用于光源等等的透镜元件制造技术

本发明专利技术主要涉及一种用于光源（１３）的透镜元件（１０），特别是用于至少一个ＬＥＤ，包括由导光材料构成的本体（３５），该本体具有光导入面（１８）、光导部分（３６）和光发射面（１９），其中，光导入面具有靠近本体的光轴（Ｍ）的居于中央的第一中心部分（３１）和基本上成环形围绕第一中心部分的第一边缘部分（３２），并且光发射面具有靠近本体的光轴的居于中央的第二中心部分（３３）和基本上成环形围绕第二中心部分的第二边缘部分（３４）。其特点在于：光导部分具有这样的界面，它们将来自光源的并且射到第一中心部分（３１）上的光分量（Ｌ１）导向第二边缘部分（３４）；还具有这样的界面，它们将来自光源的并且射到第一边缘部分（３２）上的分量（Ｌ２）导向第二中心部分（３３）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术首先是涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于光源透镜元件。
技术介绍
传统的透镜元件由透明的塑料例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)构成，能够实现由 发光二极管(LED)发射的光的会聚，以便得到一种狭窄发射的光分布。这样的光线发射是 符合要求的，目的在于例如能够经由大的距离对准目标地照明建筑物表面，或者在光源内 部便能进一步处理光线，并且该光线例如可以通过反射装置被导向所希望的建筑物空间角 部。不过仍存在这样的需要，S卩，在建筑物照明灯具中使用新式的光源，例如发光二极 管，它们能优化光分布。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，进一步开发一种具有权利要求1前序部分特征的用于 光源的透镜元件，借其可以实现优化的光分布。本专利技术利用权利要求1的特征实现了上述目的，据此，其特征在于，光导部分具有 这样的一些界面，它们将来自光源的并且射到第一中心部分上的光分量导向第二边缘部分 以及将来自光源的并且射到第一边缘部分的光分量导向第二中心部分。本专利技术的原理主要在于将透镜元件这样设计，即，设置一些相对于现有技术有所 改变的界面。在现有技术中，由光源发射的光在中心通过透镜元件，而未受到全反射，只有 径向靠外的光分量在位于外面的各界面上受到全反射；在按照本专利技术的透镜元件中，则设 置一个位于内部的、允许全反射的界面。这使得那些靠近透镜元件的光轴发射的光分量能 够首先由于全反射而向外导向位于外面的各界面，并且能够从那里由于继续的反射或全反 射而发射出去。这些光分量因此基本上是沿着一个光发射面的基本上呈环形的第二边缘部 分发射的。然而，那些从光源出发的不是在中心、而是在边缘侧上发射的(亦即相对于透镜 元件的光轴径向靠外的)光分量，则由于在位于外面的界面上的反射，例如由于这些界面 的镜面化或者由于在这些界面上的全反射，被转向内部，亦即转向靠近光轴的区域。这些光 分量可以通过光发射面的一个第二中心部分发出。就此而言，在本专利申请的范围内，说到位于径向外面的界面上的反射，一方面就 意味着由于全反射，亦即取决于一定的入射角，达到了光线在各界面的反射。另一方面，在 本专利申请的意义上，所说在靠外的界面上反射的概念也包括在成镜面的界面上的反射。 特别是，为了避免产生漫射光，镜面化是绝对有利的。本专利技术涉及这样的透镜元件，其由导光材料，如亚克力玻璃、PMMA、玻璃等材料构 成。涉及的是这样的透镜元件，其提供一种狭窄的光分布。按照本专利技术，可以实现平行的射 束或者几乎平行的射束。优选地，透镜元件由一种透明的材料构成。该透镜元件用作与光源、优选至少一个发光二极管(LED)或多个LED共同作用。不 过，作为光源，也可以设置光混合单元或者特别是颜色混合单元，其构成一种复合光源。该 光混合/颜色混合源可以包括例如多个LED、一个光导元件和一个漫射薄膜。透镜元件优选在其面向光源的那侧具有一第一空腔。