專利名稱：二次光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及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(jìn)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(jìn)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(dá)到聚光 的目的。采用這種方式進(jìn)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(jìn)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(jìn)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。
實用新型內(nèi)容
本實用新型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。
本實用新型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(yuǎn)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，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。
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。
二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述入光面是半球狀凹面。
二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述入光面是圓滑過度的凹面。
二次光學(xué)透鏡，其特征在于，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。
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。
本實用新型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(yuǎn)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。
本實用新型涉及的二次光學(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(dāng)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 實用新型涉及的二次光學(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，本實用新型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。本實用新型涉及的二次光學(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是本實用新型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是本實用新型第一個實施例側(cè)視圖。
6圖5是本實用新型第一個實施例立體圖。
圖6是本實用新型第一個實施例與圖5不同視點的立體圖。
圖7是本實用新型第一個實施例在圖3所示剖面的出光圖。
圖8是本實用新型第一個實施例在圖2所示剖面的出光圖。
圖9是本實用新型第二個實施例的示意圖。
圖10是本實用新型第二個實施例的分解示意圖。
圖11是本實用新型第二個實施例一個工作模組的示意圖。圖12是本實用新型第二個實施例一個工作模組的分解示意圖。
圖13是本實用新型第三個實施例的配光曲線圖。 圖14是圖13之配光曲線圖的直角坐標(biāo)形式。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)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(yuǎn)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。
本實用新型的第二個實施例是一種LED路燈，是本實用新 型第一個實施例的應(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(jī)構(gòu)；路燈桿連接機(jī) 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(jī)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(jī)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(yuǎn)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(yuǎn)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101 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(dá)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。
本實用新型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(biāo)形式，極坐標(biāo)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(qiáng)值，越靠外圈光強(qiáng)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(biāo)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)透鏡的形狀就是本實用新型 第一個實施例之二次光學(xué)鏡的形狀。用本實用新型第一個實施 例的透鏡進(jìn)行驗證，實現(xiàn)了本二次光學(xué)透鏡的設(shè)計目的。
本實用新型的第四個實施例也是一種二次光學(xué)透鏡，與本 實用新型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(yuǎn)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。
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(yuǎn)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。
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1所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于，所述 入光面是半球狀凹面。
5、 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 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。其特征在于，二次 且入光面及出光面
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(yuǎn)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。
專利摘要本實用新型涉及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(yuǎn)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G02B3/00GK201141922SQ20072017245
公開日2008年10月29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:東莞勤上光電股份有限公司