一种双非球面曲面短焦距透镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及透镜，具体地，本实用新型涉及一种双非球面曲面短焦距透镜，所 述双非球面曲面短焦距透镜采用具有不容易漫散射镜面的双非球面曲面透镜，视场角度 大，照明清晰，光线柔和，不刺眼，可以矫正以往透镜的色差，消色差，用于投射仪，可取代以 往需用6-7片透镜的透镜组。另外，本实用新型透镜也可用于小尺寸、小体积的投射仪的投 射灯，也可用于对小尺寸、小体积要求较高的汽车尾灯，且制作简单，成本低。
【背景技术】
[0002] 在照明领域，比较常见的是，利用透镜可以对放置于其焦点、焦平面或其附近的物 体进行成像的特性，实现近光、远光的照明图案的光学方案。所述方法不仅多见于传统卤素 光源、高压气体放电光源的场合，近年来，随着LED光源的兴起也常被用于LED光源照明的 方案中。
[0003] 例如，LED光源应用于前车灯照明后，带来的一个好处就是，其相对于传统的卤素 和气体光电光源，可以称得上是冷光源，其对外的热辐射遥远低于同功率的传统光源。因此 耐温比玻璃要差得多的塑料材质透镜就有了用武之地。
[0004] 在对透镜的尺寸、体积要求较高的光学设计中，为达到消象差、色差等多方面形成 的缺陷，保证良好的成像质量，需要采用双非球面曲面透镜，然而，以往，因双非球面曲面透 镜的光学加工问题，往往难达到质量要求或者加工成本太高而望而莫及，通常采用双球面。
[0005] 另外，在用于投射仪的投射用透镜场合，以往需使用有1-2片聚光镜、由6-7片双 凸镜，双凹镜，凹凸镜等组成的透镜组，体积、尺寸较大，焦距较长，且制造成本较高。 【实用新型内容】
[0006] 为了改进上述问题，本实用新型的目的是：提供一种双非球面曲面短焦距透镜，所 述双非球面曲面短焦距透镜采取两面同时一次热压成形加工，同时保证两非球面曲面的同 心度达到在〇. 05内，确保设计新形、加工新形、加工成本又低、又能达到高质量高效率。
[0007] 本实用新型技术方案如下：
[0008] -种双非球面曲面短焦距透镜，用热加工对透镜入光面和出光面两面同时一次热 压成形，其特征在于，
[0009] 构成所述双非球面曲面短焦距透镜的二透镜面皆为非球面曲面，
[0010] 所述双非球面曲面短焦距透镜直径为20-50mm，
[0011] 所述双非球面曲面短焦距透镜焦距为3-15mm。
[0012] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，
[0013] 所述非球面曲面方程如下：
[0016] c是曲率常数，取值0· 10-0. 1228，
[0017] r为曲率半径，包括透镜入光面曲率半径r '，及透镜出射面曲率半径r "，
[0018] K为二次曲面系数，包括透镜入光面二次曲面系数K'，及透镜出射面二次曲面系 数K"，
[0019] 所述透镜入光面二次曲面系数K'大于所述透镜出射面二次曲面系数K"，
[0020] 所述透镜入光面二次曲面系数Γ为-0. 50~-0. 60,所述透镜出射面二次曲面系 数 K" 为-L 20 ~-L 30。
[0021] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述透镜入光 面曲率半径r'小于所述透镜出射面曲率半径r"，所述透镜入光面曲率半径r' = 8-12. 5_， 所述透镜出射面曲率半径r" = 9-15mm〇
[0022] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述双非球面 曲面短焦距透镜焦距为5-10mm。
[0023] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述双非球面 曲面短焦距透镜的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 10mm。
[0024] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述双非球面 曲面短焦距透镜的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 05mm。
[0025] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述曲率常数c 包括透镜入光面曲率常数c '，及透镜出射面曲率常数c "，
[0026] 入光面曲率常数c'取值0. 1223-0. 1228,出射面曲率常数c"取值0. 10-0. 1010。
[0027] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述透镜入光 面曲率半径r' = 8. 1921mm，所述透镜出射面曲率半径r" = 9. 9806mm。
