專利名稱：二次光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明技術(shù)，尤其涉及一種LED路燈用二次 光學(xué)透鏡。
背景技術(shù)：
在LED照明技術(shù)中，為了提高LED的出光效率和使用方便， 一般需要對LED芯片進行一次封裝，比如采用球透鏡的封裝方 式。對于特定的應(yīng)用場合，如LED路燈照明，要求光線集中照 射，以便形成需要的光斑，從而需要對一次封裝后的LED芯片 (一般稱LED燈泡)進行二次光學(xué)處理?，F(xiàn)有技術(shù)的處理方式 為，在一組LED燈泡前加裝一個公共的二次透鏡，以達到聚光 的目的。采用這種方式進行二次處理，因為LED燈泡與二次透 鏡之間必須預(yù)設(shè)一個距離，進入二次透鏡的光線已經(jīng)是雜光， 所以二次光學(xué)處理的出光率低。另一方面，進入二次透鏡的光 線已經(jīng)是雜光，出光光斑的形狀較難控制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一 種出光效率高、容易控制照明設(shè)備出光光斑形狀的二次光學(xué)透 鏡。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)二次光學(xué)透鏡，其特征在于，具有一基面，并且基面是一 平面；出光面由二個局部球面及介于二個局部球面之間的過度 面組成；出光面與基面相貫，界定出基面的輪廓；基面中央設(shè) 有入光面，入光面是一凹面；基面、入光面、出光面共同界定 出二次光透鏡的本體；二次光學(xué)透鏡還包括設(shè)置于本體基面的 一對扣勾， 一對扣勾分別設(shè)置于基面縱向的二個邊緣；扣勾之 勾尖沿基面縱向延伸至基面以外，勾尖的正面即朝向出光面的 一面是第一平面，第一平面與基面平行，勾尖的背面即遠離出 光面的一面是第二平面，第二平面相對第一平面是一斜面，第 二平面延伸至基面以外的一端為低端。二次光學(xué)透鏡，其特征在于， 的直線相切過度和出光面?zhèn)让娴膱A二次光學(xué)透鏡，其特征在于， 間為圓弧過度。二次光學(xué)透鏡，其特征在于，二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述過度面包括出光面頂部 弧過度。所述出光面之頂面與側(cè)面之所述入光面是半球狀凹面。 所述入光面是圓滑過度的凹二次光學(xué)透鏡是PVC或ABS 出光面表面均具有一拋光層。面。二次光學(xué)透鏡，其特征在于， 或PP材料經(jīng)注塑而成，且入光面及其特征在于，二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述過度面包括出光面頂部 的直線相切過度和出光面?zhèn)让娴膱A弧過度；所述出光面之頂面 與側(cè)面之間為圓弧過度；所述入光面是半球狀凹面；二次光學(xué) 透鏡是PVC或ABS或PP材料經(jīng)注塑而成，且入光面及出光面表 面均具有一拋光層。本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)二次光學(xué)透鏡，其特征在于，具有一基面，并且基面是一 平面；出光面由二個局部球面及介于二個局部球面之間的過度 面組成；出光面與基面相貫，界定出基面的輪廓；基面中央設(shè) 有入光面，入光面是一凹面；基面、入光面、出光面共同界定 出二次光透鏡的本體；二次光學(xué)透鏡還包括設(shè)置于本體基面的 一對扣勾， 一對扣勾分別設(shè)置于基面縱向的二個邊緣；扣勾之 勾尖沿基面縱向延伸至基面以外，勾尖的正面即朝向出光面的 一面是一平面，該平面與基面平行，勾尖的背面即遠離出光面 的弧面，該弧面延伸至基面以外的一端低于另一端。
