LED玻璃複眼透鏡及使用其的LED燈具的製作方法

2023-04-30 22:45:37

本實用新型涉及LED燈具的光學系統，特別是涉及聚光和準直的投影及舞臺LED燈具的光學系統。

背景技術：

LED具有光效率高、光線質量好、能耗小、壽命長、體積小等優點，正以取代傳統放電氣泡燈之勢向高端照明領域（例如舞檯燈，車展燈，會議大廳聚光燈，劇場染色燈，演播室投光燈等等）輻射。其壽命長易於維護的特點深的大眾喜愛。現有技術的大功率投影及舞臺LED燈具採，為了更好實現將多個LED燈珠混光實現超大功率LED照明，尤其20-2000W的超大功率，需要使用複眼透鏡陣列，將多個LED燈珠的光聚光並準直到一相對小面積的目標照明區域，然而現有技術採用注塑成型的塑料複眼透鏡，具有成型面符合所要求的光學光滑面及工藝簡單、成本低的特點，但對應20-2000W的超大功率的投影及舞檯燈具用的塑料複眼透鏡，耐溫低難於經受LED燈珠熱影響，容易老化發黃、吸水，剛性也不是很好，容易變形。

玻璃複眼透鏡就能很好解決上述技術問題，具有耐溫高、剛性好、不易變形、不易老化的特點，但複眼透鏡採用熔融壓合模成型工藝，成型時，在複眼透鏡的各個透鏡內，尤其是各透鏡的中心軸最高點附近，容易因為成型的氣泡聚集造成相對面積不可忽略的光學面凹凸不平，不符合所需的聚光準直光學功能，如何消除成型氣泡的影響這個技術問題一直沒有得到很好解決。

技術實現要素：

基於此，針對現有技術，本實用新型的所要解決的技術問題就是提供一種工藝結構簡單、成本低、熱穩定性高的大功率聚光和準直功能的LED複眼玻璃透鏡。

本實用新型的技術方案如下：

一種LED玻璃複眼透鏡，包括玻璃一體成型製成的玻璃平板部分、玻璃複眼透鏡陣列的聚光準直曲線部分及微平臺部分，所述玻璃複眼透鏡陣列位於所述玻璃平板部分的同一側面向外凸起，所述玻璃複眼透鏡陣列至少包括2個玻璃複眼透鏡，所述微平臺部分為設在所述聚光準直曲線部分的中心對稱軸上的直徑尺寸在0.1～0.5mm的圓臺。

在其中一個實施例中，所述微平臺部分的圓臺高度為小於0.5mm。

在其中一個實施例中，每一所述圓臺中心軸與LED光源陣列的每一LED燈珠中心軸重合。

在其中一個實施例中，安裝時，所述玻璃複眼透鏡陣列罩設在所述LED光源陣列的出光面上。

本實用新型的另一個目的是提交使用前面所述的LED玻璃複眼透鏡的LED燈具。

一種LED燈具，包括上面所述LED玻璃複眼透鏡、LED光源陣列，所述LED玻璃複眼透鏡陣列與所述LED光源陣列相對應，所述LED玻璃複眼透鏡罩合在所述LED光源陣列的出光面上。

在其中一個實施例中，每一所述微平臺部分中心軸與所述LED光源陣列每一顆燈珠的中心軸重合。

相對現有技術，本實用新型的LED玻璃複眼透鏡有益效果為，通過中心帶尺寸可以忽略的微平臺部分，結構簡單，製造成本低，能完全滿足所需的光學透鏡的聚光和準直功能，耐熱性能好，不易老化，剛性好，不易變形。

進一步地，本實用新型的使用LED玻璃複眼透鏡的LED燈具，既能滿足超大功率燈具要求聚光及準直功能，又能經受大功率多顆LED燈珠的光熱損傷，結構簡單，成本低，同時具有現有技術的塑料複眼透鏡所不具有的耐熱性能好，不易老化，剛性好，不易變形等突出特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的LED複眼玻璃透鏡使用的結構示意圖；

