一種雙非球面曲面短焦距透鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及透鏡，具體地，本實(shí)用新型涉及一種雙非球面曲面短焦距透鏡，所 述雙非球面曲面短焦距透鏡采用具有不容易漫散射鏡面的雙非球面曲面透鏡，視場角度 大，照明清晰，光線柔和，不刺眼，可以矯正以往透鏡的色差，消色差，用于投射儀，可取代以 往需用6-7片透鏡的透鏡組。另外，本實(shí)用新型透鏡也可用于小尺寸、小體積的投射儀的投 射燈，也可用于對小尺寸、小體積要求較高的汽車尾燈，且制作簡單，成本低。
【背景技術(shù)】
[0002] 在照明領(lǐng)域，比較常見的是，利用透鏡可以對放置于其焦點(diǎn)、焦平面或其附近的物 體進(jìn)行成像的特性，實(shí)現(xiàn)近光、遠(yuǎn)光的照明圖案的光學(xué)方案。所述方法不僅多見于傳統(tǒng)鹵素 光源、高壓氣體放電光源的場合，近年來，隨著LED光源的興起也常被用于LED光源照明的 方案中。
[0003] 例如，LED光源應(yīng)用于前車燈照明后，帶來的一個(gè)好處就是，其相對于傳統(tǒng)的鹵素 和氣體光電光源，可以稱得上是冷光源，其對外的熱輻射遙遠(yuǎn)低于同功率的傳統(tǒng)光源。因此 耐溫比玻璃要差得多的塑料材質(zhì)透鏡就有了用武之地。
[0004] 在對透鏡的尺寸、體積要求較高的光學(xué)設(shè)計(jì)中，為達(dá)到消象差、色差等多方面形成 的缺陷，保證良好的成像質(zhì)量，需要采用雙非球面曲面透鏡，然而，以往，因雙非球面曲面透 鏡的光學(xué)加工問題，往往難達(dá)到質(zhì)量要求或者加工成本太高而望而莫及，通常采用雙球面。
[0005] 另外，在用于投射儀的投射用透鏡場合，以往需使用有1-2片聚光鏡、由6-7片雙 凸鏡，雙凹鏡，凹凸鏡等組成的透鏡組，體積、尺寸較大，焦距較長，且制造成本較高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 為了改進(jìn)上述問題，本實(shí)用新型的目的是：提供一種雙非球面曲面短焦距透鏡，所 述雙非球面曲面短焦距透鏡采取兩面同時(shí)一次熱壓成形加工，同時(shí)保證兩非球面曲面的同 心度達(dá)到在〇. 05內(nèi)，確保設(shè)計(jì)新形、加工新形、加工成本又低、又能達(dá)到高質(zhì)量高效率。
[0007] 本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：
[0008] -種雙非球面曲面短焦距透鏡，用熱加工對透鏡入光面和出光面兩面同時(shí)一次熱 壓成形，其特征在于，
[0009] 構(gòu)成所述雙非球面曲面短焦距透鏡的二透鏡面皆為非球面曲面，
[0010] 所述雙非球面曲面短焦距透鏡直徑為20-50mm，
[0011] 所述雙非球面曲面短焦距透鏡焦距為3-15mm。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，
[0013] 所述非球面曲面方程如下：
[0016] c是曲率常數(shù)，取值0· 10-0. 1228，
[0017] r為曲率半徑，包括透鏡入光面曲率半徑r '，及透鏡出射面曲率半徑r "，
[0018] K為二次曲面系數(shù)，包括透鏡入光面二次曲面系數(shù)K'，及透鏡出射面二次曲面系 數(shù)K"，
[0019] 所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)K'大于所述透鏡出射面二次曲面系數(shù)K"，
[0020] 所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)Γ為-0. 50~-0. 60,所述透鏡出射面二次曲面系 數(shù) K" 為-L 20 ~-L 30。
[0021] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述透鏡入光 面曲率半徑r'小于所述透鏡出射面曲率半徑r"，所述透鏡入光面曲率半徑r' = 8-12. 5_， 所述透鏡出射面曲率半徑r" = 9-15mm〇
[0022] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述雙非球面 曲面短焦距透鏡焦距為5-10mm。
[0023] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述雙非球面 曲面短焦距透鏡的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 10mm。
[0024] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述雙非球面 曲面短焦距透鏡的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 05mm。