二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述過度面包括出光面頂部 的直線相切過度和出光面?zhèn)让娴膱A弧過度；所述出光面之頂面與側(cè)面之間為圓弧過度；所述入光面是半球狀凹面；二次光學(xué) 透鏡是PVC或ABS或PP材料經(jīng)注塑而成，且入光面及出光面表 面均具有一拋光層。本發(fā)明涉及的二次光學(xué)透鏡，基面、入光面、出光面共同界定出二次光透鏡的本體；基面中央設(shè)有向內(nèi)凹的入光面，該 凹面可以與一次透鏡的頂部凸凹相嵌無縫配合，因LED發(fā)光芯片本身具有好的聚光特性， 一次透鏡的出光部位基本為一次透 鏡的頂部，因此一次透鏡的出光全部直接成為二次透鏡的入光， 沒有中間過程，當一、二次透鏡采有相同的材料時，對比現(xiàn)有 技術(shù)，減少二次折射損失，并且減少了雜光損失，因此本發(fā)明 涉及的二次光學(xué)透鏡導(dǎo)光方式更直接，出光效率高。二次光學(xué) 透鏡還包括設(shè)置于本體基面的一對扣勾， 一對扣勾分別設(shè)置于 基面縱向的二個邊緣，使用時，LED燈泡一般設(shè)置在導(dǎo)熱底板上， 本發(fā)明中的扣勾用于扣住導(dǎo)熱底板，導(dǎo)熱底板的扣位還可以設(shè) 置成彈性扣位，以便二次光學(xué)透鏡與LED燈泡之間具有一定的 貼合力，保證一次透鏡與二次光學(xué)透鏡的無縫配合。本發(fā)明涉 及的二次光學(xué)透鏡是針對一個LED燈泡的，LED照明設(shè)備設(shè)置了 多少個LED燈泡，就要設(shè)置多少個二次光學(xué)透鏡，因此設(shè)計照 明設(shè)備時可以對每個二次光學(xué)透鏡的出光光斑分別控制，與每 臺照明設(shè)備只有一個二次透鏡的現(xiàn)有技術(shù)相比，照明設(shè)備的出 光光班更容易控制。


圖1是本發(fā)明第一個實施例主視圖。圖2是圖1中A-A剖視圖。圖3是圖1中B-B剖視圖。圖4是本發(fā)明第一個實施例側(cè)視圖。圖5是本發(fā)明第一個實施例立體圖。圖6是本發(fā)明第一個實施例與圖5不同視點的立體圖。圖7是本發(fā)明第一個實施例在圖3所示剖面的出光圖。圖8是本發(fā)明第一個實施例在圖2所示剖面的出光圖。圖9是本發(fā)明第二個實施例的示意圖。圖10是本發(fā)明第二個實施例的分解示意圖。圖11是本發(fā)明第二個實施例一個工作模組的示意圖。圖12是本發(fā)明第二個實施例一個工作模組的分解示意圖。圖13是本發(fā)明第三個實施例的配光曲線圖。圖14是本發(fā)明第三個實施例試驗光斑。圖15是圖13之配光曲線圖的直角坐標形式。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。參考圖1至圖6， 本實用新型的第一個實施例是一種二次光學(xué)透鏡105，具有一基 面1054，并且基面1054是一平面；出光面1055由二個局部球 面及介于二個局部球面之間的過度面組成；出光面1055與基面 1054相貫，界定出基面1054的輪廓；基面1054中央設(shè)有入光 面1053，入光面1053是一凹面；基面1054、入光面1053、出 光1055面共同界定出二次光透鏡105的本體1051; 二次光學(xué)透 鏡105還包括設(shè)置于本體基面104的一對扣勾1052， 一對扣勾 1052分別設(shè)置于基面1054縱向的二個邊緣；扣勾1052之勾尖 沿基面1054縱向延伸至基面1054以外，勾尖的正面即朝向出 光面1055的一面是平面，該平面與基面1054平行，勾尖的背 面即遠離出光面1055的一面是相對前述平面的一斜面，斜面延 伸至基面1054以外的一端為低端；再次參考圖1至圖6，過度 面包括出光面1055頂部的直線相切過度和出光面1055側(cè)面的 圓弧過度；出光面1055之頂面與側(cè)面之間為圓弧過度；本實施
例中，入光面1053是半球狀凹面，其球徑與相合使用的LED燈 泡之球透鏡的球徑相等；二次光學(xué)透鏡105是ABS材料經(jīng)注塑 而成，對應(yīng)地，配合使用的LED燈泡之球透鏡的材料是相同的 ABS材料；入光面1053及出光面表1055面均具有一拋光層。參 考圖7、圖8，直觀地示出了本實施例在橫縱二個剖面的出光示 意圖。本發(fā)明的第二個實施例是一種LED路燈，是本發(fā)明第一個 實施例的應(yīng)用。