CN201496882U - 一种可改变led光谱波长的复合光学透镜及其系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，由平凸透镜和双凹透镜胶合而成；平凸透镜是基料中混合有红、黄LED荧光粉或在基材表面涂镀有红、黄两种LED荧光粉的平凸透镜；本实用新型利用单色的蓝光LED作为输入光转化为光谱上任何一种彩色光，可应用于城市装饰类射灯、地灯以及舞台灯、节日灯等，具有很好的实用价值；且结构小、输出光色均匀、耗能小、亮度高，成本低。

Description

一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜及其系统
技术领域
本实用新型涉及一种蓝光LED，尤其是一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜及其系统。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)发光二极管(简称LED)，是通过半导体晶片将电能转化为可见光。蓝光LED的晶体外延材料是氮化铟镓(InGaN)，发射波长的范围为450nm至470nm，是目前高亮LED的基础光源。白光LED主要是利用蓝色LED为基础光源，将蓝色LED发出的一部分蓝光用来激发黄光荧光粉所产生的。当然，蓝色LED也可以使用黄光和红光荧光粉激发出黄绿光或红光和绿光，另一部分蓝光透射出来，由荧光粉的黄绿色光或红、绿光与透射的蓝光混合成光谱上的多种色彩的可见光。目前，高亮LED能够提供的基础光源是蓝色光源，或喷涂LED荧光粉产生白色光源，而制造其他色彩的光源在技术上和成本上还有一定困难。另外，无论蓝光LED，还是白光LED，由于其半导体晶片是多个PN结集成的面发光源，其照度的均匀性比较差，一般中心区域光比较强，边沿光比较弱，从而光学聚焦比较困难。
实用新型内容
为了解决背景技术中所述的技术问题，本实用新型提供了一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜及其系统。
本实用新型的技术解决方案是：本实用新型是一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜，其特殊之处在于，该复合光学透镜组由平凸透镜和双凹透镜胶合而成；所述平凸透镜是基料中混合有红、黄LED荧光粉或在基材表面涂镀有红、黄两种LED荧光粉的平凸透镜。
上述平凸透镜是红、黄LED荧光粉均匀混在所述基料中或均匀涂镀在所述基材表面的平凸透镜。
所述平凸透镜是由光敏胶、双组份光学环氧树脂组成的平凸透镜。
上述的基材是光学玻璃或光学塑料。
上述双凹透镜是光学玻璃透镜或光学塑料透镜。
上述平凸透镜和双凹透镜的胶合曲面的曲率半径相等。
上述双凹透镜的曲面是由球面或非球面构成。
上述复合光学透镜的外圆直径在φ0.5mm～φ50mm之间。
一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜系统，其特殊之处在于，该复合光学透镜组系统包括蓝光LED、平凸透镜、双凹透镜；所述平凸透镜设置在蓝光LED的输出光路上，所述双凹透镜的设置在平凸透镜的输出光路上。
上述蓝光LED是波长为400nm～495nm的高亮LED。
本实用新型利用单色的蓝光LED作为输入光转化为光谱上任何一种彩色光，可应用于城市装饰类射灯、地灯以及舞台灯、节日灯等，具有很好的实用价值。又结构小、输出光色均匀、耗能小、亮度高、成本低，在美化生活、节能环保上有很好的应用前景。
附图说明
图1是复合透镜组工作原理图；
图2是混合型平凸镜复合透镜组示意图；
图3是涂镀型平凸镜复合透镜组示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型是一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜系统，包括蓝光LED 1、平凸透镜2、双凹透镜3；平凸透镜2设置在蓝光LED 1的输出光路上，双凹透镜3的设置在平凸透镜2的输出光路上。蓝光LED 1的输出光通过平凸透镜2折射，进行第一次均匀化整形，再输入到双凹透镜3，通过第二次透镜折射，进行第二次均匀化整形，保证输出光的均匀性。
其中，蓝光LED 1是波长400nm～495nm的各种输出功率的高亮LED。
参见图2，平凸透镜2所用的基料是由光敏胶、双组份光学环氧树脂或其他光学树脂(如CR-39)组成，其中均匀地混合有红、黄两种LED荧光粉。平凸透镜2中的红、黄LED荧光粉通过蓝光LED 1输出光的激发，分别产生红光和黄光，而蓝光和红光、黄光混合后，输出某种色彩的可见光。根据光的红、黄、蓝三基色原理，通过改变红、黄荧光粉的混合量的比例，即控制红、黄、蓝光光量的比例，可以产生光谱上任何一种可见光，从而实现光谱波长的改变。
平凸透镜2中，所掺加的红、黄两种LED荧光粉的量是根据不同输出波长的需要来确定红与黄两种荧光粉的比例，每种荧光粉的用量范围是0％～100％。
双凹透镜3是光学玻璃或光学塑料透镜，其曲面是由球面构成，也可以是由非球面构成。
一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜，由平凸透镜2和双凹透镜3通过胶合而成，平凸透镜2和双凹透镜3的胶合曲面的曲率半径相等；该透镜的外圆直径在φ0.5mm～φ50mm之间。
参见图3，平凸透镜4是以光学玻璃材料或光学塑料材料作基材，将红、黄两种LED荧光粉按一定比例混合后涂镀在平凸透镜4的平面表面，以达到改变输出光的光谱波长的效果。
本实用新型所述的复合光学透镜系统提供了一个能够输出的所需色彩可见光的光学组件，并通过与聚焦光学系统或扩束准直光学系统配合，以实现聚焦、扩束或准直的实际应用。

Claims (10)

1.一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述复合光学透镜组由平凸透镜和双凹透镜胶合而成；所述平凸透镜是基料中混合有红、黄LED荧光粉或在基材表面涂镀有红、黄两种LED荧光粉的平凸透镜。
2.根据权利要求1所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述平凸透镜是红、黄LED荧光粉均匀混在所述基料中或均匀涂镀在所述基材表面的平凸透镜。
3.根据权利要求2所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述平凸透镜是由光敏胶、双组份光学环氧树脂组成的平凸透镜。
4.根据权利要求2所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述基材是光学玻璃或光学塑料。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述双凹透镜是光学玻璃透镜或光学塑料透镜。
6.根据权利要求5所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述平凸透镜和双凹透镜的胶合曲面的曲率半径相等。
7.根据权利要求6所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述双凹透镜的曲面是由球面或非球面构成。
8.根据权利要求7所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述复合光学透镜组的外圆直径在φ0.5mm～φ50mm之间。
9.一种可改变LED光谱波长的复合光学透镜组系统，其特征在于：所述复合光学透镜组系统包括蓝光LED、平凸透镜、双凹透镜；所述平凸透镜设置在蓝光LED的输出光路上，所述双凹透镜的设置在平凸透镜的输出光路上。
10.根据权利要求9所述的可改变LED光谱波长的复合光学透镜组，其特征在于：所述蓝光LED是波长为400nm～495nm的高亮LED。
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