CN209399297U

CN209399297U - 一种光学透镜结构

Info

Publication number: CN209399297U
Application number: CN201822150828.1U
Authority: CN
Inventors: 吴慧文; 王姣
Original assignee: Shenzhen Ruifeng Photoelectricity Purple Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Ruifeng Photoelectricity Purple Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-09-17
Anticipated expiration: 2028-12-20

Abstract

本实用新型涉及光学元件技术领域，尤其是涉及一种光学透镜结构，包含本体，所述本体包含第一部分以及第二部分，所述第一部分与所述第二部分之间还设有连接部，所述连接部分别连接所述第一部分、第二部分；所述第一部分包含入射面，以及与所述入射面两边缘倾斜连接的左折射面、右折射面；所述第二部分为出射面，光从所述入射面进入所述本体后，经所述左折射面、右折射面进行汇聚，进而从所述出射面射出。出射面为向上凸起的圆弧面，光从所述入射面进入所述本体后，经所述左折射面、右折射面进行汇聚，进而从所述出射面射出。通过该光学透镜结构可显著提升UV能量以及光功率密度，提升光固化效率以及产品品质。

Description

一种光学透镜结构

技术领域

本实用新型涉及光学元件技术领域，尤其是涉及一种光学透镜结构。

背景技术

UV-LED光源具有使用寿命长、可靠性高、发光效率高、耗电量少、无热辐射、有利于环保等特性，近几年在UV固化和印刷中的应用越来越广泛，特别是在大功率胶印和光油机领域，高功率密度的UV-LED光源模组已被大部分设备厂采用。UV-LED光源通常由LED灯珠以及光学透镜组成，光学透镜设置在光源的出光方向上，对通过其的光束进行约束、改变，提高聚光效率并实现均匀光强分布，因此光学透镜的光学设计也是很关键的因素，通过合理的优化设计，可以使得出射光束获得相应的配光效果。目前行业内设备的UV-LED光源头采用的玻璃片为平板的石英玻璃片或者圆柱型石英玻璃棒，对UV能量的提升仍然达不到理想效果，因此传统的UV-LED光源头的整体光功率密度并不高，胶印光固化时会存在光固化不良或固化耗时长等问题，难以满足越来越高的生产要求，同时实际应用中采用常规提高电功率方式来提升光功率密度的同时则会伴随着更多热量的产生，这对设备的散热能力和成本的控制是一个严峻的考量，此时通过改善UV-LED光源头的光学透镜结构来提升UV能量和光功率密度变得尤为重要。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种光学透镜结构，用于解决现有技术中UV-LED光源头采用的玻璃片为平板的石英玻璃片或者圆柱型石英玻璃棒，对UV能量的提升仍然达不到理想效果的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种光学透镜结构，包含本体，所述本体包含第一部分以及第二部分，所述第一部分与所述第二部分之间还设有连接部，所述连接部分别连接所述第一部分、第二部分；所述第一部分包含入射面，以及与所述入射面两边缘倾斜连接的左折射面、右折射面；所述第二部分为出射面，光从所述入射面进入所述本体后，经所述左折射面、右折射面进行汇聚，进而从所述出射面射出。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述左折射面与右折射面之间的距离自靠近所述入射面一端至远离所述入射面一端逐渐增大。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述连接部包含第一连接与第二连接部，所述第一连接部与所述入射面平行并分别与左折射面、右折射面连接；所述第一连接部远离所述折射面的一端与所述第二连接部垂直连接。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述两侧第二连接部之间的距离大于所述左折射面与右折射面之间的最大距离。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述出射面为向上凸起的圆弧面，所述出射面的两边缘分别与所述第二连接部远离所述第一连接部的一端连接。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述光学透镜具有至少一个本体或一体成型的多个本体。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述光学透镜由可透光的塑料或玻璃制成。

作为上述技术方案的进一步改进方式，所述光学透镜由石英玻璃制成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过提供一种光学透镜结构，包含位于底面的入射面、与入射面倾斜连接的左折射面、右折射面，与两侧折射面连接的第一连接部、与第一连接部垂直连接的第二连接部，第二连接部与位于顶面的出射面连接。出射面为向上凸起的圆弧面，光从所述入射面进入所述本体后，经所述左折射面、右折射面进行汇聚，进而从所述出射面射出。通过该光学透镜结构可显著提升UV能量以及光功率密度，提升光固化效率以及产品品质。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型光学透镜结构一个实施例的示意图；

