本實用新型涉及LED燈具照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于LED燈具中形成環(huán)形光斑的二次透鏡。

背景技術(shù)：

LED透鏡是與LED緊密聯(lián)系在一起的部件，其能增強LED的光使用效率和發(fā)光效率，可以根據(jù)不同的效果來使用不同的透鏡以改變LED的光場分布的光學(xué)系統(tǒng)。LED透鏡分為一次透鏡和二次透鏡，一次透鏡直接封裝(或粘合)于LED芯片支架上，與LED成為一個整體。LED芯片發(fā)光是180度的，一次透鏡一般用PMMA、PC、光學(xué)玻璃或硅膠等材料制成。二次透鏡與LED是兩個獨立的部件，功能是將LED光源的發(fā)光角度再次匯聚成5°至160°之間任意想要的角度，光場的分布主要可分為：圓形、橢圓形和矩形。二次透鏡材料一般用光學(xué)級PMMA或者PC。二次透鏡的目的是將光場整形成任意的形狀，其照明面是固定距離的，為了在不同距離的地方得到均勻亮度的照明，必須設(shè)計可調(diào)焦的二次透鏡。如申請?zhí)枮?01410180000.4的發(fā)明專利公開了一種調(diào)整LED燈投射光角的方法，其在LED燈內(nèi)的出光方向上設(shè)置透鏡組；在LED燈的燈杯與燈罩之間設(shè)置一調(diào)焦機構(gòu)，兩者通過調(diào)焦機構(gòu)連接早一起；通過調(diào)焦機構(gòu)調(diào)整燈罩與燈杯的相對位置，至需要的光亮度所對應(yīng)的投射角，通過上述透鏡組射出，可容易調(diào)節(jié)出光角度。然而，包括前述專利申請在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)均存在因二次透鏡及調(diào)焦部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理，導(dǎo)致光照效果不理想，光線不均勻等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理、光照效果更理想、光線更均勻的可調(diào)焦的二次透鏡組合結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種可調(diào)焦的二次透鏡組合結(jié)構(gòu)，包括二次透鏡，其特征在于：還包括一調(diào)節(jié)鏡，調(diào)節(jié)鏡設(shè)置于二次透鏡出光一側(cè)的正前方，且調(diào)節(jié)鏡的結(jié)構(gòu)與二次透鏡的結(jié)構(gòu)相匹配；

所述二次透鏡包括二次透鏡體，二次透鏡體的側(cè)面整體呈錐形結(jié)構(gòu)，側(cè)面表面為外凸的弧形結(jié)構(gòu)，在二次透鏡體的背部中間設(shè)有朝內(nèi)凹進的芯片發(fā)光區(qū)，芯片發(fā)光區(qū)的側(cè)壁形成全反射入射面，正前方底部形成折射入射面；在二次透鏡體的正面中間設(shè)有朝內(nèi)凹進的折射出射區(qū)，折射出射區(qū)內(nèi)具有朝前凸出的折射出射面；二次透鏡體的側(cè)面形成全反射面，正面邊緣至折射出射區(qū)邊緣的區(qū)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鏡構(gòu)成，類似拼圖的方式；

所述調(diào)節(jié)鏡的前后兩面分別為調(diào)節(jié)鏡入射面和調(diào)節(jié)鏡出射面，其中調(diào)節(jié)鏡入射面對準(zhǔn)二次透鏡的全反射出射面，調(diào)節(jié)鏡出射面對準(zhǔn)照明面一側(cè)；所述調(diào)節(jié)鏡入射面由若干調(diào)節(jié)鏡入射子透鏡構(gòu)成，類似拼圖形狀；所述調(diào)節(jié)鏡出射面由若干調(diào)節(jié)鏡出射子透鏡構(gòu)成，類似蜂窩形狀。

進一步地，二次透鏡的折射出射面為外凸的球面形狀，其表面具有折射出射面光柵；而調(diào)節(jié)鏡的調(diào)節(jié)鏡入射面的中間設(shè)有內(nèi)凹的調(diào)節(jié)鏡中部入射面，調(diào)節(jié)鏡中部入射面與二次透鏡的折射出射面相匹配，且調(diào)節(jié)鏡中部入射面前方的調(diào)節(jié)鏡部分形成與所述折射出射面結(jié)構(gòu)相同的前凸形狀。