[0025] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述曲率常數(shù)c 包括透鏡入光面曲率常數(shù)c '，及透鏡出射面曲率常數(shù)c "，
[0026] 入光面曲率常數(shù)c'取值0. 1223-0. 1228,出射面曲率常數(shù)c"取值0. 10-0. 1010。
[0027] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述透鏡入光 面曲率半徑r' = 8. 1921mm，所述透鏡出射面曲率半徑r" = 9. 9806mm。
[0028] 根據(jù)本實(shí)用新型所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述透鏡入光 面二次曲面系數(shù)K'為-1. 284,所述透鏡出射面二次曲面系數(shù)K"為-5. 5489。
[0029] 根據(jù)本實(shí)用新型，所述雙非球面曲面短焦距透鏡采取兩面同時(shí)一次熱壓成形加 工，同時(shí)保證兩非球面曲面的同心度達(dá)到在〇. 05內(nèi)，確保設(shè)計(jì)新形、加工新形、加工成本又 低、又能達(dá)到高質(zhì)量高效率。
[0030] 另外，根據(jù)本實(shí)用新型，視場角度大，照明清晰，光線柔和，不刺眼，可以矯正以往 透鏡的色差，消色差，特別可用于LED光源的投射儀，可取代以往需用6-7片透鏡的透鏡組。
[0031] 再有，本實(shí)用新型透鏡可用于小尺寸、小體積的投射儀的投射燈，也可用于對小尺 寸、小體積要求較高的汽車尾燈，且制作簡單，成本低。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本實(shí)用新型雙非球面曲面短焦距透鏡的剖視示意圖。
[0033] 圖中，1為雙非球面曲面短焦距透鏡入光面，2為雙非球面曲面短焦距透鏡出光 面。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 一種雙非球面曲面短焦距透鏡，用熱加工對透鏡入光面和出光面兩面同時(shí)一次熱 壓成形。構(gòu)成所述雙非球面曲面短焦距透鏡的二透鏡面皆為非球面曲面，所述非球面曲面 方程如下：
[0038] c是二次曲面曲率，
[0039] r為曲率半徑，選自所述透鏡入光面曲率半徑r'，及所述透鏡出射面曲率半徑r"， 所述透鏡入光面曲率半徑r' = 8. 1921mm，所述透鏡出射面曲率半徑r"= 9. 9806mm。
[0040] 所述非球面曲面方程如下：
[0043] c是曲率常數(shù)，所述曲率常數(shù)c包括所述透鏡入光面曲率常數(shù)c'，及所述透鏡出 射面曲率常數(shù)C "。所述入光面曲率常數(shù)C '取值0. 1223-0. 1228,出射面曲率常數(shù)C "取值 0.10-0.1 OlOo
[0044] r為曲率半徑，包括所述透鏡入光面曲率半徑r'，及所述透鏡出射面曲率半徑r"，
[0045] 所述透鏡入光面曲率半徑r' = 8. 1921mm，所述透鏡出射面曲率半徑r" = 9. 9806mm〇
[0046] K為二次曲面系數(shù)，包括所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)Γ，及所述透鏡出射面二 次曲面系數(shù)Κ"，
[0047] 所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)Κ'大于所述透鏡出射面二次曲面系數(shù)Κ"，
[0048] 所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)Κ'為-0. 50~-0. 60,所述透鏡出射面二次曲面系 數(shù) Κ" 為-L 20 ~-L 30。
[0049] 優(yōu)選的是，根據(jù)本實(shí)施例，所述透鏡入光面曲率半徑r' = 8. 1921mm，所述透鏡出 射面曲率半徑r" = 9. 9806mm。
[0050] 優(yōu)選的是，根據(jù)本實(shí)施例，所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)Γ為-I. 284,所述透鏡 出射面二次曲面系數(shù)K"為-5. 5489。
[0051] 根據(jù)本實(shí)施例，所述雙非球面曲面短焦距透鏡焦距為5-10mm，所述雙非球面曲面 短焦距透鏡的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 05mm。
[0052] 所述曲率常數(shù)c包括所述透鏡入光面曲率常數(shù)c'，及所述透鏡出射面曲率常數(shù) c"，入光面曲率常數(shù)c'取值0. 1223-0. 1228,出射面曲率常數(shù)c"取值0. 10-0. 1010。
[0053] 根據(jù)本實(shí)施例，所述雙非球面曲面短焦距透鏡入光面直徑小于所述雙非球面曲面 短焦距透鏡出光面直徑。所述雙非球面曲面短焦距透鏡入光面直徑為25mm，所述雙非球面 曲面短焦距透鏡出光面直徑為29mm。
