺寸精确定位。

进一步地，所述二次光学透镜采用光学塑料一体注塑成型。