參考圖9至圖12， ， LED路燈包括燈體101和LED 燈泡103，燈體101具有正面和反面，燈體101的正面具有一由 側(cè)板和底面界定出的腔體，燈體的反面設(shè)有散熱翅1011，燈體 反面的一端還設(shè)有路燈桿連接機構(gòu)；路燈桿連接機構(gòu)包括二塊 具有圓弧凹面的夾塊，下夾塊1013設(shè)置在燈體101反面，是燈 體101的一部分，上夾塊(圖中未示出)自由設(shè)置，上夾塊、下 夾塊1013的圓弧凹面相向設(shè)置，上夾塊通過螺絲釘連接下夾塊 1013，路燈桿設(shè)置于上夾塊圓弧凹面與下夾塊1013圓弧凹面之 間；腔體底具有一個平面，腔體內(nèi)還設(shè)有一隔板1012，隔板1012 靠近路燈桿連接機構(gòu)所在的一端，隔板1012將腔體界定為二部 分，靠近路燈桿連接機構(gòu)所在一端的副腔體1015以及位于隔板 另一側(cè)的主腔體1014;隔板1012 二端與腔體側(cè)壁之間設(shè)有令主 腔體1014與副腔體1015互通的間隙；LED路燈還包括LED陣 列板，LED陣列板包括導(dǎo)熱底板102的LED燈泡103，導(dǎo)熱底板 102上具有印刷電路，LED燈泡103設(shè)置在導(dǎo)熱底板102的一個 面；LED路燈還包括二次光學(xué)透鏡105， 二次光學(xué)透105鏡設(shè)置 在透鏡底板104上，透鏡底板104與導(dǎo)熱底板102平行設(shè)置， 每個LED燈泡103對應(yīng)一個二次光學(xué)透鏡105;透鏡底板104朝 向?qū)岬装?02的一側(cè)設(shè)有若干等高的支承位(圖中未示出)， 支承位抵接導(dǎo)熱底板102，界定出透鏡底板104同導(dǎo)熱底板102 之間的距離；本實施例中，支承位是若干條隆起的棱，棱與導(dǎo) 熱底板102的抵接面是平面；透鏡底板104及導(dǎo)熱底板102用 于與燈體101連接的孔通過所述的棱；透鏡底板104的孔是帶 有沉孔的孔，沉孔設(shè)置于遠離導(dǎo)熱底板102的一面；參考圖12、圖12，本實施例的透鏡底板104還設(shè)有扣位，導(dǎo)熱底板102還 設(shè)有凹位，用于透鏡底板104同導(dǎo)熱底板102的預(yù)裝配；燈體 101側(cè)板遠離腔體底面一端的內(nèi)側(cè)設(shè)有臺階，LED路燈還包括燈 罩107，燈罩107通過螺絲釘設(shè)置在燈體IOI腔體側(cè)板的臺階內(nèi)， 燈罩107與燈體101構(gòu)成一封閉的腔；燈罩107與燈體101的 結(jié)合處還設(shè)有密封墊106;燈體101為導(dǎo)熱的金屬材料制成，燈 體101之副腔體1015的底面還具有通往反面的出線孔1016。參 考圖2， LED陣列板由若干個LED子陣列板構(gòu)成，每個LED子陣 列板上設(shè)置一組LED燈泡；透鏡底板也由若干個透鏡子底板構(gòu) 成，透鏡子底板設(shè)置一組二次光學(xué)透鏡，二次光學(xué)透鏡數(shù)量和 設(shè)置位置與對應(yīng)的導(dǎo)熱底板上的LED燈泡相對應(yīng)。參考圖11、 圖12， 一個LED子陣列板組合一個裝好二次光學(xué)透鏡的透鏡底 板，即構(gòu)成一個工作模組。燈罩107為透明的壓克力平板，壓 克力板的表面設(shè)有不透明的絲印層，絲印層靠近壓克力平板的 四周，壓克力板表面還具有未設(shè)絲印層的透光區(qū)域，絲印層位 于透光區(qū)域的周圍。本實施例中，出線孔1015處還設(shè)置一防水 接頭，防水接頭采用市購品。燈體101反面的散熱翅1011的頂 端構(gòu)成一個曲面，且與LED陣列板中心相對的區(qū)域之散熱翅1011 的高度高于其它區(qū)域，以同時達到美觀和有效散熱的效果，LED 陣列板中心LED燈泡103的排布最密集，工作時產(chǎn)生的熱量多， 因而需要更大的散熱面積。燈體101是鋁合金材料通過壓鑄成 型的。本發(fā)明的第三個實施例是二次光學(xué)透鏡的設(shè)計及光學(xué)驗證 實例，設(shè)定對透鏡的出光要求如圖13之配光曲線圖所示，圖13 是配光曲線的極坐標形式，極坐標圖的原點(同心圓圓心處) 為二次光學(xué)透鏡的發(fā)光面的中心；每個同心圓表示一個光強 值，越靠外圈光強越大；圖中的各個角度值是這個剖面上的垂
直角度，向下方向被定義為0° ;圖14是圖13的直角坐標形式； 根據(jù)配光曲線圖可知，所需的光斑是矩形光斑；根據(jù)折射原理 及設(shè)計經(jīng)驗可知所需二次光學(xué)透鏡的形狀就是本發(fā)明第一個實 施例之二次光學(xué)鏡的形狀。用本發(fā)明第一個實施例的透鏡進行驗證，光斑如圖15圖示，實現(xiàn)了本二次光學(xué)透鏡的設(shè)計目的。本發(fā)明的第四個實施例也是一種二次光學(xué)透鏡，與本發(fā)明 第一個實施例的不同之處在于，扣勾背部之斜面不是一平面， 而是一弧形面，安裝時二次光學(xué)透鏡可以更方便地滑入導(dǎo)熱底 板。