在该空腔中可以插进光源 或使其靠近第一空腔设置。透镜元件优选是固定在一印刷电路板上，在其上已事先固定了 LED。就此而言，透镜元件至少可以以其第一空腔搭接光源。透镜元件具有一光导入面，其面向光源，并且由光源发射的光是通过它进入透镜 元件的。透镜元件还具有一光导部分，其保证光线从光导入面向光发射面继续传导。光导 部分可以具有许多具有不同光学技术功能的不同界面。透镜元件还包括一光发射面，其背离光源。光发射面用作从透镜元件往外发射光。光导入面可以分为两个不同的部分，亦即分为一个第一中心部分和一个第一边缘 部分。第一中心部分相对于透镜元件的纵向中心轴线是设置在中央。透镜元件的纵向中心 轴线构成了所述本体(该本体上准备好透镜元件)的光轴，。光轴一方面是优选旋转对称 地设计的透镜元件的旋转轴线，而另一方面规定了由透镜元件发射出的光的主发射方向。第一边缘部分基本上成环形、优选成圆环形地围绕第一中心部分。光发射面同样具有一个居于中央的中心部分和一个成环形围绕它的边缘部分。光 发射面的边缘部分称为第二边缘部分，以及，光发射面的中心部分称为第二中心部分。第一中心部分和第二中心部分可以具有不同大小的表面区域，第一边缘部分和第 二边缘部分也可以具有不同的表面/面积。优选的是，透镜元件构造为，使得光导入面明显小于光发射面。透镜元件的外廓近 似地设计为例如基本上成圆锥形的结构，其横截面一直扩大到光发射面。透镜元件的光导部分具有一些界面。在本专利技术的一种有利设计形式中，特别是这 样的光学作用表面构成了所述界面，这些表面由透镜元件的限定出透镜元件轮廓的外面所 形成。对此，在本专利申请的意义上，如下所述的全部表面都称为界面，这些表面形成两 个不同介质之间的边界面，例如在介质空气与塑料之间的过渡面，并且它们有助于实现光 线转向，亦即光线折射，或者有助于实现部分反射。在本专利技术的另一可选设计形式中，对于界面，在本专利技术的意义上可以是光学作用 的光转向面或光导面，它们并不限定透镜元件的轮廓。透镜元件在光导入面的区域内包括一些弯曲的界面。弯曲的第一界面设置在第一 中心部分的区域内，以及，弯曲的第二界面设置在第一边缘部分的区域内。弯曲的第三界面提供透镜元件的一个外面界面的靠近光源的第一部分。弯曲的第 四界面提供透镜元件的外面界面的远离光源的部分。最后设置一个平面构造的第五界面，它设置在第二中心部分附近。本专利技术的作用原理则规定使来自于光源而照射到第一中心部分上的光分量首先 转向平面构造的第五界面，从那里，由于全反射被转向第四界面，亦即径向往外转向。从该 第四界面，由于全反射而实现了向第二边缘部分的反射，而使这些光分量能离开透镜元件。从光源出发照射到第一边缘部分上的这些光分量，从那里被转向到第三界面，亦即转向透镜元件的位于外面的界面的靠近光源的部分，从那里由于全反射而转向第二中心 部分。这样，该光分量就在光发射面的区域内从透镜体发射出去，所述区域处于第二边缘区 域内部中央。借此使从光源出发的在中心设置的光分量和在外面设置的光分量在其通过光导 部分的路径中就其径向定位而言被相互交换。借此，一方面可以获得一种具有大的口径、亦即开口宽度的透镜元件，其总体上允 许实现狭窄的、均勻的光分布。而另一方面，利用按照本专利技术的透镜元件还可以实现这样一 种光分布，其不再能分辨光源的光发射结构，例如其轮廓。借此可以达到明显更为均勻的光 分布。进一步有利地规定，透镜元件包括第一和第二界面。第一界面将来自光源的并且 射到第一中心部分上的各光分量由于全反射而相对于光轴导向外面，并且第二界面将这些 光分量由于继续的全反射而导向第二边缘部分。借此可以实现这样一种透镜元件设计结 构，设计结构在其中心区域或者中央没有传统的透镜，而是有一光转向元件。进一步有利地规定将各界面构造为，致使光线在光导部分内部相交。借此便使得 光分量的径向交换成为可能。透镜元件进一步有利地具有两个空腔。第一空腔设置在面向光源的那侧，第二空 腔设置在背离光源的那侧。两空腔允许实现透镜元件的一种节省材料的设计，并使光源插 装到第一空腔中。