專利名稱：一種led二次光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED燈二次光學(xué)透鏡，特別涉及ー種呈方形光斑的LED 二次光學(xué)透鏡。
背景技術(shù)：
隨著LED制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，與傳統(tǒng)光源比，LED體積小，在許多應(yīng)用場合甚至可以將其當(dāng)做電光源來處理，這給燈具的光學(xué)設(shè) 計帶來了很大的便利，同時，使用大尺寸傳統(tǒng)光源燈具中出現(xiàn)的光源遮擋與吸收作用也不存在了。目前大功率白光LED的光效已達(dá)到1001m/W，穩(wěn)定的產(chǎn)品的光效也有901m/w以上。這一光效使得LED進(jìn)入普通照明成為可能，特別是在道路照明等屬于定向照明的領(lǐng)域已經(jīng)逐步獲得應(yīng)用，但是，由于目前LED的價格比傳統(tǒng)光源高得多，LED用于普通照明的推廣必須以提高LED照明系統(tǒng)的整體光效為前提，而這依靠提高LED燈的有效光利用率。但就目前的LED路燈、LED隧道燈而言，LED工作時所產(chǎn)生的光束是前射方向性的，還存在光照范圍不大，光照強(qiáng)度在路面上分布不均勻的缺陷，從而在一定程度上限制了 LED路燈、LED隧道燈的推廣應(yīng)用。目前，一般使用LED —次配光光罩進(jìn)行聚光和導(dǎo)光，根據(jù)LED光源出射角度設(shè)計LED—次配光光罩的配光曲線，以增加光學(xué)反射，提升LED光源的出光效果。但是，現(xiàn)有的LED—次配光光罩配光設(shè)計一般為光的分布中心對稱形，所投下的光斑的形狀為圓形。當(dāng)LED燈成組使用吋，LED布陣排列一般為四方連續(xù)形，圓形光斑相互之間接合在一起時，光照均勻度差，同時還有刺眼的眩光。為了有效控制LED光束改善光罩的均勻度，提高光通量，這就要配之以輔助光學(xué)器件進(jìn)行二次配光。目前在LED 二次配光方面大多采用光杯、反光盤之類結(jié)構(gòu)，以此改善LED光照均勻度，然而現(xiàn)有此類技術(shù)方案使得光束多次交叉反射或折射，光通量受到相當(dāng)程度的衰減，影響LED的光照性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供ー種LED 二次光學(xué)透鏡，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，聚光效果好，在照射面形成ー個照度均勻的方形光斑，可以有效提高光的利用率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供的ー種LED 二次光學(xué)透鏡，采用以下的技術(shù)方案本實(shí)用新型包括入射面、全反射面和出射面，所述出射面為十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向結(jié)構(gòu)相同圓滑過渡的凹面及處于水平方向和垂直方向的凹面之間的圓滑過渡的凸面構(gòu)成；所述出射面設(shè)置于所述全反射面的正上方，所述全反射面呈椎體結(jié)構(gòu)，覆蓋整個入射面。進(jìn)ー步地，所述凹面(31)符合如下非球面方程光學(xué)公式，
權(quán)利要求1.ー種LED 二次光學(xué)透鏡，包括入射面(I)、全反射面(2)和出射面(3)，其特征在于所述出射面(3)為十字形曲面，所述十字形曲面由在水平方向和垂直方向結(jié)構(gòu)相同圓滑過渡的凹面(31)及處于水平方向和垂直方向的凹面(31)之間的圓滑過渡的凸面(32)構(gòu)成；所述出射面(3)設(shè)置于所述全反射面(2)的正上方，所述全反射面(2)呈椎體結(jié)構(gòu)，覆蓋整個入射面(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述凹面(31)符合如下非球面方程光學(xué)公式， ￡ .= ..........................T== f > (—V,.、 It^l .....Ut Akー廠 s —: Z=非球面方程； C代表曲率半徑，C=l/R, R=20 120_，其中R代表半徑； K代表圓錐系數(shù)，k=_e2; C2n代表非球面系數(shù)，其中C4=-L 0X10^-7. 0X10_5，其余非球面系數(shù)C2n的值均為零； r2=x2+y2,其中X、y為坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述凸面(32)符合如下非球面方程光學(xué)公式，土 ——^===^ す T ぐゾ、 I t s I .... I I す k St -<r~ ,, _ I Z=非球面方程； C代表曲率半徑，C=l/R, R=20 120_，其中R代表半徑； K代表圓錐系數(shù)，k=_e2; C2n代表非球面系數(shù)，其中C4=-L OXKT6 -7. 0X10' C6=-L OXKT7 -7. 0X10'其余非球面系數(shù)C2n的值均為零； r2=x2+y2,其中X、y為坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述十字形曲面的中心部位為凹槽曲面，所述凸面(32)從十字形曲面中心部位向外部方向逐漸凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述入射面(I)呈球面或平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述二次光學(xué)透鏡的光軸中心位置與LED光源(4)芯片中心位置重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述全反射面(2)底部設(shè)有LED光源槽(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述入射面(I)與LED光源(4)的外形尺寸精確定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種LED二次光學(xué)透鏡，其特征在于所述二次光學(xué)透鏡采用光學(xué)塑料一體注塑成型。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種LED二次光學(xué)透鏡，結(jié)構(gòu)簡單、照度均勻，包括入射面、全反射面和出射面，出射面為十字形曲面，十字形曲面由在水平方向和垂直方向結(jié)構(gòu)相同圓滑過渡的凹面及處于水平方向和垂直方向的凹面之間的圓滑過渡的凸面構(gòu)成；出射面設(shè)置于全反射面的正上方，全反射面呈椎體結(jié)構(gòu)，覆蓋整個入射面；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，聚光效果好，在照射面形成一個的方形光斑，照度均勻，有效的遏制眩光，光照更為均勻，可以有效提高光的利用率。
文檔編號F21V5/04GK202392688SQ201120475189
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者張道強(qiáng) 申請人:東莞市永興電子科技有限公司