[發明專利]LED陣列路燈透鏡模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 200910246921.5
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN102080805A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 吳峰
• 申請（專利權）人: 深圳市斯派克光電科技有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 周建秋

【技術領域】

本發明涉及一種光學透鏡及制造方法，尤其是指一種LED陣列路燈透鏡模塊及其制造方法。

【背景技術】

現有的大部分LED路燈為保證其照明亮度，需要使用LED陣列作為光源同時再為其每個LED配置分立式的二次光學元件(配光透鏡或反光杯)，其配光透鏡(或反光杯)單獨對應扣在LED上的。然后出于LED路燈防水防塵的考慮還需在燈具外面再加一塊防水防塵的透明燈罩方可使用。然則如此的LED路燈結構會有兩個明顯的缺點，1.二次光學元件的裝配和定位工藝比較復雜，每一個二次光學元件都需要加一個裝配卡腳才可以準確牢固地安裝在基板上，安裝工藝復雜，進而增加了產品的生產成本；2.由于燈具外多增加一個透明燈罩，對其內LED陣列光源所發出的光線多一次菲涅爾損耗，例如常見采用塑膠材料的燈罩，其光線損耗可高達8％～14％，這對LED路燈來說就造成了很大的浪費。其中前一個缺陷，市面上開始出現針對此類LED陣列路燈的透鏡模塊，通過將透鏡模塊整個罩在LED陣列上即可完成安裝，大大簡化了其生產工藝，然而采用模塊式的配光透鏡后，對其耐熱要求比單個分立式的二次光學透鏡更高，而現有業內對耐高溫材料的選用上多用PC材料，而一般PC材料的透過率只有86％，損耗還是比較大，加上此類透鏡模塊結構設計的不甚合理，均導致LED陣列的利用率不高，有待改善。

而在此類LED陣列路燈透鏡模塊的制造配光設計上，出于模組注塑時脫模的方便以及配光透鏡之間必要銜接需要的考慮，其上配光透鏡的配光設計就會存在一定缺陷，使其無法做到像單顆透鏡那樣可以對從LED發出的0到180°的光線進行百分之百的分配，有些角度的光會導入到透鏡單元之間的連接部分而損耗掉，使得使用此類LED陣列路燈透鏡模塊時會犧牲LED發光單元的光利用率。

【發明內容】

本發明的目的在于克服了上述缺陷，提供一種結構設計合理，光透過及利用率更高且兼顧防水防塵可代替燈罩的LED陣列路燈透鏡模塊。

本發明的目的是這樣實現的：一種LED陣列路燈透鏡模塊，它包括基座，基座上一體注塑成型并排設置至少兩組由并排設置的多個配光透鏡構成的配光透鏡組，其改進之處在于：所述配光透鏡成長枕形，其內側開設有對應安裝LED的內凹球面，內凹球面構成入射面，內凹球面的入射面上部的透鏡外側設有長枕形自由出射曲面，長枕形自由曲面配光透鏡的長邊兩側向外傾斜形成有全反射透鏡面；基座四周設置有一圈密封凹槽；

所述全反射透鏡面由內側、外側兩弧面組成，其中內、外側弧面的一端于配光透鏡組間平臺相連，外側弧面的另一端連接枕形自由出射曲面，內側側弧面的另一端通過一底部平面連接內凹球面；

所述全反射透鏡的內側、外側兩弧面為離軸圓弧面；

所述長枕形配光透鏡短邊的上部長枕形自由出射曲面位于垂直方向的光軸±56°范圍內，長枕形配光透鏡長邊的上部長枕形自由出射曲面位于垂直方向的光軸±90°范圍內；

所述成型塑膠材料為TPXM002。

一種制造如權利要求1所述的LED陣列路燈透鏡模塊的方法，配光透鏡的長枕形出射曲面為自由曲面方法制造，即將LED發出在其短邊截面與垂直光軸夾角在0°-56°及長邊截面與垂直光軸夾角在0°-90°之內的光對應配成0°-34°及0°-71°范圍內出射，并在長枕形出射曲面上形成一個用于擴散全反射透鏡面反射光線的凹陷；

全反射透鏡面采用全反射方法制造，即將LED發出的在長枕形出射曲面短邊截面與垂直光軸夾角在56°-90°之內的光配成0°-34°；

所述配光透鏡的長枕形出射曲面的短邊截面上入射光線與垂直光軸的夾角及經過長枕形出射曲面后的出射光線與垂直光軸的夾角符合關系

所述配光透鏡的長枕形出射曲面的長邊截面上入射光線與垂直光軸的夾角及經過長枕形出射曲面后的出射光線與垂直光軸的夾角符合關系

所述全反射透鏡面及長枕形出射曲面的凹面均為離軸圓弧面，其中心點偏離垂直光軸，兩者的曲率半徑分別為在8-15及18-28之間。