專利名稱:基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組的制作方法
【專利摘要】一種基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，包括置于透鏡組底部的LED光源和混色透鏡組，所述透鏡組包括了聚光光學器件和變排列陣列透鏡；所述變排列陣列透鏡由多個大小不一的復眼陣列形式組成，單個復眼大小以中心向四周對稱式變化。與現(xiàn)有技術相比，具有的有益效果為：通過變排列復眼透鏡的方式，獲得了比傳統(tǒng)方案更好的混光效果，同時兼顧調(diào)制了整個透鏡組的出光角度；放開了聚光透鏡組的選擇限制和形狀限制，使該方案具有更好的通用性。
【專利說明】基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及LED半導體照明領域，特別涉及一種基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組。
技術背景
[0002]眾所周知，LED作為新一代綠色照明光源，具有光效高，壽命長，安全，節(jié)能，環(huán)保，色彩鮮艷等眾多優(yōu)點，并廣泛應用于室內(nèi)外照明，背光源，醫(yī)療，交通等領域。由于其具有良好的單色性以及快速響應的特點，使其在各種彩色照明領域，尤其是各類景觀照明中大放異彩。不僅在光電轉(zhuǎn)換效率上高于傳統(tǒng)燈具的光源加濾色片方案，而且在加入控制系統(tǒng)后，信息量的表達遠遠大于傳統(tǒng)景觀照明模式。
[0003]但是，由于各單色的LED光源并不能在物理空間位置上實現(xiàn)重合，因此其在應用時，尤其是通過光學器件二次配光后，不可避免的會出現(xiàn)單色分離現(xiàn)象。即使是單白色的LED，由于熒光粉發(fā)光的原理，造成各個角度上的色溫不一致，經(jīng)過二次配光后也經(jīng)常出現(xiàn)業(yè)內(nèi)常說的“黃圈”現(xiàn)象。
[0004]為了解決這些問題，業(yè)內(nèi)同行提出了很多方案
[0005]中國專利CN103656868提出了一種和本專利類似的改善均勻照明的方案。雖然不是用于彩色照明領域，但是其原理是類似的，都是使用聚光-復眼透鏡的形式來實現(xiàn)均勻。但是此方案由于完全遵循照明上的科勒照明原理，復眼透鏡的使用方法上未能突破傳統(tǒng)限制，即復眼形狀比例與被照面相同，必須使用雙排復眼面，復眼特征需要一一對應，且前排復眼面的焦點在后排復眼面的的中心。這樣在實際使用中，有很大的使用限制范圍。
[0006]中國專利CN203586084也提出了一種聚光-復眼形式的方案。此方案也嚴格遵循科勒照明原理，與之前不同的是，該方案將第一排復眼移到了聚光透鏡的上表面。這樣與之前方案相比降低了成本，但是減少了聚光透鏡的設計空間，影響了實現(xiàn)效果。
[0007]中國專利CN101270863A提出了一種類似投影機光路的混色方案，其通過將來自RGB三色LED的光匯聚到一個光管中，在光管中充分混色后，將其通過一個反光杯重新匯聚到需要的角度。此方案的缺點是，需要的光學器件稍多，系統(tǒng)不易小型化，且由于多次折射反射，降低了光學效率。
[0008]因此，急需一種新型的，適用面廣的，簡易的，效果更好的混色結(jié)構來解決混色問題。
實用新型內(nèi)容
[0009]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種新型的，能夠有效解決LED混色問題的透鏡結(jié)構，此透鏡結(jié)構同時也能解決照度均勻度的問題。
[0010]本實用新型的通過如下技術方案實施:
[0011]一種基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，包括置于透鏡組底部的LED光源和混色透鏡組，所述透鏡組包括了聚光光學器件和變排列陣列透鏡；所述變排列陣列透鏡由多個大小不一的復眼陣列形式組成，單個復眼大小以中心向四周對稱式變化。
[0012]所述復眼為單面或是雙面，所述復眼為圓形、三角形、方形、多邊形中的一種。
[0013]所述LED光源為單色LED光源中的一種或多種。
[0014]所述聚光光學器件可為頂部大、底部小的倒錐形結(jié)構形式，內(nèi)側(cè)壁滿足全反射原理，或為依據(jù)光折射原理的傳統(tǒng)的凸透鏡形式，LED光源設置于該類凸透鏡一倍焦距附近。
[0015]所述變排列陣列透鏡與聚光光學器件的距離在0-10mm。
