多功能光学模块的制作方法

专利名称：多功能光学模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明技术领域，尤其是用于照明的光学模块。
技术背景
现有的照明灯，光线是向四周发散，它的光能的利用率大多不高。在现有的照明技 术中，为追求提高光能的利用率，以便节约能源，因此就有了光学模块，通过光学模块来收 拢、聚集光线。有些照明区域，也需要特殊的光斑形状，如矩形、圆形、椭圆形等。但现有的照明 技术，还不能使光斑的形状适应特定的照明区域。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能光学模块，它能够提高光源的光能 利用率，而且能够产生特殊的照明光斑。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种多功能光学模块，用于设置在光 源前方，具有基板，在基板上排列设置有至少两个光学元件，该光学元件包括前后设置的光 栅状非球面透镜阵列和非球面透镜，光栅状非球面透镜阵列设置在靠近光源的位置，非球 面透镜设置在远离光源的位置。光栅状非球面透镜阵列为光栅状半圆柱体条状透镜阵列。光栅状半圆柱体条状透 镜阵列具有半圆柱弧面的一侧朝向非球面透镜。光学元件可绕其轴心在基板上转动。光栅状非球面透镜阵列平行于基板的平面。本发明借助“二次光学系统”的原理进行设计，这种光学系统可对光源的发光方向 作出改变。光线在经过不同的传播介质时，会在不同折射率的介面上发生传播方向的偏移， 偏移的方向同入射角度及所经过的传播介质的折射率有关。在本发明中，当光线从光学元件的光栅状非球面透镜阵列一侧射入，从非球面透 镜一侧射出时，可形成矩形的光斑。光线经光栅状非球面透镜阵列后产生变化，可在垂直光 栅的方向上将光斑扩宽，而在平行光栅的方向上将光斑收敛，从而得到矩形光斑。入射光再 通过非球面透镜时，可以通过非球面透镜修正光路的象差，去除不必要的杂光，可得到均勻 的矩形的出射光斑。由于这个矩形光斑将光线收拢、聚集，因此就提高了光的强度，也即提 高了光能的利用率。将多个光学元件进行组合排列在基板上形成光学模块，调整每个光学 元件的旋转角度，可以将每个光学元件射出的光斑组合成不同形状的照射光斑。


图1是本发明实施例1的示意图；图2是图1的右视图并带有光源；图3是光学元件的结构放大示意图4是本发明实施例2的示意图；图5是本发明实施例3的示意图。
具体实施例方式实施例1如图1、2所示，多功能光学模块有一个透明的基板1，设置在光源3的前方，在基 板1上排列设置有光学元件2，该光学元件2可以嵌入在基板1上，该光学元件2包括前后 设置的光栅状非球面透镜阵列5和非球面透镜4，光栅状非球面透镜阵列5设置在靠近光源 3的位置，非球面透镜4设置在远离光源3的位置。光栅状非球面透镜阵列5平行于基板1 的平面。
如图3所示，光栅状非球面透镜阵列5为光栅状半圆柱体条状透镜阵列，光栅状半 圆柱体条状透镜阵列具有半圆柱弧面的一侧朝向非球面透镜。光学元件2可绕其轴心在基板1上转动。本实施例中，基板上的光学元件上中的光栅状非球面透镜阵列的方向都一致，它 形成的光斑是一个矩形。改变基板上光学元件行、列的数量，可以改变矩形光斑的大小。调整光学模块与光源的距离，也可以对光照强度的强弱和光斑形状的大小产生影 响。实施例2如图4所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，仅仅是光学元件的数量和各光 栅状非球面透镜阵列的角度不同，相邻的光学元件中的光栅状非球面透镜阵列的方向相互 垂直，它形成的光斑形状是一个正方形。实施例3如图5所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，仅仅是光学元件的数量和各光 栅状非球面透镜阵列的角度不同，分布在四个角的光学元件中的光栅状非球面透镜阵列旋 转一定的角度，它形成的光斑形状将是一个椭圆形。实施例4本实施例与实施例1的结构相同，仅仅是各光栅状非球面透镜阵列与光源的距离 不同，相邻列的光学元件中的光栅状非球面透镜阵列的方向可以实施例1、2、3相同，它最 后形成的光斑形状将是一个多变的形状。本发明多功能光学模块的基板上可以设置2个以上光学元件，并可按光斑的形状 和大小要求，排列光学元件，多功能光学模块的大小，可根据使用要求的光斑效果设计而 定，多功能光学模块的形状亦可为圆、方、长、心型、多边形、椭圆形，它的形态主要根据灯具 的外型要求而变化；多功能光学模块的基板可透明，也可不透明，采用不易变形、抗紫外幅 射、不易老化的材料制成；光学元件相互之间的位置可调、可变；基板与光学元件可以由不 易老化的粘合剂连成一体，粘合后其防水、防尘可达到IP65的要求。多功能光学模块可与各类点光源、线光源、面光源组合，加强光照度效果；可以与 LED灯组合使用，将每个LED的芯片中心与每个光学元件的中心一一对应。多功能光学模块可以采用螺钉与光源连接构成一体。多功能光学模块适用于各种灯型与灯体，适用于室内、外的照明。
权利要求
一种多功能光学模块，用于设置在光源(3)前方，具有基板(1)，其特征在于在基板上排列设置有至少两个光学元件(2)，所述光学元件(2)包括光栅状非球面透镜阵列(5)和非球面透镜(4)，所述的光栅状非球面透镜阵列(5)和非球面透镜(4)前后设置，光栅状非球面透镜阵列(5)设置在靠近光源(3)的位置，非球面透镜(4)设置在远离光源(3)的位置。
2.根据权利要求1所述的多功能光学模块，其特征在于所述光栅状非球面透镜阵列 (5)为光栅状半圆柱体条状透镜阵列。
3.根据权利要求1所述的多功能光学模块，其特征在于所述光学元件(2)可绕其轴 心在基板(1)上转动。
4.根据权利要求1所述的多功能光学模块，其特征在于所述光栅状非球面透镜阵列 (5)平行于基板(1)的平面。
全文摘要
本发明公开了一种多功能光学模块，用于设置在光源前方，具有一个基板，在基板上排列设置有至少两个光学元件，该光学元件包括前后设置的光栅状非球面透镜阵列和非球面透镜，光栅状非球面透镜阵列设置在靠近光源的位置，非球面透镜设置在远离光源的位置。采用本发明，可以提高光能的利用率，达到节能的效果，同时，还可以根据照明区域的需要，形成适应不同照明区域的均匀光斑。
文档编号F21Y101/02GK101846285SQ20091003816
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者张永康, 李继红 申请人:李继红;张永康