專利名稱：一種透鏡及具有該透鏡的發(fā)光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于照明領(lǐng)域，具體地說，涉及一種透鏡及具有該透鏡的發(fā)光組件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管作為一種高效的發(fā)光源，具有環(huán)保、省電、壽命長等諸多特點(diǎn)已經(jīng)被廣 泛的運(yùn)用于各種領(lǐng)域。其二次光學(xué)設(shè)計(jì)就尤為重要，但是其中遇到的最大的難題就是LED 是面光源，區(qū)別于傳統(tǒng)光源，其光學(xué)設(shè)計(jì)也就相比傳統(tǒng)光源困難的多。匝道照明與常規(guī)道路照明不同，一般而言，匝道都要比主路狹窄些，多為單車道且 多為彎道，車輛在匝道上為單向行駛。匝道燈安裝高度低，距高比約為LED路燈的兩倍，因 此就要求匝道燈的照射范圍更廣而且不能產(chǎn)生眩光等影響駕駛員的誘導(dǎo)因素。所以提出新 的LED 二次光學(xué)設(shè)計(jì)方式是亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種光線分布均勻的且區(qū)域較 大的發(fā)光組件及構(gòu)成該發(fā)光組件的透鏡，可產(chǎn)生較為合理的光形及均勻的照度。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種透鏡，具有一供光源的光線入射 的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該入光面包括至少兩個(gè)二次曲面，所述曲面 并排排列，所述曲面的曲率沿所述曲面的排列方向單調(diào)變化；該出光面為一自由曲面，其具 有一分界線將該自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè) 曲面；以此使光線經(jīng)所述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃霸摮龉饷嫔厦娣e最大的 曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面 上二次曲面排列方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲 面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾 角。進(jìn)一步地，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入光面的中心軸與所述光源的光軸 重合，并所述夾角為90度。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型還公開了一種透鏡，具有一供光源的光線入 射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線 將該自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面；該入 光面包括至少一個(gè)形如所述出光面的自由曲面，如為多個(gè)所述自由曲面，所述自由曲面并 排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個(gè)自由曲面的曲率變化的趨勢一致；以此使光線經(jīng) 所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側(cè)及該出光面上面積最大的曲面 側(cè)偏轉(zhuǎn)；其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自 由曲面的曲率變化的趨勢方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面 上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化 的趨勢方向存在一夾角。[0008]進(jìn)一步地，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入光面的中心軸與所述光源的光軸 重合，并所述X軸與Y軸存在一 90度的夾角。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型還公開了一種發(fā)光組件，包括光源和罩設(shè)在 所述光源上的透鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出射 的出光面，該入光面包括至少兩個(gè)二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率沿所述曲 面的排列方向單調(diào)變化；該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小 兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面；以此使光線經(jīng)所述透鏡向該 入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃霸摮龉饷嫔厦娣e最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中心 軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上二次曲面的排列方向并且包含所述 中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平 面上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。