[0016]所述聚光光學器件，其材料為PMMA，P0LYC0RB，或者其他透鏡類光學材料；變排列陣列透鏡，其材料為PMMA，P0LYC0RB，或者其他透鏡類光學材料。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，具有的有益效果為:通過變排列復眼透鏡的方式，獲得了比傳統(tǒng)方案更好的混光效果，同時兼顧調(diào)制了整個透鏡組的出光角度；放開了聚光透鏡組的選擇限制和形狀限制，使該方案具有更好的通用性。
【附圖說明】
[0018]圖1是采用TIR反光透鏡作為聚光光學器件的正視圖。
[0019]圖2是采用TIR反光透鏡作為聚光光學器件的側(cè)視圖。
[0020]圖3是變排列復眼透鏡的俯視圖。
[0021]圖4是采用傳統(tǒng)凸透鏡作為聚光光學器件的實例示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。
[0023]參考圖1至圖3，本實例中的變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其包括了設置于底部的LED光源I和透鏡組，所述透鏡組包括了聚光光學器件2和變排列陣列透鏡3。
[0024]其中，LED光源I可以為單色LED光源，也可以為紅色，綠色，藍色，白色LED光源中的一種或多種組合
[0025]聚光光學器件2在本例中為的形式為TIR反光透鏡，其為一種頂部大，底部小的類似倒錐型結(jié)構，聚光光學器件，為依據(jù)光折射原理的傳統(tǒng)的凸透鏡形式，LED光源位于凸透鏡的一倍焦距附近，其收集來自底部LED光源I發(fā)出的光線，依靠側(cè)壁201的全內(nèi)反射原理減小了光的出射角度，實現(xiàn)聚光的作用。為了保證透鏡反射光線的效果，透鏡組的材料采用亞克力，PC等透明光學材質(zhì)。
[0026]變排列陣列透鏡3在本例中給出了一種雙面矩形變排列的形式。其正視圖如圖3所示。其特征在于，由于其的變排列特性，所形成的單元復眼矩形特征形狀不唯一。在本例中，復眼單元矩形的大小按照中心小，邊緣大的規(guī)律進行排列，其中最大的矩形復眼單元尺寸為2.56mm*2.56mm，最小的復眼單元尺寸為0.85mm*0.85mm,其余還包括的尺寸有:
2.56mm*1.44mm, 0.85mm*1.44mm,等等，不--列舉。如圖3中所不復眼單兀301與復眼單元302的形狀有明顯的不同。聚光光學器件2將來自底部的LED光源I的光線作聚光處理，然后經(jīng)由變排列陣列透鏡3出射，在調(diào)制出射角度的同時實現(xiàn)混色的效果?？紤]到折射性質(zhì)的需要，變排列陣列透鏡3的材料采用亞克力，PC等透明光學材質(zhì)。其與聚光光學器件2的間隔距離無嚴格限制，可以在O至1mm內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
[0027]參考圖4，給出了另一種采用傳統(tǒng)凸透鏡4作為聚光光學器件的實例示意圖。.所述傳統(tǒng)凸透鏡4的焦距通常為正，將LED光源I置于凸透鏡4的一倍焦距附近，使出射光線通過凸透鏡4后實現(xiàn)匯聚后，再通過變排列陣列透鏡3，同樣實現(xiàn)了混色的效果。
[0028]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其特征在于，包括置于透鏡組底部的LED光源和混色透鏡組，所述透鏡組包括了聚光光學器件和變排列陣列透鏡；所述變排列陣列透鏡由多個大小不一的復眼陣列形式組成，單個復眼大小以中心向四周對稱式變化。2.如權利要求1所述基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其特征在于，所述復眼為單面或是雙面，所述復眼為圓形、三角形、方形、多邊形中的一種。3.如權利要求1所述基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其特征在于，所述LED光源為單色LED光源中的一種或多種。4.如權利要求1所述基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其特征在于，所述聚光光學器件可為頂部大、底部小的倒錐形結(jié)構形式，內(nèi)側(cè)壁滿足全反射原理，或為依據(jù)光折射原理的傳統(tǒng)的凸透鏡形式，LED光源設置于該類凸透鏡一倍焦距附近。5.如權利要求1所述基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其特征在于，所述變排列陣列透鏡與聚光光學器件的距離在0-10mm。6.如權利要求1所述基于變排列陣列透鏡原理的混色透鏡組，其特征在于，所述聚光光學器件，其材料為PMMA，P0LYC0R中的任意一種；變排列陣列透鏡，其材料為PMMA，P0LYC0RB中的任意一種。
【文檔編號】F21V5-04GK204287524SQ201420594302
【發(fā)明者】許超, 辛英杰, 高建斌 [申請人]鹽城新光子科技有限公司