借此可以保持微小的光损失或者避免光损失。进一步有利的是，将第二空腔的横截面构造为基本上呈三角形的。它由平的、构成 界面的各侧面所限定。三角形的顶点处在光轴的区域内。借此可以实现界面的适当布置形 式，这种布置形式一方面允许中央发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于光源（１３）的透镜元件（１０），特别是用于至少一个ＬＥＤ，该透镜元件包括一个由导光材料构成的本体（３５），带有一光导入面（１８）、一光导部分（３６）和一光发射面（１９），其中，所述光导入面具有一个靠近本体的光轴（Ｍ）的居于中央的第一中心部分（３１）和一个基本上成环形围绕所述第一中心部分的第一边缘部分（３２），并且，所述光发射面具有一个靠近本体的光轴的居于中央的第二中心部分（３３）和一个基本上成环形围绕所述第二中心部分的第二边缘部分（３４）；其特征在于，所述光导部分具有这样的界面（１５ａ、１５ｂ、１６ｂ、１６ｄ），它们将来自光源（１３）的并且射到第一中心部分（３１）上的光分量（Ｌ１）导向第二边缘部分（３４）；还具有这样的界面（１４ａ、１４ｄ、１６ａ、１６ｃ），它们将来自光源的并且射到第一边缘部分（３２）上的光分量（Ｌ２）导向第二中心部分（３３）。

【技术特征摘要】
DE 2009-11-19 102009053422.91.用于光源(13)的透镜元件(10)，特别是用于至少一个LED，该透镜元件包括一个由 导光材料构成的本体(35)，带有一光导入面(18)、一光导部分(36)和一光发射面(19)，其 中，所述光导入面具有一个靠近本体的光轴(M)的居于中央的第一中心部分(31)和一个基 本上成环形围绕所述第一中心部分的第一边缘部分(32)，并且，所述光发射面具有一个靠 近本体的光轴的居于中央的第二中心部分(3 和一个基本上成环形围绕所述第二中心部 分的第二边缘部分(34)；其特征在于，所述光导部分具有这样的界面(lfe、Mb、16b、16d)， 它们将来自光源(1 的并且射到第一中心部分(31)上的光分量(L1)导向第二边缘部分 (34)；还具有这样的界面(Ha、14d、16a、16C)，它们将来自光源的并且射到第一边缘部分 (32)上的光分量(L2)导向第二中心部分(33)。2.按照权利要求1所述的透镜元件，其特征在于，所述界面包括第一界面(15a、15b)和 第二界面(16b、16d)，其中，所述第一界面(lfe、15b)使来自光源(13)的并且射到第一中 心部分(31)上的光分量(L1)由于全反射而相对于光轴(M)导向外面，所述第二界面(16b、 16d)使该光分量(L1)由于继续的全反射或反射，特别是由于第二界面的镜面化，而导向 第二边缘部分(34)。3.按照权利要求1或2所述的透镜元件，其特征在于，各界面(14a、14b、14c、14d、15a、 15b、16a、16b、16c、16d)构造为，致使光线在所述光导部分(36)内部相交。4.按照上述权利要求之一项所述的透镜元件，其特征在于，所述本体(3 在其面向光 源(1 的那侧具有一个第一空腔(11)以及在其背离光源的那侧具有一个第二空腔(12)。5.按照权利要求4所述的透镜元件，其特征在于，所述第二空腔(12)的横截面基本上 成三角形地构造并且由平的侧面(15a、15b)限定边界。6.按照权利要求4或5所述的透镜元件，其特征在于，所述第一空腔(11)具有一种圆 篷式横截面，该圆篷式横截面由一对弯曲的侧壁(14a、14d)和一对弯曲的顶壁(14b、14c) 所构成。7.按照权利要求6所述的透镜元件，其特征在于，各弯曲的侧壁(Ha、14d)和顶壁 (14bU4c)分别通过定向拐点相互连接。8.按照上述权利要求之一项所述的透镜元件，其特征在于，所述光导部分(36)相对于 光轴(M)而言在横截面中是构...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布雷梅里希，
申请(专利权)人：艾科有限公司，
类型：发明
国别省市：DE