光學透鏡和發(fā)光裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光學透鏡及具有該光學透鏡的發(fā)光裝置，其中，所述光學透鏡包括于上下方向?qū)盈B連接的第一鏡部以及第二鏡部，所述第一鏡部呈透明設置，所述第二鏡部呈不透明設置，且所述第二鏡部上開設有一貫穿上下設置的通光孔，所述通光孔用以供所述發(fā)光裝置的光源在下方對位，且所述通光孔的橫截面積小于或等于所述光源的發(fā)光面積。本發(fā)明的技術方案可提高用于發(fā)光裝置的光學透鏡的通用性。
【專利說明】
光學透鏡和發(fā)光裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光裝置技術領域，特別涉及一種光學透鏡和發(fā)光裝置。
【背景技術】
[0002] 在目前常用的點光源中，特別是LED，通常需要搭配光學透鏡以使點光源轉(zhuǎn)換為面 光源。但是，在目前的光學透鏡的設計中，由于不同類型的LED的近場光學分布存在差異，故 與LED相配適使用的光學透鏡也各不相同，即某一特定類型大小的LED只能與相對應的具有 某一特定光路的光學透鏡匹配使用，從而造成LED與光學透鏡之間的匹配難度較大，光學透 鏡的通用性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的是提供一種光學透鏡，旨在提高用于發(fā)光裝置的光學透鏡的通 用性。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的光學透鏡包括于上下方向?qū)盈B連接的第一鏡部以 及第二鏡部，所述第一鏡部呈透明設置，所述第二鏡部呈不透明設置，且所述第二鏡部上開 設有一貫穿上下設置的通光孔，所述通光孔用以供所述發(fā)光裝置的光源在下方對位，且所 述通光孔的橫截面積小于或等于所述光源的發(fā)光面積。
[0005] 優(yōu)選地，所述第一鏡部與所述第二鏡部均呈圓柱形。
[0006] 優(yōu)選地，所述第二鏡部為白色或銀白色。
[0007] 優(yōu)選地，所述第一鏡部的頂面呈向內(nèi)凹陷設置。
[0008] 優(yōu)選地，所述光學透鏡使用塑膠材料采用雙色注塑工藝一體成型制成。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一鏡部采用透明的PMMA材料制成。
[00?0] 優(yōu)選地，所述通光孔為圓孔，且直徑為1.7mm~2.4mm。
[0011]優(yōu)選地，所述第二鏡部的底面設有一用以容置所述光源的容置槽，所述通光孔設 于所述容置槽的槽頂中央。
[0012]優(yōu)選地，所述第一鏡部與第二鏡部的連接處設有用以加強光線反射的散光結(jié)構(gòu)。
[0013] 本發(fā)明還提出一種發(fā)光裝置，包括光學透鏡，該光學透鏡包括于上下方向?qū)盈B連 接的第一鏡部以及第二鏡部，所述第一鏡部呈透明設置，所述第二鏡部呈不透明設置，且所 述第二鏡部上開設有一貫穿上下設置的通光孔，所述通光孔用以供所述發(fā)光裝置的光源在 下方對位，且所述通光孔的橫截面積小于或等于所述光源的發(fā)光面積。
[0014] 本發(fā)明的技術方案中，由于第二鏡部除了通光孔之外，其他部分均呈不透明設置， 故位于通光孔下方的光源發(fā)出的光只可以通過該通光孔發(fā)出，換言之，該通光孔限制了射 出光線的線路，如此，通過第二鏡部就改變并控制了原有的光源的近場光學分布，并于通光 孔處重新形成了一個新的點光源。而位于第二鏡部上方的第一鏡部的光路設計是與該新的 點光源配適的，如此，從通光孔中射出的光線就可以直接適應第一鏡部的光路設計，并通過 第一鏡部進行折射或反射，最終得到較理想的面光源。如此，相較于目前常見的因發(fā)光裝置 的光源的近場光學分布不同而需要配置不同的透鏡的方案，在本發(fā)明的技術方案中，對于 近場光學分布不同的不同光源，通過光學透鏡改變其原來的近場光學分布后，新得到的近 場光學分布都是一致的，都可以獲得較理想的面光源，換言之，同一類型的光學透鏡可以匹 配多種不同的光源，進而有效提高了光學透鏡的通用性。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本發(fā)明光學透鏡一實施例于裝配狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為圖1中沿S-S方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖2中A處放大示意圖。
[0019] 附圖標號說明：
[0021 ]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；?于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其 他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]需要說明，若本發(fā)明實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……）， 則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、 運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。