權(quán)利要求
1、 二次光學(xué)透鏡，其特征在于，具有一基面，并且基面是一平面；出光面由二個局部球面及介于二個局部球面之間的過度面組成；出光面與基面相貫，界定出基面的輪廓；基面中央設(shè)有入光面，入光面是一凹面；基面、入光面、出光面共同界定出二次光透鏡的本體；二次光學(xué)透鏡還包括設(shè)置于本體基面的一對扣勾， 一對扣勾分 別設(shè)置于基面縱向的二個邊緣；扣勾之勾尖沿基面縱向延伸至基面 以外，勾尖的正面即朝向出光面的一面是第一平面，第一平面與基 面平行，勾尖的背面即遠離出光面的一面是第二平面，第二平面相 對第一平面是一斜面，第二平面延伸至基面以外的一端為低端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述 過度面包括出光面頂部的直線相切過度和出光面?zhèn)让娴膱A弧過度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述 出光面之頂面與側(cè)面之間為圓弧過度。
4、根據(jù)權(quán)利要求 入光面是半球狀凹面。1所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述其特征在于，所述其特征在于，二次 且入光面及出光面
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次光學(xué)透鏡， 入光面是圓滑過度的凹面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次光學(xué)透鏡， 光學(xué)透鏡是PVC或ABS或PP材料經(jīng)注塑而成， 表面均具有一拋光層。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述 過度面包括出光面頂部的直線相切過度和出光面?zhèn)让娴膱A弧過度； 所述出光面之頂面與側(cè)面之間為圓弧過度；所述入光面是半球狀凹面；二次光學(xué)透鏡是PVC或ABS或PP材料經(jīng)注塑而成，且入光面及出光面表面均具有一拋光層。
8、 二次光學(xué)透鏡，其特征在于， 具有一基面，并且基面是一平面；出光面由二個局部球面及介于二個局部球面之間的過度面組成；出光面與基面相貫，界定出基面的輪廓；基面中央設(shè)有入光面，入光面是一凹面；基面、入光面、出光面共同界定出二次光透鏡的本體；二次光學(xué)透鏡還包括設(shè)置于本體基面的一對扣勾， 一對扣勾分 別設(shè)置于基面縱向的二個邊緣；扣勾之勾尖沿基面縱向延伸至基面 以外，勾尖的正面即朝向出光面的一面是一平面，該平面與基面平 行，勾尖的背面即遠離出光面的弧面，該弧面延伸至基面以外的一 端低于另一端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述 過度面包括出光面頂部的直線相切過度和出光面?zhèn)让娴膱A弧過度； 所述出光面之頂面與側(cè)面之間為圓弧過度；所述入光面是半球狀凹 面；二次光學(xué)透鏡是PVC或ABS或PP材料經(jīng)注塑而成，且入光面及出光面表面均具有一拋光層。
全文摘要
本發(fā)明涉及LED照明技術(shù)，尤其涉及一種LED路燈用二次光學(xué)透鏡，其特征在于，具有一基面，并且基面是一平面；出光面由二個局部球面及介于二個局部球面之間的過渡面組成；出光面與基面相貫，界定出基面的輪廓；基面中央設(shè)有入光面，入光面是一凹面；基面、入光面、出光面共同界定出二次光透鏡的本體；二次光學(xué)透鏡還包括設(shè)置于本體基面的一對扣勾，一對扣勾分別設(shè)置于基面縱向的二個邊緣；扣勾之勾尖沿基面縱向延伸至基面以外，勾尖的正面即朝向出光面的一面是第一平面，第一平面與基面平行，勾尖的背面即遠離出光面的一面是第二平面，第二平面相對第一平面是一斜面，第二平面延伸至基面以外的一端為低端。
文檔編號G02B3/00GK101144863SQ20071012394
公開日2008年3月19日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者李旭亮 申請人:李旭亮