CN103542370A - 基于rgbw多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，包括灯体和设置于灯体底部的彩色光源，所述灯体包括聚光透镜组和调光透镜组，所述聚光透镜组和调光透镜组之间的距离可调，所述聚光透镜组包括全内反射透镜和散光复眼阵列，所述调光透镜组包括由多个凹透镜排布组成的聚光复眼阵列，可将将来自全内反射透镜的光线进行分布式均匀化处理，而且因为散光复眼阵列和聚光复眼阵列之间的距离是可调的，因此不仅能实现光源的均匀混光，而且通过调节散光复眼阵列和聚光复眼阵列之间的距离可实现灯具从窄角到广角的调光，对于多灯珠RGBW光源来说，各LED灯珠在单独控制电流的情况下，混光后可以达到几乎所有CIE色坐标颜色。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于RGBW多种颜色混光的二次LED透镜，特别是基于RGBW/RGB多种颜色LED均匀混光的可调光强角度组合透镜。
背景技术
在LED封装及照明产品中，透镜改变并优化LED光场分布，增强光的使用效率和发光效率，对于提高照明性能起到了至关重要的作用。 LED透镜分为一次透镜和二次透镜。一次透镜是直接封装（或粘合）在LED芯片支架上，与LED成为一个整体。一般用PMMA、PC、光学玻璃、硅胶等材料。而二次透镜与LED是两个独立的物体，但它们在应用时却密不可分，二次透镜可将LED光源的发光角度再次汇聚光成5°至160°之间的任意想要的角度，光场的分布主要可分为：圆形、椭圆形、矩形；二次透镜材料一般用光学级PMMA或者PC；在特殊情况下可选择玻璃，而目前市面上的二次透镜包括穿透式（凸透镜）和折反射式（全内反射透镜：锥型或杯型），对于穿透式二次透镜，当LED光线经过透镜的一个曲面（双凸有个曲面）时光线会发生折射而聚光，而且当调整透镜与LED之间的距离时，出光角度也会变化（角度与距离成反比），经过光学设计的透镜光斑将会非常均匀，但由于透镜直径和透镜模式的限制，LED的光利用率不高及光斑边缘有比较明显的黄边；一般应用在大角度（50°以上）的聚光，如台灯、吧灯等室内照明灯具；但对于多灯珠RGBW光源却无法实现均匀混光，而且光源利用率低，以至于光效差（参照图1所示）。对于折反射式二次透镜，透镜的设计在正前方用穿透式聚光，而锥形面又可以将侧光全部收集并反射出去，而这两种光线的重叠（角度相同）就可得到比较完善的光线利用与较好的光斑效果；也可在锥形透镜表面做些改变，可设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。但对于多灯珠RGBW光源却也无法实现均匀混光。另外，通过设置口径大的反射杯效率虽然有所提高，但结构占用空间大，也仍然无法实现均匀混光。
因此，针对目前LED二次透镜存在的问题，急需解决以上问题，设计出一种光源利用率好，光效高，且结构紧凑的二次LED透镜，以实现多灯珠RGBW光源的均匀混光，从而提高照明效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能实现多灯珠RGBW光源的均匀混光，从而提高照明效果的一种基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，包括灯体和设置于灯体底部的彩色光源，所述彩色光源为红色LED灯珠、绿色LED灯珠、蓝色LED灯珠、白色LED灯珠的中的一种或多种组合，所述灯体包括聚光透镜组和设置于聚光透镜外的调光透镜组，所述聚光透镜组和调光透镜组之间的距离可调，所述聚光透镜组包括全内反射透镜和设置于全内反射透镜表面、由多个凸透镜排布组成的散光复眼阵列，所述调光透镜组包括由多个凹透镜排布组成的聚光复眼阵列。
进一步，所述聚光透镜组上还设置有套接在彩色光源上的散光腔。通过散光腔，能对来自彩色光源上的光线更好地散射至全内反射透镜的反射壁上，让光线能更好地分布在散光复眼阵列上，提高颜色的匀光效果。
进一步，所述散光腔为外顶面小、内底面大的圆台结构。通过采用散光腔的外顶面小、内底面大的圆台结构，散光效果好而且结构简单 。
进一步，所述全内反射透镜为外顶面大，内底面小的圆台结构，所述全内反射透镜包括作为全内反射透镜侧壁的全内反射部。
进一步，所述聚光复眼阵列上的凹透镜与散光复眼阵列上的凸透镜一一对应。