進(jìn)一步地，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入光面的中心軸與所述光源的光軸 重合，并所述夾角為90度。進(jìn)一步地，還包括反射器，置于所述透鏡的出光面上曲率變化大的曲面一側(cè)，將 該曲面出射的光線反射至另一側(cè)；所述透鏡留有卡位，所述反射器放置在所述卡位中；或 者所述反射器與透鏡一起固定在發(fā)光組件的鋁基板或散熱器上。進(jìn)一步地，所述反射器的反射面為二次曲面或自由曲面，電鍍高反射率材料以獲 得鏡面反射效果或漫反射效果。進(jìn)一步地，所述反射器的外表面作蝕紋或磨砂處理以打散其他發(fā)光組件照射到該 外表面的光線。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型還公開了一種發(fā)光組件，包括光源和罩設(shè)在 所述光源上的透鏡，所述透鏡具有一供光源的光線入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出射 的出光面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較大 一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面；該入光面包括至少一個(gè)形如所述出光面的自 由曲面，如為多個(gè)所述自由曲面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個(gè) 自由曲面的曲率變化的趨勢一致；以此使光線經(jīng)所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率 變化平緩的一側(cè)及該出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中心軸穿過該光 源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向并且包含所述 中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面 上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向存在一夾角。進(jìn)一步地，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入光面的中心軸與所述光源的光軸 重合，并所述夾角為90度。進(jìn)一步地，還包括反射器，置于所述透鏡的出光面上曲率變化大的曲面一側(cè)，將 該曲面出射的光線反射至另一側(cè)。進(jìn)一步地，所述反射器的反射面為二次曲面或自由曲面，電鍍高反射率材料以獲 得鏡面反射效果或漫反射效果。進(jìn)一步地，所述反射器的外表面作蝕紋或磨砂處理以打散其他發(fā)光組件照射到該 外表面的光線。與現(xiàn)有的方案相比，本實(shí)用新型所獲得的技術(shù)效果[0020]可將光線定向發(fā)射并聚攏，極大地提高光能的利用效率，在實(shí)際應(yīng)用中沿道路方 向，燈具出射的光線應(yīng)盡量沿著行車方向照射，照射的距離接近兩燈的間距；且重要的是可 避免光線反向射出，以防照射到駕駛員的眼睛，產(chǎn)生眩光等不利因素；另外，在垂直道路方 向，燈具出射的光線可以盡可能多的照向路面，此方向照射的距離接近道路的寬度，提供了 較佳的出射光路，增加路面的光能利用率和路面的縱向和橫向光照均勻度。
圖1為本實(shí)用新型的透鏡整體效果圖。圖2為本實(shí)用新型的發(fā)光組件裝配示意圖。圖3為本實(shí)用新型的透鏡的各側(cè)面的示意圖。圖4為本實(shí)用新型的光線經(jīng)過透鏡的光路圖。圖5為本實(shí)用新型的透鏡排布示意圖。圖6為本實(shí)用新型的反射器裝配結(jié)構(gòu)圖。圖7為本實(shí)用新型的加上反射器后的光路圖。圖8為本實(shí)用新型的安裝在道路兩側(cè)的成對透鏡的示意圖。圖9為本實(shí)用新型的另一種透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實(shí)用新型的燈具照射范圍示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將配合圖式及實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，藉此對本實(shí)用新型 如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。