圖2為本實用新型的LED複眼玻璃透鏡成型示意圖；

圖3為本實用新型的LED複眼玻璃透鏡半成品結構示意圖；

圖4為本實用新型的LED複眼玻璃透鏡結構示意圖。

以上各圖，10--LED光源陣列；20--玻璃複眼透鏡；21--聚光準直曲線部分；22--微平臺部分；23--玻璃平板部分；24--排氣成型錐臺；30--壓合成型上模;31--透鏡壓合型槽；32--排氣槽孔。

具體實施方式

下面參考附圖並結合實施例對本實用新型進行詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，以下各實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

圖1給出了LED玻璃複眼透鏡使用的結構示意圖，圖4為LED複眼玻璃透鏡結構示意圖，結合圖1和圖4可知，該LED玻璃複眼透鏡20，包括一體成型製成的玻璃平板部分23、聚光準直曲線部分21和微平臺部分22。玻璃複眼透鏡陣列位於玻璃平板部分23的同一側面向外凸起，玻璃複眼透鏡陣列至少包括2個玻璃複眼透20。微平臺部分22設在聚光準直曲線部分21的中心對稱軸上，為直徑尺寸在0.1～0.5mm的圓臺，圓臺高度為小於0.5mm。與LED光源陣列10裝配使用時，玻璃複眼透鏡20陣列罩設在LED光源陣列10的出光面一側，凸起聚光準直曲線部分21和微平臺部分22朝外設置。每一微平臺部分22的圓臺中心軸與LED光源陣列10的每一LED燈珠中心軸重合。

由圖1可知，LED光源陣列10的出射光，經過LED玻璃複眼透鏡20的聚光和準直後，能均勻出射到面積相對光源面小很多的目標照射面。

從上面可知，本實用新型的LED玻璃複眼透鏡有益效果為，通過中心帶尺寸可以忽略的微平臺部分，結構簡單，製造成本低，能完全滿足所需的光學透鏡的聚光和準直功能，耐熱性能好，不易老化，剛性好，不易變形。

實用新型的使用LED玻璃複眼透鏡的LED燈具，既能滿足超大功率燈具要求聚光及準直功能，又能經受大功率多顆LED燈珠的光熱損傷，結構簡單，成本低，同時具有現有技術的塑料複眼透鏡所不具有的耐熱性能好，不易老化，剛性好，不易變形等突出特點。

圖2和圖3給出了本實用新型的LED複眼玻璃透鏡成型工藝示意圖，結合圖2和圖3，以及圖4進行本實用新型的LED複眼玻璃透鏡製備方法的說明。

一種LED玻璃複眼透鏡的製備方法，包括如下步驟：

A）、熔融法製備玻璃複眼透鏡用平板基材；

B）、在所述平板基材熔融狀態下，使用設有LED玻璃複眼透鏡20匹配的透鏡壓合型槽31陣列的壓合成型上模30壓合在平板基材上；

C）、根據設定的冷卻制度進行冷卻後得到LED玻璃複眼透鏡半成品；

LED玻璃複眼透鏡半成品，包括玻璃平板部分、聚光準直曲線部分21和排氣成型錐臺24。

D）、所述LED玻璃複眼透鏡半成品進行平面研磨加工得到LED玻璃複眼透鏡；

通過平面研磨將排氣成型錐臺24研磨得到微平臺部分22，高凸的錐臺光學研磨得到對應的圓臺。

其中，透鏡壓合型槽31陣列的每一透鏡壓合型槽的中心頂部設有一排氣槽孔32。

排氣槽孔為直徑尺寸在0.1～0.5mm的中心迴轉體結構，可以為圓柱、圓錐或圓臺等形狀，其深度尺寸大於0.5mm，一般為0.5～2mm。

從以上製備工藝可知，本實用新型的LED玻璃複眼透鏡的製備方法，工藝簡單，製造成本低，得到的LED玻璃複眼透鏡能很好滿足大功率投影及舞檯燈具的聚光及準直功能，同時具有現有技術的塑料複眼透鏡所不具有的耐熱性能好，不易老化，剛性好，不易變形等突出特點。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。