進一步地，二次透鏡體、芯片發(fā)光區(qū)和折射出射區(qū)的橫截圖均呈圓形，且圓心重合；折射出射區(qū)的直徑大于芯片發(fā)光區(qū)的直徑；整個二次透鏡是以橫截面圓心為對稱軸的對稱結(jié)構(gòu)。

進一步地，在所述二次透鏡的芯片發(fā)光區(qū)中，LED芯片安裝于其光線照射至折射入射面的入射角度為0-34度、照射至全反射入射面的入射角度為34-80度的位置。

進一步地，二次透鏡的全反射出射面子透鏡和調(diào)節(jié)鏡出射面的調(diào)節(jié)鏡出射子透鏡均為朝外凸出的球面形狀，而調(diào)節(jié)鏡入射面的調(diào)節(jié)鏡入射子透鏡為朝內(nèi)凹進的球面形狀。

進一步地，二次透鏡的折射入射面為朝后外凸的球面形狀。

進一步地，在二次透鏡的前部設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)凸出于二次透鏡體的側(cè)面之外。

芯片發(fā)光區(qū)中安裝LED芯片，使LED芯片發(fā)出的光按需求達到全反射區(qū)和折射區(qū)，入射角度為0—34°的光線通過折射區(qū)，入射角度為34-80°的光線通過全反射區(qū)。具體地，角度在34-80°的光線由全反射入射面6進入全反射區(qū)，被全反射面4全反射，通過全反射面4射到全反射出射面5，被全反射的光線形成平行光，從全反射出射面5射出二次透鏡，平行光在這里被全反射出射面子透鏡聚焦，形成的光斑照射在調(diào)節(jié)鏡11上。

角度在0-34°的光線由折射入射面3進入折射區(qū)，通過折射區(qū)后光線角度發(fā)生改變，由折射出射面8射出二次透鏡，形成的光斑照射在調(diào)節(jié)鏡中部入射面上。調(diào)節(jié)鏡11安裝在二次透鏡前，為圓形薄板。

由于全反射出射面子透鏡的表面、調(diào)節(jié)鏡出射子透鏡的表面和調(diào)節(jié)鏡入射子透鏡的表面都是球面，這三組球面組合成為微透鏡系統(tǒng)，使該局部區(qū)域內(nèi)光線均勻照射在目標(biāo)面上；調(diào)節(jié)二次透鏡與調(diào)節(jié)鏡之間的距離，即可調(diào)節(jié)每一組微透鏡系統(tǒng)的焦距，達到照射面光斑的聚焦，從而實現(xiàn)光斑大小的變化，并且光線均勻，光照效果良好。

附圖說明

圖1為二次透鏡的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為二次透鏡的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為二次透鏡的剖視示意圖；

圖4為調(diào)節(jié)鏡的背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為調(diào)節(jié)鏡的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為調(diào)節(jié)鏡的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型組合結(jié)構(gòu)及光路示意圖。

1為二次透鏡，2為芯片發(fā)光區(qū)，3為折射入射面，4為全反射面，5為全反射出射面，6為全反射入射面，7為固定環(huán)，8為折射出射面，9為全反射出射面子透鏡，10為折射出射面光柵，11為調(diào)節(jié)鏡，12為調(diào)節(jié)鏡出射面，13為調(diào)節(jié)鏡入射面，14為調(diào)節(jié)鏡中部入射面，15為調(diào)節(jié)鏡入射子透鏡，16為調(diào)節(jié)鏡出射子透鏡，17為LED芯片，18為照明面，19為照射光線。

具體實施方式

本實施例中，參照圖1、圖2、圖3、圖5和圖7，所述可調(diào)焦的二次透鏡組合結(jié)構(gòu)，包括二次透鏡1和調(diào)節(jié)鏡11，調(diào)節(jié)鏡11設(shè)置于二次透鏡1出光一側(cè)的正前方，且調(diào)節(jié)鏡11的結(jié)構(gòu)與二次透鏡1的結(jié)構(gòu)相匹配；