本實(shí)用新型的核心構(gòu)思在于為了提供較佳的出射光路，增加路面的光能利用率 和路面的縱向和橫向光照均勻度，所述透鏡具有一供光源入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光 線出射的出光面，通過設(shè)計(jì)出光面和入光面的不同軸向結(jié)構(gòu)，使通過所述兩個(gè)面的光向指 定的空間方向偏轉(zhuǎn)。具體可由以下形式實(shí)現(xiàn)第一方案-該入光面包括至少兩個(gè)二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲 率沿所述曲面的排列方向單調(diào)變化；該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲 面分為大小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面；以此使光線經(jīng)所 述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃霸摮龉饷嫔厦娣e最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，所述透鏡罩住光源時(shí)應(yīng)盡量保證所述入光面的中心軸(即相當(dāng)于下面的實(shí) 施例中Z軸)穿過所述光源位置(即相當(dāng)于下面的實(shí)施例中0點(diǎn))；所述分界線，為一平行 于入光面上二次曲面的排列方向(排列方向在下面的實(shí)施例中即相當(dāng)于X軸方向，當(dāng)為多 個(gè)二次曲面時(shí)，其排列也為在X軸方向上排列延伸)并包含入光面的中心軸的平面在所述 出光面上的投影；在透鏡一體成型時(shí)可根據(jù)所期望的出射光線的偏折方向，使出光面上自 由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影(即相當(dāng)于下面的實(shí)施例中Y軸方向)與 入光面上二次曲面的排列方向存在一對應(yīng)夾角。第二方案-該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩 側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面；該入光面包括至少一個(gè)形如所 述出光面的自由曲面，如為多個(gè)所述自由曲面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的 排列方向各個(gè)自由曲面的曲率變化的趨勢一致(即每個(gè)自由曲面在排列方向上都是同一方向側(cè)的曲面的面積較大且曲率變化平緩，另一方向側(cè)的曲面的面積較小且曲率變化急 促)；以此使光線經(jīng)所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側(cè)及該出光面 上面積最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，所述透鏡罩住光源時(shí)應(yīng)盡量保證所述入光面的中心軸(即相當(dāng)于下面的實(shí) 施例中Z軸)穿過所述光源位置(即相當(dāng)于下面的實(shí)施例中0點(diǎn))；所述分界線，為一平行 于入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向(當(dāng)為多個(gè)自由曲面時(shí)也就是曲面排列方向， 在下面的實(shí)施例中即相當(dāng)于X軸方向)并包含入光面的中心軸的平面在所述出光面上的投 影；在透鏡一體成型時(shí)可根據(jù)所期望的出射光線的偏折方向，使出光面上自由曲面的曲率 變化的趨勢方向在水平面上的投影(即相當(dāng)于下面的實(shí)施例中Y軸方向)與入光面上自由 曲面的曲率變化的趨勢方向存在一對應(yīng)夾角。因?yàn)樯鲜鰞煞N主要的實(shí)現(xiàn)方式原理相同，因此以下僅以第一方案中內(nèi)凹入光面包 括兩個(gè)二次曲面為例進(jìn)行描述，其他實(shí)現(xiàn)方式，如內(nèi)凹入光面包含多個(gè)二次曲面或至少一 個(gè)自由曲面的結(jié)構(gòu)，就不再一一贅述。另外，上述夾角根據(jù)需要設(shè)置，在本方案的實(shí)施例中，為了描述方便，僅以X軸與Y 軸呈90度角進(jìn)行描述，但是本方案并不限于此。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的發(fā)光組件，如圖2所示，包括一發(fā)光二極管10，一與發(fā)光二極管 10搭配的透鏡20以及置于該透鏡20之側(cè)的反射器30。發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)形狀并不限制。 透鏡留有卡位，反射器放置在所述卡位中，或者將反射器與透鏡用螺絲一起固定在鋁基板 或散熱器上。以下以一實(shí)施例對透鏡進(jìn)行說明。該透鏡由光學(xué)性能優(yōu)越的透明材料一體成型，如PMMA或PC塑料。反射器由白色 PC或ABS等一體成型。