[实用新型]一种光束角可调的混光透镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混光透镜，尤其涉及一种用于多芯片LED、光束角可调的混光透镜，属于光学技术领域。

背景技术

传统的混光透镜多数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。当该混光透镜用于多芯片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混光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混光透镜使用了全反射的结构，如公告号为CN201637870U的中国实用新型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，棱镜内凹的入射面为圆锥面，棱镜外侧面为曲面，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，在此类混光透镜中，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，该类混光透镜用于白光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，此类混光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。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以使多芯片LED照射出均匀光斑的混光透镜。

为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一种光束角可调的混光透镜，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；

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，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。

其中较优地，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。

本实用新型提供了一种光束角可调的混光透镜。该混光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。此外，该混光透镜中，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1为本实用新型所提供的混光透镜的剖面示意图；

图2为图1所示光束角可调的混光透镜的正视图；

图3为图1所示光束角可调的混光透镜的俯视图；

图4为混光透镜中全反射部分的混光原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容进行详细说明。

如图1至图3所示，一种光束角可调的混光透镜，包括位于透镜中心区域的聚光部分1和围设于聚光部分1外缘的全反射部分2。其中，当多芯片LED的发光面中心O点位于混光透镜的焦点位置时，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1所收集，并进行会聚以及在发散角±Δθ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±Δθ的范围内进行混光。

其中，聚光部分1呈圆形，包括上表面3和下表面10（见图1）。聚光部分1的上表面3呈球面或圆弧形，聚光部分1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1），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，在该混光透镜的底部形成一个由聚光部分1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，在该混光透镜的顶部形成一个由聚光部分1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。