所述二次透鏡1包括二次透鏡體，二次透鏡體的側(cè)面整體呈錐形結(jié)構(gòu)，側(cè)面表面為外凸的弧形結(jié)構(gòu)，在二次透鏡體的背部中間設(shè)有朝內(nèi)凹進的芯片發(fā)光區(qū)2，芯片發(fā)光區(qū)2的側(cè)壁形成全反射入射面6，正前方底部形成折射入射面3；在二次透鏡體的正面中間設(shè)有朝內(nèi)凹進的折射出射區(qū)，折射出射區(qū)內(nèi)具有朝前凸出的折射出射面8；二次透鏡體的側(cè)面形成全反射面4，正面邊緣至折射出射區(qū)邊緣的區(qū)域形成全反射出射面5，全反射出射面5由眾多全反射出射面子透鏡9構(gòu)成，類似拼圖的方式；

參照圖4和圖6，所述調(diào)節(jié)鏡11的前后兩面分別為調(diào)節(jié)鏡入射面13和調(diào)節(jié)鏡出射面12，其中調(diào)節(jié)鏡入射面13對準(zhǔn)二次透鏡1的全反射出射面5，調(diào)節(jié)鏡出射面12對準(zhǔn)照明面18一側(cè)；所述調(diào)節(jié)鏡入射面13由眾多調(diào)節(jié)鏡入射子透鏡15構(gòu)成，類似拼圖形狀；所述調(diào)節(jié)鏡出射面12由眾多調(diào)節(jié)鏡出射子透鏡16構(gòu)成，類似蜂窩形狀。

二次透鏡1的折射出射面8為外凸的球面形狀，其表面具有折射出射面光柵10；而調(diào)節(jié)鏡11的調(diào)節(jié)鏡入射面13的中間設(shè)有內(nèi)凹的調(diào)節(jié)鏡中部入射面14，調(diào)節(jié)鏡中部入射面14與二次透鏡1的折射出射面8相匹配，且調(diào)節(jié)鏡中部入射面14前方的調(diào)節(jié)鏡部分形成與所述折射出射面8結(jié)構(gòu)相同的前凸形狀。

二次透鏡體、芯片發(fā)光區(qū)2和折射出射區(qū)的橫截圖均呈圓形，且圓心重合；折射出射區(qū)的直徑大于芯片發(fā)光區(qū)2的直徑；整個二次透鏡1是以橫截面圓心為對稱軸的對稱結(jié)構(gòu)。

在所述二次透鏡1的芯片發(fā)光區(qū)2中，LED芯片17安裝于其光線照射至折射入射面3的入射角度為0-34度、照射至全反射入射6面的入射角度為34-80度的位置。

二次透鏡1的全反射出射面子透鏡9和調(diào)節(jié)鏡出射面12的調(diào)節(jié)鏡出射子透鏡16均為朝外凸出的球面形狀，而調(diào)節(jié)鏡入射面13的調(diào)節(jié)鏡入射子透鏡15為朝內(nèi)凹進的球面形狀。

二次透鏡1的折射入射面3為朝后外凸的球面形狀。

在二次透鏡1的前部設(shè)有固定環(huán)7，固定環(huán)凸出于二次透鏡體的側(cè)面之外。

芯片發(fā)光區(qū)2中安裝LED芯片17，使LED芯片17發(fā)出的光按需求達到全反射區(qū)和折射區(qū)，入射角度為0—34°的照射光線19通過折射區(qū)，而入射角度為34-80°的照射光線19通過全反射區(qū)。具體地，角度在34-80°的光線由全反射入射面6進入全反射區(qū)，被全反射面4全反射，通過全反射面4射到全反射出射面5，被全反射的光線形成平行光，從全反射出射面5射出二次透鏡1，平行光在這里被全反射出射面子透鏡9聚焦，形成的光斑照射在調(diào)節(jié)鏡11上。

角度在0-34°的光線由折射入射面3進入折射區(qū)，通過折射區(qū)后光線角度發(fā)生改變，由折射出射面8射出二次透鏡1，形成的光斑照射在調(diào)節(jié)鏡中部入射面14上。調(diào)節(jié)鏡11安裝在二次透鏡1前，為圓形薄板。

以上已將本實用新型做一詳細(xì)說明，以上所述，僅為本實用新型之較佳實施例而已，當(dāng)不能限定本實用新型實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋范圍內(nèi)。