為方便后續(xù)描述，此處引入一立體直角坐標(biāo)系，如圖1和2所示，其 中X軸對應(yīng)于透鏡20的寬度方向(即左右方向)，Y軸對應(yīng)于透鏡20的長度方向(即前后 方向)，Z軸對應(yīng)于透鏡20的高度方向(即上下方向)，同時(shí)，Z軸也是發(fā)光二極管10的光 軸。以發(fā)光二極管10的光軸(Ζ軸)為基準(zhǔn)，透鏡20罩設(shè)于發(fā)光二極管10上且透鏡20的 內(nèi)凹入光面的中心軸與發(fā)光二極管的光軸重合，即使得透鏡20的內(nèi)凹入光面的中心軸也 為Z軸?？梢愿淖兂哥R入光面與出光面以外的外圍結(jié)構(gòu)以便固定反射器。圖3為對應(yīng)圖1的該二次透鏡20的不同側(cè)面的視圖，參照圖3c，其中1為出光面， 但該出光面1并不像傳統(tǒng)的透鏡出光面一樣是一整塊球形曲面，也不是由多塊曲面平滑連 接而成，此曲面是由多個(gè)離散點(diǎn)擬合為曲線(一般稱為母線)再轉(zhuǎn)換成曲面的，實(shí)際上它是 自由曲面。參照圖3a、!3b和3c，該出光面1關(guān)于Y軸對稱。以原點(diǎn)為中心，選取X軸和Z軸 構(gòu)成的平面與出光面1的相交線為分界線，該出光面被所述分界線分成大小兩部分，Y軸的 正方向曲面面積較大且曲率變化較為緩慢，Y軸負(fù)方向的曲面面積較小且曲率變化較快，這 樣做的目的是讓光線盡量偏向Y軸的正半軸，即射向行車方向(參見圖10)。如圖4b所示，Y方向的截面，任一角度的光線入射到透鏡的入光面后，進(jìn)入透鏡的 光線的角度小于入射光線，即此入光面對光線起到朝Y軸的正方向側(cè)略微發(fā)散的作用。對于出光面，光線行進(jìn)至出光面時(shí)由于光線是由介質(zhì)傳向空氣，因而出射角大于 入射角(此入射角為入光面的出射角)，位于中心軸左側(cè)(Y軸正方向側(cè))的曲率變化緩慢 的曲面的面積較大，所以絕大部分光線都是經(jīng)過曲率變化緩慢的曲面折射向Y軸的正方向側(cè)偏轉(zhuǎn)，并略微發(fā)散。注意，要保證內(nèi)凹入光面的中心軸(點(diǎn)劃線)與發(fā)光二極管的光軸(點(diǎn)劃線)重
I=I O圖3中入光面是由兩個(gè)曲率大小不同的二次曲面加、213沿X軸的方向平滑連接而 成，參照圖3d和!Be，該入光面關(guān)于X軸對稱，處于X軸正方向的曲面2b曲率小于處于X軸 負(fù)方向的曲面加，這樣做的目的是讓光線盡量偏向X軸的負(fù)半軸，即光線向下偏，射向路面 (參見圖10)。如圖如所示，X方向的截面，當(dāng)任一角度的光線入射到透鏡的入光面時(shí)，由于光線 是由空氣傳向介質(zhì)，出射角小于入射角。入光面上，曲率較小的曲面位于X軸正方向側(cè)，二 次曲面上有更大部分的曲面(圖如中圈出的部分)其上任意一點(diǎn)的法線方向指向左上方 (X軸正方向側(cè))，從而絕大部分光線將向X軸的負(fù)方向側(cè)偏折。對于出光面，由于光線是由介質(zhì)傳向空氣，出射角大于入射角(此入射角為入光 面的出射角)，此時(shí)中心軸左側(cè)的絕大部分出射光線更多向X軸負(fù)方向側(cè)偏轉(zhuǎn)，中心軸右側(cè) 的絕大部分出射光線更多向X軸正方向側(cè)偏轉(zhuǎn)，中心軸右側(cè)的出射光線偏轉(zhuǎn)較中心軸左側(cè) 的出射光線更多；整體來說，對經(jīng)過透鏡的出射光線起到向中心軸微微聚攏的效果。由于此燈具更多應(yīng)用于匝道，而匝道路寬一般在7-14米，所以燈具在安裝時(shí)一般 處于0. 5-0. 75米的高度，因而透鏡的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)需求使出射光線的偏轉(zhuǎn)角度不應(yīng)過大，否 則可能無法照射到整個(gè)匝道路面。基于以上特點(diǎn)，所述透鏡通過折射、全反射的方式對由發(fā)光二極管發(fā)出的光線進(jìn) 行整合，重新分配出射光線的光路。使絕大部分光線沿行車方向出射，同時(shí)，在垂直道路方 向光線須向下偏轉(zhuǎn)，以利于將更多的光投射到路面(參見圖10)。在安裝時(shí)，上述透鏡置于鋁基板之上規(guī)則排布，根據(jù)實(shí)際需要可以將透鏡旋轉(zhuǎn)適 當(dāng)?shù)慕嵌?，一般在水平方向透鏡與鋁基板有一 5-10度的夾角a，如圖5所示，此夾角根據(jù)燈 具的安裝距離來調(diào)節(jié)。以下以又一實(shí)施例對反射器進(jìn)行說明。如圖6所示，所述反射器置于透鏡之上且位于所述透鏡出光面的Y軸負(fù)方向側(cè)的 曲面一側(cè)，反射器的卡位與透鏡的卡槽緊密配合方便產(chǎn)品組裝。為了減少眩光和光污染，反射器的內(nèi)表面(反射面)為二次曲面或自由曲面，可電 鍍高反射率材料以獲得鏡面反射效果或漫反射效果，若使用反射率較高的白色塑料則其內(nèi) 表面可不作處理。其作用是將負(fù)Y軸方向(透鏡出光面較小曲面)的光線反射至正Y軸方 向，此部分光線將沿行車方向出射，不僅減少了眩光還極大地提高了光能的利用效率，參考 圖7。針對圖5的多個(gè)發(fā)光組件的排列方式，該外表面可能會對排列在其后面的發(fā)光組 件出射的光線造成反射，從而造成眩光等不利因素。為了減少或弱化此種不利因素，所述 反射器的外表面必須做蝕紋或磨砂等處理以打散來自后一發(fā)光組件照射到該外表面的光 線，但是該外表面并無固定外形。當(dāng)然，如果燈具的發(fā)光組件間距足夠大也可不做蝕紋或磨 砂處理。所述發(fā)光組件在一般情況下成對使用，即分為安裝在道路左側(cè)和右側(cè)。參考圖8 所示，相對安裝的兩種發(fā)光組件除透鏡的入光面不同外(入光面的形狀相對)，其余部分均
