多功能光學模塊的製作方法

2023-08-02 05:20:26 1

專利名稱：多功能光學模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及照明技術領域，尤其是用於照明的光學模塊。
技術背景
現有的照明燈，光線是向四周發散，它的光能的利用率大多不高。在現有的照明技 術中，為追求提高光能的利用率，以便節約能源，因此就有了光學模塊，通過光學模塊來收 攏、聚集光線。有些照明區域，也需要特殊的光斑形狀，如矩形、圓形、橢圓形等。但現有的照明 技術，還不能使光斑的形狀適應特定的照明區域。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種多功能光學模塊，它能夠提高光源的光能 利用率，而且能夠產生特殊的照明光斑。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種多功能光學模塊，用於設置在光 源前方，具有基板，在基板上排列設置有至少兩個光學元件，該光學元件包括前後設置的光 柵狀非球面透鏡陣列和非球面透鏡，光柵狀非球面透鏡陣列設置在靠近光源的位置，非球 面透鏡設置在遠離光源的位置。光柵狀非球面透鏡陣列為光柵狀半圓柱體條狀透鏡陣列。光柵狀半圓柱體條狀透 鏡陣列具有半圓柱弧面的一側朝向非球面透鏡。光學元件可繞其軸心在基板上轉動。光柵狀非球面透鏡陣列平行於基板的平面。本發明藉助「二次光學系統」的原理進行設計，這種光學系統可對光源的發光方向 作出改變。光線在經過不同的傳播介質時，會在不同折射率的介面上發生傳播方向的偏移， 偏移的方向同入射角度及所經過的傳播介質的折射率有關。在本發明中，當光線從光學元件的光柵狀非球面透鏡陣列一側射入，從非球面透 鏡一側射出時，可形成矩形的光斑。光線經光柵狀非球面透鏡陣列後產生變化，可在垂直光 柵的方向上將光斑擴寬，而在平行光柵的方向上將光斑收斂，從而得到矩形光斑。入射光再 通過非球面透鏡時，可以通過非球面透鏡修正光路的象差，去除不必要的雜光，可得到均勻 的矩形的出射光斑。由於這個矩形光斑將光線收攏、聚集，因此就提高了光的強度，也即提 高了光能的利用率。將多個光學元件進行組合排列在基板上形成光學模塊，調整每個光學 元件的旋轉角度，可以將每個光學元件射出的光斑組合成不同形狀的照射光斑。


圖1是本發明實施例1的示意圖；圖2是圖1的右視圖並帶有光源；圖3是光學元件的結構放大示意圖4是本發明實施例2的示意圖；圖5是本發明實施例3的示意圖。
具體實施例方式實施例1如圖1、2所示，多功能光學模塊有一個透明的基板1，設置在光源3的前方，在基 板1上排列設置有光學元件2，該光學元件2可以嵌入在基板1上，該光學元件2包括前後 設置的光柵狀非球面透鏡陣列5和非球面透鏡4，光柵狀非球面透鏡陣列5設置在靠近光源 3的位置，非球面透鏡4設置在遠離光源3的位置。光柵狀非球面透鏡陣列5平行於基板1 的平面。
如圖3所示，光柵狀非球面透鏡陣列5為光柵狀半圓柱體條狀透鏡陣列，光柵狀半 圓柱體條狀透鏡陣列具有半圓柱弧面的一側朝向非球面透鏡。光學元件2可繞其軸心在基板1上轉動。本實施例中，基板上的光學元件上中的光柵狀非球面透鏡陣列的方向都一致，它 形成的光斑是一個矩形。改變基板上光學元件行、列的數量，可以改變矩形光斑的大小。調整光學模塊與光源的距離，也可以對光照強度的強弱和光斑形狀的大小產生影 響。實施例2如圖4所示，本實施例與實施例1的結構基本相同，僅僅是光學元件的數量和各光 柵狀非球面透鏡陣列的角度不同，相鄰的光學元件中的光柵狀非球面透鏡陣列的方向相互 垂直，它形成的光斑形狀是一個正方形。實施例3如圖5所示，本實施例與實施例1的結構基本相同，僅僅是光學元件的數量和各光 柵狀非球面透鏡陣列的角度不同，分布在四個角的光學元件中的光柵狀非球面透鏡陣列旋 轉一定的角度，它形成的光斑形狀將是一個橢圓形。實施例4本實施例與實施例1的結構相同，僅僅是各光柵狀非球面透鏡陣列與光源的距離 不同，相鄰列的光學元件中的光柵狀非球面透鏡陣列的方向可以實施例1、2、3相同，它最 後形成的光斑形狀將是一個多變的形狀。本發明多功能光學模塊的基板上可以設置2個以上光學元件，並可按光斑的形狀 和大小要求，排列光學元件，多功能光學模塊的大小，可根據使用要求的光斑效果設計而 定，多功能光學模塊的形狀亦可為圓、方、長、心型、多邊形、橢圓形，它的形態主要根據燈具 的外型要求而變化；多功能光學模塊的基板可透明，也可不透明，採用不易變形、抗紫外幅 射、不易老化的材料製成；光學元件相互之間的位置可調、可變；基板與光學元件可以由不 易老化的粘合劑連成一體，粘合後其防水、防塵可達到IP65的要求。多功能光學模塊可與各類點光源、線光源、面光源組合，加強光照度效果；可以與 LED燈組合使用，將每個LED的晶片中心與每個光學元件的中心一一對應。多功能光學模塊可以採用螺釘與光源連接構成一體。多功能光學模塊適用於各種燈型與燈體，適用於室內、外的照明。
權利要求
一種多功能光學模塊，用於設置在光源(3)前方，具有基板(1)，其特徵在於在基板上排列設置有至少兩個光學元件(2)，所述光學元件(2)包括光柵狀非球面透鏡陣列(5)和非球面透鏡(4)，所述的光柵狀非球面透鏡陣列(5)和非球面透鏡(4)前後設置，光柵狀非球面透鏡陣列(5)設置在靠近光源(3)的位置，非球面透鏡(4)設置在遠離光源(3)的位置。
2.根據權利要求1所述的多功能光學模塊，其特徵在於所述光柵狀非球面透鏡陣列 (5)為光柵狀半圓柱體條狀透鏡陣列。
3.根據權利要求1所述的多功能光學模塊，其特徵在於所述光學元件(2)可繞其軸 心在基板(1)上轉動。
4.根據權利要求1所述的多功能光學模塊，其特徵在於所述光柵狀非球面透鏡陣列 (5)平行於基板(1)的平面。
全文摘要
本發明公開了一種多功能光學模塊，用於設置在光源前方，具有一個基板，在基板上排列設置有至少兩個光學元件，該光學元件包括前後設置的光柵狀非球面透鏡陣列和非球面透鏡，光柵狀非球面透鏡陣列設置在靠近光源的位置，非球面透鏡設置在遠離光源的位置。採用本發明，可以提高光能的利用率，達到節能的效果，同時，還可以根據照明區域的需要，形成適應不同照明區域的均勻光斑。
文檔編號F21Y101/02GK101846285SQ20091003816
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者張永康, 李繼紅 申請人:李繼紅;張永康