專利名稱：二次光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
二次光學(xué)透鏡
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光學(xué)透鏡，更確切地說，涉及一種用于LED照明裝置的二次 光學(xué)透鏡。
背景技術(shù)：
路燈、隧道燈作為戶外照明裝置的主要成員大批量裝置在各個需要照明的道路 上，其已經(jīng)成為戶外照明電力消耗的主力軍丄ED作為照明光源，以其高節(jié)能、長壽命等特性 已經(jīng)進(jìn)入各個照明領(lǐng)域。因此，以LED作為照明光源的路燈、隧道燈應(yīng)運而生，并且很快成 為不少道路照明的工具。LED路燈、LED隧道燈以其低能耗、長壽命、環(huán)保等優(yōu)點正越來越受 到各國政府及人們的青睞，尤其是在能源危機、電力日趨緊張的今天，LED路燈、LED隧道燈 在道路照明中應(yīng)用的優(yōu)勢不言而喻。但就目前的LED路燈、LED隧道燈而言，還存在光照范 圍不大，光照強度在路面上的分布不均勻的缺陷，從而在一定程度上限制了 LED路燈、LED 隧道燈的推廣應(yīng)用。因此，需要設(shè)計一種新的技術(shù)方案以克服上述問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種二次光學(xué)透 鏡，使用該二次光學(xué)透鏡的LED照明裝置具備出光范圍較大、光照強度更為均勻，且具有較 高有效光能利用率的特性。 本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種二次光學(xué)透鏡，包括一透鏡底座及 光學(xué)處理模組，所述透鏡座體形成有LED光源放置槽，其特征在于，所述光學(xué)處理模組包 括 光入射面，該光入射面為朝出光方向形成的凹坑表面形成，所述光入射面為一柱 面； 光出射面，包括曲面光出射面和斜面光出射面，其中，所述的曲面光出射面系由兩 條在法向(即光軸)上相互垂直的曲線運動而形成的自由曲面，該二條曲線滿足下列條件 X = A2Z2+A4Z4+ +A。， X = B2Y2+B4Y4+ +B。；所述的斜面光出射面為以光軸為對稱軸的
斜平面，其軌跡滿足下列條件Z = CJ+C。；以及 全反射側(cè)面，該全反射側(cè)面為以光軸為對稱軸的斜平面，其軌跡滿足下列條件Z =D丄X+D。； 所述光出射面中的曲面光出射面設(shè)置于所述光入射面的正上方位，覆蓋整個光入 射面； 所述斜面光出射面對稱地設(shè)置于所述曲面光出射面的兩側(cè)，且該斜面光出射面設(shè) 置在所述全反射側(cè)面的正上方，覆蓋整個全反射側(cè)面； 其中，X為光軸坐標(biāo)，Y、 Z為與X軸垂直形成的三維坐標(biāo)中的Y、 Z坐標(biāo)；上述方程
式中的項次以及各項的系數(shù)(即A2、A4.......A。，B2、B4.......B。，Q、C。，DpD。)根據(jù)實際
照明需求，通過光線追跡計算、仿真進(jìn)行優(yōu)化確定。[0011] 所述光入射面需與LED光源的相應(yīng)外形尺寸精確定位。 所述二次光學(xué)透鏡的光軸中心與所述LED光源芯片的中心重合并且保持符合設(shè) 計要求的間距。 所述二次光學(xué)透鏡采用PMMA， PC， ZE0NEX光學(xué)塑料注塑形成。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型二次光學(xué)透鏡通過對光入射面以及光出射面的形狀 及結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在保證二次光學(xué)透鏡形成的光斑的長寬比例以及照度均勻性的同時，又提 高有效光能利用率，該二次光學(xué)透鏡應(yīng)用于道路照明中的LED路燈、LED隧道燈等將大幅度 改善現(xiàn)有LED道路照明燈具的照明效果。
圖1為本實用新型二次光學(xué)透鏡的立體圖。 圖2為本實用新型二次光學(xué)透鏡的主視圖。 圖3為本實用新型二次光學(xué)透鏡的后視圖。 圖4為圖2在安裝LED后沿A_A的剖視圖旋轉(zhuǎn)90 圖5為圖2在安裝LED后沿B_B的剖視圖旋轉(zhuǎn)90
具體實施方式
請參閱圖1至圖5所示，本實用新型二次光學(xué)透鏡8包括一透鏡底座1及光學(xué)處理 模組2，所述光學(xué)處理模組2位于所述透鏡底座1的正上方位，二者固定連接(本實施例中 二者為一體成型)，所述透鏡底座1形成有LED光源放置槽10，所述光學(xué)處理模組2包括一 光入射面21、光出射面21以及全反射側(cè)面23，其中所述光入射面21為朝出光方向形成的 凹坑表面形成，且所述光入射面21為一柱面；及一光出射面22，該光出射面22包括曲面光 出射面221和斜面光出射面222，其中，所述的曲面光出射面221系由兩條在法向(即光軸) 上相互垂直的曲線運動而形成的自由曲面，該二條曲線滿足下列條件X = A2Z2+A4Z4+…… +A。，X = B2Y2+B4Y4+ +B。；所述的斜面光出射面222的軌跡滿足下列條件Z = QX+C。；所