8相同，裝配與固定方式也相同。為了方便裝配，還可以對透鏡本體進(jìn)行修改，如圖9所示，該結(jié)構(gòu)只需將透鏡卡在 鋁基板上，操作方便，大大提高組裝效率。為了適應(yīng)不同匝道的要求，該發(fā)光組件應(yīng)用在實(shí)際燈具中，一般都按一定的間距 規(guī)則排布，但不限制該發(fā)光組件使用的個(gè)數(shù)。另外，參見圖10a，沿道路方向的俯視圖，燈具出射的光線盡量沿著行車方向照射， 照射的距離接近兩燈的間距；且重要的是可避免光線反向射出，以防照射到駕駛員的眼睛， 產(chǎn)生眩光等不利因素；另外，參見圖10b，在垂直道路方向，燈具出射的光線可以盡可能多 的照向路面，此方向照射的距離接近道路的寬度。上述說明示出并描述了本實(shí)用新型的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本 實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種 其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實(shí)用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域 的技術(shù)或知識進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范 圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種透鏡，其特征在于，具有一供光源的光線入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出 射的出光面，該入光面包括至少兩個(gè)二次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率沿所述 曲面的排列方向單調(diào)變化，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大 小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面，以此使光線經(jīng)所述透鏡向 該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃霸摮龉饷嫔厦娣e最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中 心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上二次曲面排列方向并且包含所述 中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面 上的投影與該入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入光面 的中心軸與所述光源的光軸重合，并所述夾角為90度。
3.—種透鏡，其特征在于，具有一供光源的光線入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出 射的出光面，該出光面為一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較 大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面，該入光面包括至少一個(gè)形如所述出光面的 自由曲面，如為多個(gè)所述自由曲面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各 個(gè)自由曲面的曲率變化的趨勢一致，以此使光線經(jīng)所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲 率變化平緩的一側(cè)及該出光面上面積最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中心軸穿過該 光源位置；所述分界線為一平行于該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向并且包含所 述中心軸的平面在該出光面上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平 面上的投影與該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向存在一夾角。
4.如權(quán)利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入光面 的中心軸與所述光源的光軸重合，并所述X軸與Y軸存在一 90度的夾角。