进一步，所述聚光复眼阵列上凹透镜的凹陷部分与散光复眼阵列上的凸透镜的凸起部分相互吻合。聚光复眼阵列上的凹透镜与散光复眼阵列上的凸透镜一一对应且相互吻合的方式，能使聚光复眼阵列和散光复眼阵列完全贴合，实现更好的调光和匀光效果。
进一步，所述散光复眼阵列和聚光复眼阵列相互平行。当散光复眼阵列和聚光复眼阵列相互平行时，其匀光效果最好。
进一步，所述聚光透镜组和调光透镜组之间的距离通过微电机进行调节。通过微电机来调节聚光透镜组和调光透镜组之间的距离，其调控的精度高，对于透镜的控制更为准确及方便。
具体地，所述散光复眼阵列和聚光复眼阵列之间的可调距离为3.0至8.0 mm。
进一步，所述散光复眼阵列和全内反射透镜为一体成型结构。采用一体成型的结构，能减少生产过程中的装配零件、提高装配效率，而且能减少光在传播过程中产生的损耗，其发光效果更佳。
本发明的有益效果是：本发明采用的一种基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，为带调光结构的LED二次透镜，彩色光源发射出来的光线经全内反射透镜反射后向外进行透射准直光线，由于全内反射透镜表面设置有由多个凸透镜排布组成的散光复眼阵列，每个凸透镜均能对进入的光线进行散光，因此散光复眼阵列能将来自全内反射透镜的光线进行分布式均匀化处理，让彩色光源发出的各种颜色的光线能发散往不同的方向，极大地实现匀光，而且调光透镜组设置有由多个凹透镜排布组成的聚光复眼阵列，对来自散光复眼阵列的发散光线进行聚光，进一步达到各种颜色均匀混光的效果，因为散光复眼阵列和聚光复眼阵列之间的距离是可调的，因此本发明不仅能实现光源的均匀混光，而且通过调节散光复眼阵列和聚光复眼阵列之间的距离可实现灯具从窄角到广角的调光，对于多灯珠RGBW光源来说，各LED灯珠在单独控制电流的情况下，混光后可以达到几乎所有CIE色坐标颜色。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜的侧视图；
图2是本发明基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜的结构分解图；
图3是本发明聚光透镜组的立体结构示意图；
图4是本发明聚光透镜组的俯视图；
图5是图4A-A的剖面视图；
图6是本发明调光透镜组的底面立体图；
图7是本发明调光透镜组的正面立体图。
具体实施方式
参照图1- 图7，本发明的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，包括灯体和设置于灯体底部的彩色光源1，所述彩色光源1为红色LED灯珠、绿色LED灯珠、蓝色LED灯珠、白色LED灯珠的中的一种或多种组合，所述灯体包括聚光透镜组2和设置于聚光透镜外的调光透镜组3，所述聚光透镜组2和调光透镜组3之间的距离可调。
所述聚光透镜组2包括全内反射透镜201和设置于全内反射透镜201表面、由多个凸透镜202排布组成的散光复眼阵列203，所述全内反射透镜201为外顶面大，内底面小的圆台结构，所述全内反射透镜201包括作为全内反射透镜201侧壁的全内反射部205，所述聚光透镜组2上还设置有套接在彩色光源1上的散光腔204，通过散光腔204，能对来自彩色光源1上的光线更好地散射至全内反射透镜201的反射部上，让光线能更好地分布在散光复眼阵列203上，提高颜色的匀光效果。。
所述调光透镜组3包括由多个凹透镜301排布组成的聚光复眼阵列302，所述聚光复眼阵列302上的凹透镜301与散光复眼阵列203上的凸透镜202一一对应，聚光复眼阵列302上凹透镜301的凹陷部分与散光复眼阵列203上的凸透镜202的凸起部分相互吻合。
本发明，为带调光结构的LED二次透镜，彩色光源1发射出来的光线经全内反射透镜201反射后向外进行透射准直光线，由于全内反射透镜201表面设置有由多个凸透镜202排布组成的散光复眼阵列203，每个凸透镜202均能对进入的光线进行散光，因此散光复眼阵列203能将来自全内反射透镜201的光线进行分布式均匀化处理，让彩色光源1发出的各种颜色的光线能发散往不同的方向，极大地实现匀光，而且调光透镜组3设置有由多个凹透镜301排布组成的聚光复眼阵列302，对来自散光复眼阵列203的发散光线进行聚光，进一步达到各种颜色均匀混光的效果，聚光复眼阵列302上的凹透镜301与散光复眼阵列203上的凸透镜202一一对应且相互吻合的方式，能使聚光复眼阵列302和散光复眼阵列203完全贴合，实现更好的调光和匀光效果。因为散光复眼阵列203和聚光复眼阵列302之间的距离是可调的，因此本发明不仅能实现光源的均匀混光，而且通过调节散光复眼阵列203和聚光复眼阵列302之间的距离可实现灯具从窄角到广角的调光，对于多灯珠RGBW光源来说，各LED灯珠在单独控制电流的情况下，混光后可以达到几乎所有CIE色坐标颜色。
