透镜加工方法以及透镜技术

本发明专利技术涉及一种平板状透镜的加工方法，包括以下步骤：提供基体；加工基体的上部以形成具有连续曲线状的上中央部分(1)和紧邻该上中央部分(1)的分别具有多个连续弧段或近似弧段轮廓中之一的多个上周向锯齿部(2)；加工基体的底部以形成分别具有另外多个连续弧段或近似弧段轮廓中之一的多个下中央锯齿部(4)和紧邻所述多个下中央锯齿部的下周向平直部(3)。此外本发明专利技术涉及一种平板状透镜。根据本发明专利技术的透镜具有特别的曲线和较小的体积，利用该曲线可以减少透镜的厚度并且改进了光学效率并且减少了制造成本。通过应用这种透镜可以获得良好的光学性能和较高的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透镜加工方法以及相应的透镜。
技术介绍
在现代的照明设备中，LED 二级透镜是普遍使用的一种透镜，其非常适用于高功率或低功率的LED或类似的光源。通常使用椭圆形的透镜用于道路照明或需要椭圆形光分布的场合。为了获得用于道路照明的椭圆形光分布，现有技术中解决措施之一是使用反射器。 这种措施的不足之处在于较低的光分布性能和较低的系统效率。另一种获得椭圆形光分布的解决措施是使用塑料的或玻璃的透镜，这种透镜具有连续的光滑的曲线。但塑料的或玻璃的具有光滑曲线的透镜也存在明显的缺点，例如效率低、成本高、体积大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供了一种新型透镜加工方法以及相应的透镜以满足对圆形或椭圆形光分布的需要。本专利技术通过透镜的特定的轮廓构造实现了上述目的，并且同时避免了现有技术中具有连续的光滑曲线的透镜所带来的效率低、成本高、体积大的缺点。根据本专利技术的透镜加工方法包括以下步骤a)提供基体；b)加工具有连续曲线状的上中央部分和紧邻该上中央部分的具有多个弧段或近似弧段轮廓的多个上周向锯齿部； c)加工具有另外的弧段或近似弧段轮廓的多个下中央锯齿部和紧邻下中央锯齿部的下周向平直部。本专利技术的专利技术构思在于，通过构造紧邻连续曲线状的上中央部分的具有多个弧段或近似弧段轮廓的多个上周向锯齿部，可以使得上述上周向锯齿部的多个弧段或近似弧段实现等同于现有技术中的产生圆形或椭圆形光分布的透镜的光滑曲线的相应连续曲线段的功能效果，即使得连续曲线状的上中央部分和上周向锯齿部的多个弧段或近似弧段的组合能够替代现有技术中从上中央部分直到周边部分的持续的光滑曲线。相应地，在透镜的底部，通过紧邻下周向平直部的具有另外弧段或近似弧段轮廓的多个下中央锯齿部，同样实现了下中央锯齿部的另外弧段或近似弧段轮廓对于现有技术中的底部的连续曲线轮廓的替代。根据本专利技术避免了现有技术中上部和底部中央均设计为连续光滑曲线所产生的效率低的问题，但是却同样能够实现现有技术中的圆形或椭圆形光分布。本专利技术通过利用锯齿部的弧段或近似弧段来实现现有技术中的相应的连续曲线段能实现的效果，却同时又摒弃了连续曲线段所带来的效率低的缺点，并同时摒弃了连续曲线段所带来的透镜厚度值较大的问题，为降低透镜的厚度、减小体积提供了可能性。优选地，在步骤b)之前，通过将形成某一特定光分布图案的透镜的部分连续曲线轮廓用由该连续曲线轮廓分割而成的多个弧段来替代。换一句话说，例如多个上周向锯齿部所具有的多个弧段组合起来可以形成某一特定光分布图案的弧段。例如，多个下中央锯齿部所具有的多个另外弧段或近似弧段组合起来形成某一特定光分布图案的弧段。通过这种方式，可以不影响原有的某一特定光分布图案，但是却可以避免由于连续曲线所可能带来的厚度增加的问题。根据本专利技术的一个优选方案，在步骤b)之前包括通过测量形成椭圆状或圆状光分布图案的第一透镜来确定所述平板状透镜的轮廓参数，其中所述第一透镜在横剖面具有由上曲线、下曲线、对称中心线、下平直边构成的轮廓；以及在步骤b)中包括bl)确定自所述第一透镜的对称中心线与所述上曲线的交点出发的第一水平基准线，所述第一水平基准线与第一透镜的上曲线形成上交点，b2)在第一水平基准线上加工出具有与上交点之前的上曲线轮廓相同的平板状透镜的上中央部分并紧邻该部分在所述第一水平基准线上加工出分别具有由上交点之后的上曲线分割而成的多个连续的弧段或近似弧段轮廓中之一的多个上周向锯齿部。