5.一種發(fā)光組件，其特征在于，包括光源和罩設(shè)在所述光源上的透鏡，所述透鏡具有一 供光源的光線入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該入光面包括至少兩個(gè)二 次曲面，所述曲面并排排列，所述曲面的曲率沿所述曲面的排列方向單調(diào)變化，該出光面為 一自由曲面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化 緩于面積較小一側(cè)曲面，以此使光線經(jīng)所述透鏡向該入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃霸摮龉?面上面積最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一 平行于該入光面上二次曲面的排列方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面上的投影； 該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上二次曲面的 排列方向存在一夾角。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述入 光面的中心軸與所述光源的光軸重合，并所述夾角為90度。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光組件，其特征在于，還包括反射器，置于所述透鏡的出光 面上曲率變化大的曲面一側(cè)，將該曲面出射的光線反射至另一側(cè)；所述透鏡留有卡位，所述 反射器放置在所述卡位中；或者所述反射器與透鏡一起固定在發(fā)光組件的鋁基板或散熱器 上。
8.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述反射器的反射面為二次曲面或自 由曲面，電鍍高反射率材料以獲得鏡面反射效果或漫反射效果。
9.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述反射器的外表面作蝕紋或磨砂處理以打散其他發(fā)光組件照射到該外表面的光線。
10.一種發(fā)光組件，其特征在于，包括光源和罩設(shè)在所述光源上的透鏡，所述透鏡具有 一供光源的光線入射的內(nèi)凹的入光面及一供該光線出射的出光面，該出光面為一自由曲 面，其具有一分界線將該自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積 較小一側(cè)曲面，該入光面包括至少一個(gè)形如所述出光面的自由曲面，如為多個(gè)所述自由曲 面，所述自由曲面并排排列，沿所述自由曲面的排列方向各個(gè)自由曲面的曲率變化的趨勢 一致，以此使光線經(jīng)所述透鏡向該入光面上各自由曲面的曲率變化平緩的一側(cè)及該出光面 上面積最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，該入光面的中心軸穿過該光源位置；所述分界線為一平 行于該入光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向并且包含所述中心軸的平面在該出光面 上的投影；該出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與該入光面上自 由曲面的曲率變化的趨勢方向存在一夾角。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述透鏡罩設(shè)于所述光源上使所述 入光面的中心軸與所述光源的光軸重合，并所述夾角為90度。
12.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光組件，其特征在于，還包括反射器，置于所述透鏡的出 光面上曲率變化大的曲面一側(cè)，將該曲面出射的光線反射至另一側(cè)。
13.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述反射器的反射面為二次曲面或 自由曲面，電鍍高反射率材料以獲得鏡面反射效果或漫反射效果。
14.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述反射器的外表面作蝕紋或磨砂 處理以打散其他發(fā)光組件照射到該外表面的光線。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種透鏡及具有該透鏡的發(fā)光組件，其中透鏡具有一內(nèi)凹入光面及一出光面，入光面包括至少兩個(gè)二次曲面，曲面并排排列，曲面的曲率沿曲面的排列方向單調(diào)變化；出光面為一自由曲面，其具有一分界線將自由曲面分為大小兩側(cè)，面積較大一側(cè)曲面的曲率變化緩于面積較小一側(cè)曲面；以此使光線經(jīng)透鏡向入光面上曲率最小的曲面?zhèn)燃俺龉饷嫔厦娣e最大的曲面?zhèn)绕D(zhuǎn)；其中，入光面的中心軸穿過光源位置；分界線為一平行于入光面上二次曲面排列方向且包含中心軸的平面在出光面上的投影；出光面上自由曲面的曲率變化的趨勢方向在水平面上的投影與入光面上二次曲面的排列方向存在一夾角。本方案可將光線定向發(fā)射并聚攏，極大地提高光能的利用效率。
文檔編號F21S8/00GK201892149SQ201020278220
公開日2011年7月6日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者梁毅 申請人:北京朗波爾光電股份有限公司