[0024]另外，若本發(fā)明實施例中有涉及"第一"、"第二"等的描述，則該"第一"、"第二"等 的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技 術特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特 征。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領域普通技術人員能 夠?qū)崿F(xiàn)為基礎，當技術方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術方案的結(jié) 合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。
[0025]本發(fā)明提出一種光學透鏡及包括該光學透鏡的發(fā)光裝置。該發(fā)光裝置包括燈條、 燈箱、照明燈具、顯示器件背光源等。
[0026] 參照圖1至圖3,在本發(fā)明一實施例中，該光學透鏡3適用的發(fā)光裝置具體為LED燈 條，該LED燈條包括PCB板1、LED光源2、以及光學透鏡3，且LED光源2固設于PCB板1的上板面。 其中，如圖2所示，光學透鏡3包括于上下向?qū)盈B連接的第一鏡部31以及第二鏡部32,第一鏡 部31呈透明設置，第二鏡部32呈不透明設置，且第二鏡部32上開設有一呈貫穿上下設置的 通光孔321，通光孔321用以供LED光源2在下方對位，且通光孔321的橫截面積小于或等于 LED光源2的發(fā)光面積。在此需說明的是，光學透鏡3的第二鏡部32的底面可通過連接件與 PCB板1的上板面固定連接，例如但不限于，第二鏡部32的底面凸設有若干固定柱(未圖示）， PCB板1的上板面對應這些固定柱設有插孔(未圖示），光學透鏡3通過固定柱插入插孔中，而 與PCB板1固定連接。
[0027] 本實施例中，由于第二鏡部32除了通光孔321之外，其他部分均呈不透明設置，故 位于通光孔321下方的LED光源2發(fā)出的光只可以通過該通光孔321發(fā)出，換言之，該通光孔 321限制了射出光線的線路，如此，通過第二鏡部32就改變并控制了原有的LED光源2的近場 光學分布，并于通光孔321處重新形成了一個新的點光源。而位于第二鏡部32上方的第一鏡 部31的光路設計是與該新的點光源配適的，如此，從通光孔321中射出的光線就可以直接適 應第一鏡部31的光路設計，并通過第一鏡部31進行折射或反射，最終得到較理想的面光源。 可以理解，只要通光孔321的形狀大小不改變，則該新的點光源的近場光學分布也不會改 變，進而與該新的點光源匹配的第一鏡部31也不需要改變。如此，相較于目前常見的因不同 類型的LED的近場光學分布不同而需要配置不同的透鏡的方案，在本發(fā)明的技術方案中，對 于不同類型的LED，通過光學透鏡3改變其原來的近場光學分布后，新得到的近場光學分布 都是一致的，都可以獲得較理想的面光源。換言之，同一類型的光學透鏡3可以匹配多種類 型的LED，進而有效提高了光學透鏡3的通用性，并有效提高了相關產(chǎn)品的開發(fā)效率。
[0028] 參照圖1和圖2,本實施例中，優(yōu)選地，第一鏡部31與第二鏡部32均呈圓柱形，此形 狀設置為常用的透鏡形狀設置，能使光學透鏡3的發(fā)光面為圓形，發(fā)光分布更加均勻。然本 設計不限于此，于本發(fā)明的其他實施例中，光學透鏡3還可根據(jù)實際需要設計成其他形狀， 例如但不限于正方體等。
[0029]另外，如圖2所示，本實施例中，進一步地，第一鏡部31的頂面呈向內(nèi)凹陷設置，具 體地，該頂面為一內(nèi)凹的圓頂面，且第一鏡部31的頂面與外側(cè)面的連接處呈圓弧過渡設置。 此形狀設置經(jīng)由嚴密的光路計算設計得出，與由LED光源2與通光孔321組成的新的點光源 相配適，能使發(fā)光分布更加均勻，進而獲得更加理想的面光源。
[0030]為加強光學透鏡3的第一鏡部31與第二鏡部32之間的連接牢固性以及方便光學透 鏡3的制造，在本實施例中，優(yōu)選的，光學透鏡3使用兩種不同顏色的塑膠材料采用雙色注塑 工藝一體成型制成。其中，第二鏡部32使用的塑膠材料應為不透明的，而第一鏡部31則采用 透明的塑膠材料制成。具體地，第二鏡部3 2可采用光學級的Ρ Μ Μ A (Polymethylmethacrylate，聚甲基丙稀酸甲酯)材料制成。當然，于其他實施例中，第一鏡 部31與第二鏡部32也可以分開注塑成型，并通過粘接等方式連接。另外，于其他實施例中， 第二鏡部32還可以采用其他透明的塑膠材料，例如但不限于?以?〇1}^31'1301^七6，聚碳酸酯） 材料制成，但是PC的透光率通常較PMMA低。在此需特別說明的是，第二鏡部32的顏色可以為 黑色、灰色、白色、以及銀白色等，只要是能阻擋光線通過的顏色即可。但是，當?shù)诙R部32 為黑色、灰色等能對光線進行吸收的顏色時，為提高出光率，在光學透鏡3上應增設能加強 光線反射的結(jié)構(gòu)，例如但不限于反射膜等。