进一步，所述散光腔204为外顶面小、内底面大的圆台结构。通过采用散光腔204的外顶面小、内底面大的圆台结构，散光效果好而且结构简单 。
进一步，所述散光复眼阵列203和聚光复眼阵列302相互平行。当散光复眼阵列203和聚光复眼阵列302相互平行时，其匀光效果最好。
进一步，所述聚光透镜组2和调光透镜组3之间的距离通过微电机进行调节。通过微电机来调节聚光透镜组2和调光透镜组3之间的距离，其调控的精度高，对于透镜的控制更为准确及方便。
具体地，所述散光复眼阵列203和聚光复眼阵列302之间的可调距离为3.0至8.0 mm。
进一步，所述散光复眼阵列203和全内反射透镜201为一体成型结构。采用一体成型的结构，能减少生产过程中的装配零件、提高装配效率，而且能减少光在传播过程中产生的损耗，其发光效果更佳。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：包括灯体和设置于灯体底部的彩色光源（1），所述彩色光源（1）为红色LED灯珠、绿色LED灯珠、蓝色LED灯珠、白色LED灯珠的中的多种组合，所述灯体包括聚光透镜组（2）和设置于聚光透镜外的调光透镜组（3），所述聚光透镜组（2）和调光透镜组（3）之间的距离可调，所述聚光透镜组（2）包括全内反射透镜（201）和设置于全内反射透镜（201）表面、由多个凸透镜（202）排布组成的散光复眼阵列（203），所述调光透镜组（3）包括由多个凹透镜（301）排布组成的聚光复眼阵列（302）。
2.根据权利要求1所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述聚光透镜组（2）上还设置有套接在彩色光源（1）上的散光腔（204）。
3.根据权利要求2所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述散光腔（204）为外顶面小、内底面大的圆台结构。
4.根据权利要求1所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述全内反射透镜（201）为外顶面大，内底面小的圆台结构，所述全内反射透镜（201）包括作为全内反射透镜（201）侧壁的全内反射部（205）。
5.根据权利要求1所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述聚光复眼阵列（302）上的凹透镜（301）与散光复眼阵列（203）上的凸透镜（202）一一对应。
6.根据权利要求5所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述聚光复眼阵列（302）上凹透镜（301）的凹陷部分与散光复眼阵列（203）上的凸透镜（202）的凸起部分相互吻合。
7.根据权利要求1所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述散光复眼阵列（203）和聚光复眼阵列（302）相互平行。
8.根据权利要求1或7所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述聚光透镜组（2）和调光透镜组（3）之间的距离通过微电机进行调节。
9.根据权利要求8所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述散光复眼阵列（203）和聚光复眼阵列（302）之间的可调距离为3.0至8.0 mm。
10.根据权利要求1所述的基于RGBW多种颜色均匀混光可调光强角度组合透镜，其特征在于：所述散光复眼阵列（203）和全内反射透镜（201）为一体成型结构。
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