优选地在步骤C)中包括Cl)在距所述第一水平基准线的预定距离下方引出第二水平基准线，下曲线与下平直边的下交点在第二水平基准线上形成投影点，(^)在第二水平基准线上加工出分别具有由投影点之前的下曲线分割而成的多个连续弧段或近似弧段轮廓中之一的多个下中央锯齿部以及紧邻该部分在第二水平基准线上加工出具有与投影点之后的下平直边轮廓相同的下周向平直部。上述优选实施方案的构思在于在从一个现有的产生圆形或椭圆状或圆状的透镜出发，利用一种类似于平移的方法，保持透镜主体造型不变，将透镜部分区域的连续曲线的弧段平移到透镜表面的一个基准面上，形成锯齿部，从而减小了透镜的厚度，进而减小了透镜的体积，同时实现了椭圆状配光。具体如上所述，将上曲线上交点之后的连续曲线的轮廓以弧段或近似弧段形式平移到第一水平基准线上，并将下曲线的轮廓以弧段或近似弧段形式平移到第二基准线上，从而实现了圆形或椭圆形光分布的效果。优选地，所述第一透镜的上曲线的轮廓可通过如下方程限定y = 0. 0004x"6-0. 0096x"5+0. 0725x"4-0. 2733x"3+0. 4174x"2+0. 0244x+2. 5397，其中 χ 为横剖面上的横坐标值，y为横剖面上的纵坐标值。通过该方程可以精确地得到第一透镜的轮廓。优选地，根据本专利技术，第一透镜的下曲线的轮廓为圆弧或近似于圆弧。上述的上曲线和下曲线的轮廓，可以得到较为均勻的光分布。优选的是，将第一水平基准线和第二水平基准线之间的距离预定为0. 05mm-5mm。 该距离也就是加工成型以后的透镜的厚度。该厚度特别地体现了根据本专利技术的透镜较薄的优点。优选地，将上周向锯齿部和下中央锯齿部的数量分别设定为10-100个。以这种设计方式加工的透镜不仅可以实现较高的光学效率，而且也便于生产加工。有利地提出，第一透镜为椭圆形透镜，同一个上周向锯齿部从长轴至短轴的高度变化为线性变化。根据本专利技术提出一种平板状透镜，该平板状透镜利用根据本专利技术的加工方法加工而成。因此该平板状透镜具有相同于根据本专利技术的加工方法得到的透镜的有利的形状和特别优选的特性。在此不再进一步说明。根据本专利技术的透镜具有特别的曲线和较小的体积，利用该曲线可以减少透镜的厚度并且改进了光学效率并且减少了制造成本。通过应用这种透镜可以获得良好的光学性能和较高的效率。附图说明以下参照附图示例性地说明根据本专利技术的多个优选的实施方式。图中示出图1示出了根据本专利技术的透镜的立体图，其中示出了上表面；图2示出了根据本专利技术的透镜的立体图，其中示出了底面；图3示出了根据本专利技术的透镜在X-Z面内的剖面图；图4示出了根据本专利技术的透镜在Y-Z面内的剖面图；图5示出了带有根据本专利技术的透镜的LED发光体的实施例；图6a和6b示出了现有技术中的椭圆透镜及其配光曲线图；图7以第一透镜的纵向剖面图示出了根据本专利技术的加工方法的一个步骤；图8以第一透镜的纵向剖面图示出了根据本专利技术的加工方法的另一个步骤；图9示出了第一透镜以及在第一透镜基础之上获得的根据本专利技术的透镜的对比图；图10示出了根据本专利技术的透镜的光分布图；图11示出了一个带有根据本专利技术的透镜的LED发光体的实施例。图12、13分别示出了根据本专利技术的透镜的光路示意图。具体实施例方式在图1中立体地示出了根据本专利技术的透镜，特别可以看出透镜的上表面的曲线轮廓。根据本专利技术透镜的上表面的曲线轮廓从中心处上升至最高点进而下降，形成曲线状的上中央部分1。具有曲线状的上中央部分1紧邻分别具有弧段或近似弧段轮廓的多个锯齿区域，该区域构成上周向锯齿部2。该实施例中透镜的形状为椭圆形的，但是其也可以是圆形的。图2示出了根据本专利技术的透镜立体图，其中示出了底面。图2中的透镜的底面包括下周向平直部3以及与其邻接多个下中央锯齿部4。该下中央锯齿部4类似于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗亚斌，何玉宝，袁海平，覃腾志，
申请(专利权)人：欧司朗有限公司，
类型：发明
国别省市：