[发明专利]一种可调焦的二次透镜组合结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED灯具照明技术领域，具体涉及一种用于LED灯具中形成环形光斑的二次透镜。

背景技术

LED透镜是与LED紧密联系在一起的部件，其能增强LED的光使用效率和发光效率，可以根据不同的效果来使用不同的透镜以改变LED的光场分布的光学系统。LED透镜分为一次透镜和二次透镜，一次透镜直接封装(或粘合)于LED芯片支架上，与LED成为一个整体。LED芯片发光是180度的，一次透镜一般用PMMA、PC、光学玻璃或硅胶等材料制成。二次透镜与LED是两个独立的部件，功能是将LED光源的发光角度再次汇聚成5°至160°之间任意想要的角度，光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形和矩形。二次透镜材料一般用光学级PMMA或者PC。二次透镜的目的是将光场整形成任意的形状，其照明面是固定距离的，为了在不同距离的地方得到均匀亮度的照明，必须设计可调焦的二次透镜。如申请号为201410180000.4的发明专利公开了一种调整LED灯投射光角的方法，其在LED灯内的出光方向上设置透镜组；在LED灯的灯杯与灯罩之间设置一调焦机构，两者通过调焦机构连接早一起；通过调焦机构调整灯罩与灯杯的相对位置，至需要的光亮度所对应的投射角，通过上述透镜组射出，可容易调节出光角度。然而，包括前述专利申请在内的现有技术均存在因二次透镜及调焦部件的结构设计不够合理，导致光照效果不理想，光线不均匀等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种结构设计更合理、光照效果更理想、光线更均匀的可调焦的二次透镜组合结构。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可调焦的二次透镜组合结构，包括二次透镜，其特征在于：还包括一调节镜，调节镜设置于二次透镜出光一侧的正前方，且调节镜的结构与二次透镜的结构相匹配；

所述二次透镜包括二次透镜体，二次透镜体的侧面整体呈锥形结构，侧面表面为外凸的弧形结构，在二次透镜体的背部中间设有朝内凹进的芯片发光区，芯片发光区的侧壁形成全反射入射面，正前方底部形成折射入射面；在二次透镜体的正面中间设有朝内凹进的折射出射区，折射出射区内具有朝前凸出的折射出射面；二次透镜体的侧面形成全反射面，正面边缘至折射出射区边缘的区域形成全反射出射面，全反射出射面由若干全反射出射面子透镜构成，类似拼图的方式；

所述调节镜的前后两面分别为调节镜入射面和调节镜出射面，其中调节镜入射面对准二次透镜的全反射出射面，调节镜出射面对准照明面一侧；所述调节镜入射面由若干调节镜入射子透镜构成，类似拼图形状；所述调节镜出射面由若干调节镜出射子透镜构成，类似蜂窝形状。

进一步地，二次透镜的折射出射面为外凸的球面形状，其表面具有折射出射面光栅；而调节镜的调节镜入射面的中间设有内凹的调节镜中部入射面，调节镜中部入射面与二次透镜的折射出射面相匹配，且调节镜中部入射面前方的调节镜部分形成与所述折射出射面结构相同的前凸形状。

进一步地，二次透镜体、芯片发光区和折射出射区的横截图均呈圆形，且圆心重合；折射出射区的直径大于芯片发光区的直径；整个二次透镜是以横截面圆心为对称轴的对称结构。

进一步地，在所述二次透镜的芯片发光区中，LED芯片安装于其光线照射至折射入射面的入射角度为0-34度、照射至全反射入射面的入射角度为34-80度的位置。

进一步地，二次透镜的全反射出射面子透镜和调节镜出射面的调节镜出射子透镜均为朝外凸出的球面形状，而调节镜入射面的调节镜入射子透镜为朝内凹进的球面形状。

进一步地，二次透镜的折射入射面为朝后外凸的球面形状。

进一步地，在二次透镜的前部设有固定环，固定环凸出于二次透镜体的侧面之外。

芯片发光区中安装LED芯片，使LED芯片发出的光按需求达到全反射区和折射区，入射角度为0—34°的光线通过折射区，入射角度为34-80°的光线通过全反射区。具体地，角度在34-80°的光线由全反射入射面6进入全反射区，被全反射面4全反射，通过全反射面4射到全反射出射面5，被全反射的光线形成平行光，从全反射出射面5射出二次透镜，平行光在这里被全反射出射面子透镜聚焦，形成的光斑照射在调节镜11上。

角度在0-34°的光线由折射入射面3进入折射区，通过折射区后光线角度发生改变，由折射出射面8射出二次透镜，形成的光斑照射在调节镜中部入射面上。调节镜11安装在二次透镜前，为圆形薄板。