述全反射側(cè)面23為以光軸為對稱軸的斜平面，其軌跡滿足下列條件Z = D^+D。；所述光入 射面21位于整個二次光學(xué)透鏡8的中部，所述光出射面22中的曲面光出射面221設(shè)置于所 述光入射面21的正上方位，覆蓋整個光入射面21 ;所述斜面光出射面222對稱地設(shè)置于所 述曲面光出射面221的兩側(cè)，且該斜面光出射面222設(shè)置在所述全反射側(cè)面23的正上方， 覆蓋整個全反射側(cè)面23 ;其中，X為光軸坐標(biāo)，Y、 Z為與X軸垂直形成的三維坐標(biāo)中的Y、 Z
坐標(biāo)；上述方程式中的項次以及各項的系數(shù)(即A2、A4.......A。，B2、B4.......B。，Q、C。，Dp
D。)根據(jù)實際照明需求，通過光線追跡計算、軟件仿真進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化確定，這樣就可做到既 保證二次光學(xué)透鏡8形成的光斑的長寬比例以及照度均勻性，又提高有效光能利用率。所 述二次光學(xué)透鏡8的光入射面21需與LED光源3的相應(yīng)外形尺寸精確定位，確保LED芯片 的中心與所述二次光學(xué)透鏡8的光軸中心重合且兩者保持符合設(shè)計要求的間距。為便于加 工，降低成本和減輕重量，所述二次光學(xué)透鏡8采用光學(xué)塑料注塑成型，所用的光學(xué)塑料可 以是PMMA， PC， ZE0NEX等，根據(jù)所述透鏡所需的精度，性價比，耐熱性進(jìn)行選用。 以上描述僅為本實用新型的實施例，諒能理解，在不偏離本實用新型構(gòu)思的前提 下，對本實用新型的簡單修改和替換皆應(yīng)包含在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思之內(nèi)。
°后的視圖。 °后的視圖。
權(quán)利要求一種二次光學(xué)透鏡，包括一透鏡底座及光學(xué)處理模組，所述透鏡座體形成有LED光源放置槽，其特征在于，所述光學(xué)處理模組包括光入射面，該光入射面為朝出光方向形成的凹坑表面形成，所述光入射面為一柱面；光出射面，包括曲面光出射面和斜面光出射面，其中，所述的曲面光出射面系由兩條在法向(即光軸)上相互垂直的曲線運動而形成的自由曲面，該二條曲線滿足下列條件X＝A2Z2+A4Z4+……+A0，X＝B2Y2+B4Y4+……+B0；所述的斜面光出射面為以光軸為對稱軸的斜平面，其軌跡滿足下列條件Z＝C1X+C0；以及全反射側(cè)面，該全反射側(cè)面為以光軸為對稱軸的斜平面，其軌跡滿足下列條件Z＝D1X+D0；所述光出射面中的曲面光出射面設(shè)置于所述光入射面的正上方位，覆蓋整個光入射面；所述斜面光出射面對稱地設(shè)置于所述曲面光出射面的兩側(cè)，且該斜面光出射面設(shè)置在所述全反射側(cè)面的正上方，覆蓋整個全反射側(cè)面；其中，X為光軸坐標(biāo)，Y、Z為與X軸垂直形成的三維坐標(biāo)中的Y、Z坐標(biāo)；上述方程式中的項次以及各項的系數(shù)(即A2、A4、......A0，B2、B4、......B0，C1、C0，D1、D0)根據(jù)實際照明需求，通過光線追跡計算、仿真進(jìn)行優(yōu)化確定。
2. 如權(quán)利要求1所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述光入射面需與LED光源的相 應(yīng)外形尺寸精確定位。
3. 如權(quán)利要求2所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述二次光學(xué)透鏡的光軸中心與 所述LED光源芯片的中心重合并且保持符合設(shè)計要求的間距。
4. 如權(quán)利要求1所述的二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述二次光學(xué)透鏡采用PMMA， PC， ZE0NEX光學(xué)塑料注塑形成。
專利摘要一種二次光學(xué)透鏡，包括透鏡底座及光學(xué)處理模組，光學(xué)處理模組包括一呈柱面的光入射面；一光出射面，包括曲面光出射面和斜面光出射面，曲面光出射面系由兩條在法向上相互垂直的曲線運動而形成的自由曲面，該二條曲線滿足下列條件X＝A2Z2+A4Z4+……+A0，X＝B2Y2+B4Y4+……+B0，斜面光出射面為以光軸為對稱軸的斜平面，其軌跡為Z＝C1X+C0；全反射側(cè)面，該全反射側(cè)面為以光軸為對稱軸的斜平面，其軌跡為Z＝D1X+D0；光出射面中的曲面光出射面設(shè)置于光入射面的正上方覆蓋整個光入射面，斜面光出射面對稱地設(shè)置于曲面光出射面的兩側(cè)，且其設(shè)置在全反射側(cè)面的正上方，覆蓋整個全反射側(cè)面。
文檔編號F21V5/04GK201487818SQ200920209170
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者何慧娟, 劉學(xué)勇, 張東標(biāo), 楊相利, 王賽 申請人:寧波安迪光電科技有限公司;杭州照相機械研究所