[0031] 參照圖1，本實施例中，優(yōu)選地，通光孔321為圓孔，且直徑為1.7mm~2.4mm，具體 地，本實施例中，通光孔321的直徑為2mm。當光學透鏡3與不同類型的LED配適使用時，LED背 光源發(fā)出的光線均能通過該直徑為2_的通光孔321射入第二鏡部32,進而獲得較理想的面 光源。當然，于其他實施例中，通光孔321的直徑并不局限于此，可以根據(jù)不同的實際需求及 成型工藝進行適當調(diào)整，不過，相應的，第二鏡部32的出光面也應做相關調(diào)整。
[0032] 參照圖2及圖3,本實施例中，優(yōu)選地，第二鏡部32的底面設有一用以容置LED光源2 的容置槽322，且通光孔321設于容置槽322的槽頂中央。如此，一方面，由于LED光源2位于容 置槽322內(nèi)，故容置槽322的槽壁可限制LED光源2發(fā)出的光線不會從側(cè)面漏出，從而提高了 光源利用率;另一方面，由于容置槽322呈比通光孔321大設置，故對于較大尺寸的LED光源2 也可配適本光學透鏡3使用，從而可進一步提高光學透鏡3的通用性。
[0033] 此外，需特別說明的是，本實施例中，進一步地，該容置槽322的槽壁與LED光源2之 間呈間隙設置。其原因在于，本實施例中，光學透鏡3采用塑膠材料制成，而相對于玻璃等材 料，塑膠材料的熱形變溫度較低，若容置槽322的槽壁與LED光源2直接接觸，則較熱的LED光 源2會使附近的塑膠材料發(fā)生熱形變，易造成光學透鏡3的損壞；而當容置槽322的槽壁與 LED光源2之間間隔一定距離時，LED光源2發(fā)出的熱量即可有效的散發(fā)出去。此設置不僅可 以避免光學透鏡3的損壞，還因可以提高LED光源2的散熱性能而有利于提高LED光源2的使 用壽命。
[0034] 參照圖2及圖3,為提高光學透鏡3的出光均勻性及出光率，進一步地，第一鏡部31 與第二鏡部32的連接處，設有用以加強光線反射的散光結(jié)構(gòu)33。進入第二鏡部32的光經(jīng)散 光結(jié)構(gòu)33和第一鏡部31的反射，以及第一鏡部31的折射，可以獲得出光更均勻的面光源。一 并參照圖1，具體地，本實施例中，第一鏡部31的底面上呈陣列式滿布有多個呈倒錐形體設 置的第一凸起331，且第二鏡部32的頂面上也設有與這些第一凸起331對應咬合的第二凸起 332,具有這些第一凸起331以及第二凸起332的第一鏡部31與第二鏡部32的結(jié)合面即為散 光結(jié)構(gòu)33。然本設計不限于此，于本發(fā)明的其他實施例中，散光結(jié)構(gòu)33還可呈其他設置，例 如但不限于，散光結(jié)構(gòu)33為設于第一鏡部31與第二鏡部32之間的結(jié)合面處的反光膜或反光 涂層等。
[0035] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本 發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運用 在其他相關的技術領域均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種光學透鏡，用于發(fā)光裝置，其特征在于，所述光學透鏡包括于上下方向?qū)盈B連接 的第一鏡部以及第二鏡部，所述第一鏡部呈透明設置，所述第二鏡部呈不透明設置，且所述 第二鏡部上開設有一貫穿上下設置的通光孔，所述通光孔用以供所述發(fā)光裝置的光源在下 方對位，且所述通光孔的橫截面積小于或等于所述光源的發(fā)光面積。2. 如權(quán)利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，所述第一鏡部與所述第二鏡部均呈圓柱 形。3. 如權(quán)利要求2所述的光學透鏡，其特征在于，所述第二鏡部為白色或銀白色。4. 如權(quán)利要求2所述的光學透鏡，其特征在于，所述第一鏡部的頂面呈向內(nèi)凹陷設置。5. 如權(quán)利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，所述光學透鏡使用塑膠材料采用雙色注 塑工藝一體成型制成。6. 如權(quán)利要求5所述的光學透鏡，其特征在于，所述第一鏡部采用透明的PMMA材料制 成。7. 如權(quán)利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，所述通光孔為圓孔，且直徑為1.7mm~ 2.4mm〇8. 如權(quán)利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，所述第二鏡部的底面設有一用以容置所 述光源的容置槽，所述通光孔設于所述容置槽的槽頂中央。9. 如權(quán)利要求1所述的光學透鏡，其特征在于，所述第一鏡部與第二鏡部的連接處設有 用以加強光線反射的散光結(jié)構(gòu)。10. -種發(fā)光裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任意一項所述的光學透鏡。
【文檔編號】F21Y115/10GK106090826SQ201610403952
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】王永博
【申請人】廣州創(chuàng)維平面顯示科技有限公司