图2是本实用新型两个本体一体成型的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体机构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参考图1-2，示出可了本实用新型光学透镜结构500的结构示意图以及两个本体一体成型的一个实施例的示意图。由于LED灯珠光斑的中心部光强大、亮度高，边缘部光强小、亮度低，这样的照明效果在很多场合是无法满足使用需求的。因此在使用时，为了达到预期的照明效果，通常会配合光学透镜来对出射光进行调制，光学透镜设置在光源的出光方向上，对通过其的光束进行约束、改变，提高聚光效率并实现均匀光强分布。具体的，光学透镜500位于LED灯珠的轴向正前方，能够完全利用LED的最大光强值，利用的效率比较高。光学透镜500为异型构件，包含本体，其中本体包含第一部分、第二部分，以及连接第一部分与第二部分的连接部。具体的，第一部分包含入射面550，入射面550通常设置于光源的正前方，并与光源形成一定间距，光源发出的光线从入射面550进入到光学透镜的本体中。第一部分还包含折射面，折射面分为左折射面570、右折射面540，左折射面570、右折射面540分别与入射面550两端倾斜连接并且左折射面570与右折射面540之间的距离自靠近所述入射面550一端至远离所述入射面550一端逐渐增大。左折射面570、右折射面540均连接有向外延伸的第一连接部530，第一连接部530与入射面550平行。第一连接部530远离折射面的一端连接有第二连接部520，第二连接部520垂直于第一连接部530并向上延伸，两侧第二连接部520之间的距离大于两侧折射面540之间的最大距离。第二连接部520远离第一连接部530的一端连接有一个向上凸起的圆弧面，该圆弧面与入射面550均为中心轴对称。该圆弧面为出射面510，光源发出的光经折射、反射后进行约束、聚光，然后经该出射面510等光强出射，直接作用于待固化材料。光学透镜的横截面在纵向具有一个虚拟的中心轴线F，本体的外表面以该中心轴线F中心对称。

优选的，光学透镜500采用石英玻璃，由于石英玻璃具有优秀的光学性能，是透紫外光的最佳材料，且具有良好的化学稳定性，因此可以提高光学机构的透过率以及能量密度。应该理解的是，根据实际情况也可以选用塑料、其他光学玻璃等透光的材料作为光学透镜500的材质。

当光学机构只设置一列纵向的LED灯珠时，光学透镜500只需一个本体，此时本体包含一个入射面550、与入射面550两端连接的左折射面570、右折射面540，与折射面连接的两个第一连接部530、与两个第一连接部530连接的两个第二连接部520，以及连接两个第二连接部520的出射面510；当光学机构由两列或两列以上的LED灯珠时，则将两个及两个以上上述的本体拼接在一起使用，或者光学透镜500加工时，将两个或两个以上的本体一体成型，即相邻两个本体的接壤部分570无第二连接部520，相邻两个本体直接连通，只在整个光学透镜500的两端侧设有第二连接部520，也可满足生产要求。可基于生产需求、生产效率以及物料成本等因素灵活选择光学透镜的组合方式。通过本实用新型中具有异型构造特点的光学透镜，明显提升了UV-LED光源的能量密度，通过光学模拟得出的数据光功率密度比原来提升3倍以上。

以上所述只是本实用新型的较佳实施方式，根据实际情况所述光学透镜还可以采用非连续表面型、非对称型、微透镜阵列型等其他的方式。

参考图2，优选的，第一连接部530的宽度A为3.2mm，入射面550与出射面510顶端的距离B为23.5mm，单个本体两侧第二连接部520之间的距离C为23.4mm。

以上是对本实用新型的较佳实施例进行的具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种光学透镜结构，其特征在于，包含本体，所述本体包含第一部分以及第二部分，所述第一部分与所述第二部分之间还设有连接部，所述连接部分别连接所述第一部分、第二部分；所述第一部分包含入射面，以及与所述入射面两边缘倾斜连接的左折射面、右折射面；所述第二部分为出射面。

2.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述左折射面与右折射面之间的距离自靠近所述入射面一端至远离所述入射面一端逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述连接部包含第一连接与第二连接部，所述第一连接部与所述入射面平行并分别与左折射面、右折射面连接；所述第一连接部远离所述折射面的一端与所述第二连接部垂直连接。

4.根据权利要求3所述的光学透镜结构，其特征在于，两侧所述第二连接部之间的距离大于所述左折射面与右折射面之间的最大距离。

5.根据权利要求3所述的光学透镜结构，其特征在于，所述出射面为向上凸起的圆弧面，所述出射面的两边缘分别与所述第二连接部远离所述第一连接部的一端连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的光学透镜结构，其特征在于，所述光学透镜具有至少一个本体或一体成型的多个本体。

7.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述光学透镜由可透光的塑料制成。

8.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述光学透镜由可透光的玻璃制成。

9.根据权利要求8所述的光学透镜结构，其特征在于，所述光学透镜由石英玻璃制成。