[0054] 根據(jù)本實(shí)用新型，所述雙非球面曲面短焦距透鏡采取兩面同時(shí)一次熱壓成形加 工，同時(shí)保證兩非球面曲面的同心度達(dá)到在〇. 05內(nèi)，確保設(shè)計(jì)新形、加工新形、加工成本又 低、又能達(dá)到高質(zhì)量高效率。
[0055] 另外，根據(jù)本實(shí)用新型，視場角度大，照明清晰，光線柔和，不刺眼，可以矯正以往 透鏡的色差，消色差，特別可用于LED光源的投射儀，可取代以往需用6-7片透鏡的透鏡組。
[0056] 再有，本實(shí)用新型透鏡可用于小尺寸、小體積的投射儀的投射燈，也可用于對小尺 寸、小體積要求較高的汽車尾燈，且制作簡單，成本低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙非球面曲面短焦距透鏡，用熱加工對透鏡入光面和出光面兩面同時(shí)一次熱壓 成形，其特征在于， 構(gòu)成所述雙非球面曲面短焦距透鏡的二透鏡面皆為非球面曲面， 所述雙非球面曲面短焦距透鏡直徑為20-50mm， 所述雙非球面曲面短焦距透鏡焦距為3-15mm。2. 如權(quán)利要求1所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述非球面曲面方 程如下：c是曲率常數(shù)，取值0. 10-0. 1228， r為曲率半徑，包括透鏡入光面曲率半徑r '，及透鏡出射面曲率半徑r"， K為二次曲面系數(shù)，包括透鏡入光面二次曲面系數(shù)K'，及透鏡出射面二次曲面系數(shù)K"， 所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)K'大于所述透鏡出射面二次曲面系數(shù)K"， 所述透鏡入光面二次曲面系數(shù)K'為-0. 50~-0. 60,所述透鏡出射面二次曲面系數(shù)K" 為-1. 20 ~-1. 30。3. 如權(quán)利要求2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述透鏡入光面曲 率半徑r'小于所述透鏡出射面曲率半徑r"，所述透鏡入光面曲率半徑r' = 8-12. 5mm，所 述透鏡出射面曲率半徑r" = 9-15mm〇4. 如權(quán)利要求1或2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述雙非球面曲 面短焦距透鏡焦距為5-10mm。5. 如權(quán)利要求1或2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述雙非球面曲 面短焦距透鏡的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 10mm。6. 如權(quán)利要求1或2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述雙非球面曲 面短焦距透鏡的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 05mm。7. 如權(quán)利要求2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述曲率常數(shù)c包括 透鏡入光面曲率常數(shù)c'，及透鏡出射面曲率常數(shù)c"， 入光面曲率常數(shù)c'取值〇. 1223-0. 1228,出射面曲率常數(shù)c"取值0. 10-0. 1010。8. 如權(quán)利要求2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述透鏡入光面曲 率半徑r' = 8. 1921mm，所述透鏡出射面曲率半徑r" = 9. 9806mm。9. 如權(quán)利要求2所述一種雙非球面曲面短焦距透鏡，其特征在于，所述透鏡入光面二 次曲面系數(shù)K'為-1. 284,所述透鏡出射面二次曲面系數(shù)K"為-5. 5489。
【專利摘要】一種雙非球面曲面短焦距透鏡，用熱加工對透鏡兩面一次熱壓成形，其特征在于，構(gòu)成所述雙非球面曲面短焦距透鏡的二透鏡面為非球面曲面，所述非球面曲面方程如下：c是曲率常數(shù)，r為曲率半徑，K為二次曲面系數(shù)，所述雙非球面曲面短焦距透鏡直徑為20-50mm。所述雙非球面曲面短焦距透鏡焦距為3-15mm。根據(jù)本實(shí)用新型，視場角度大，照明清晰，光線柔和，不刺眼，可以矯正以往透鏡的色差，消色差，可取代以往需用6-7片透鏡的透鏡組用于小尺寸、小體積的投射儀的投射燈，也可用于對小尺寸、小體積要求較高的汽車尾燈，且制作簡單，成本低。
【IPC分類】G02B3/02, F21V5/04, F21Y101/02, F21W101/14
【公開號】CN204832558
【申請?zhí)枴緾N201520476033
【發(fā)明人】項(xiàng)松年
【申請人】上海流明汽車光學(xué)科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月30日