[0028] 根据本实用新型所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述透镜入光 面二次曲面系数K'为-1. 284,所述透镜出射面二次曲面系数K"为-5. 5489。
[0029] 根据本实用新型，所述双非球面曲面短焦距透镜采取两面同时一次热压成形加 工，同时保证两非球面曲面的同心度达到在〇. 05内，确保设计新形、加工新形、加工成本又 低、又能达到高质量高效率。
[0030] 另外，根据本实用新型，视场角度大，照明清晰，光线柔和，不刺眼，可以矫正以往 透镜的色差，消色差，特别可用于LED光源的投射仪，可取代以往需用6-7片透镜的透镜组。
[0031] 再有，本实用新型透镜可用于小尺寸、小体积的投射仪的投射灯，也可用于对小尺 寸、小体积要求较高的汽车尾灯，且制作简单，成本低。
【附图说明】
[0032] 图1为本实用新型双非球面曲面短焦距透镜的剖视示意图。
[0033] 图中，1为双非球面曲面短焦距透镜入光面，2为双非球面曲面短焦距透镜出光 面。
【具体实施方式】
[0034] 实施例1
[0035] 一种双非球面曲面短焦距透镜，用热加工对透镜入光面和出光面两面同时一次热 压成形。构成所述双非球面曲面短焦距透镜的二透镜面皆为非球面曲面，所述非球面曲面 方程如下：
[0038] c是二次曲面曲率，
[0039] r为曲率半径，选自所述透镜入光面曲率半径r'，及所述透镜出射面曲率半径r"， 所述透镜入光面曲率半径r' = 8. 1921mm，所述透镜出射面曲率半径r"= 9. 9806mm。
[0040] 所述非球面曲面方程如下：
[0043] c是曲率常数，所述曲率常数c包括所述透镜入光面曲率常数c'，及所述透镜出 射面曲率常数C "。所述入光面曲率常数C '取值0. 1223-0. 1228,出射面曲率常数C "取值 0.10-0.1 OlOo
[0044] r为曲率半径，包括所述透镜入光面曲率半径r'，及所述透镜出射面曲率半径r"，
[0045] 所述透镜入光面曲率半径r' = 8. 1921mm，所述透镜出射面曲率半径r" = 9. 9806mm〇
[0046] K为二次曲面系数，包括所述透镜入光面二次曲面系数Γ，及所述透镜出射面二 次曲面系数Κ"，
[0047] 所述透镜入光面二次曲面系数Κ'大于所述透镜出射面二次曲面系数Κ"，
[0048] 所述透镜入光面二次曲面系数Κ'为-0. 50~-0. 60,所述透镜出射面二次曲面系 数 Κ" 为-L 20 ~-L 30。
[0049] 优选的是，根据本实施例，所述透镜入光面曲率半径r' = 8. 1921mm，所述透镜出 射面曲率半径r" = 9. 9806mm。
[0050] 优选的是，根据本实施例，所述透镜入光面二次曲面系数Γ为-I. 284,所述透镜 出射面二次曲面系数K"为-5. 5489。
[0051] 根据本实施例，所述双非球面曲面短焦距透镜焦距为5-10mm，所述双非球面曲面 短焦距透镜的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 05mm。
[0052] 所述曲率常数c包括所述透镜入光面曲率常数c'，及所述透镜出射面曲率常数 c"，入光面曲率常数c'取值0. 1223-0. 1228,出射面曲率常数c"取值0. 10-0. 1010。
[0053] 根据本实施例，所述双非球面曲面短焦距透镜入光面直径小于所述双非球面曲面 短焦距透镜出光面直径。所述双非球面曲面短焦距透镜入光面直径为25mm，所述双非球面 曲面短焦距透镜出光面直径为29mm。
[0054] 根据本实用新型，所述双非球面曲面短焦距透镜采取两面同时一次热压成形加 工，同时保证两非球面曲面的同心度达到在〇. 05内，确保设计新形、加工新形、加工成本又 低、又能达到高质量高效率。
[0055] 另外，根据本实用新型，视场角度大，照明清晰，光线柔和，不刺眼，可以矫正以往 透镜的色差，消色差，特别可用于LED光源的投射仪，可取代以往需用6-7片透镜的透镜组。
[0056] 再有，本实用新型透镜可用于小尺寸、小体积的投射仪的投射灯，也可用于对小尺 寸、小体积要求较高的汽车尾灯，且制作简单，成本低。
【主权项】
1. 一种双非球面曲面短焦距透镜，用热加工对透镜入光面和出光面两面同时一次热压 成形，其特征在于， 构成所述双非球面曲面短焦距透镜的二透镜面皆为非球面曲面， 所述双非球面曲面短焦距透镜直径为20-50mm， 所述双非球面曲面短焦距透镜焦距为3-15mm。2. 如权利要求1所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述非球面曲面方 程如下：c是曲率常数，取值0. 10-0. 1228， r为曲率半径，包括透镜入光面曲率半径r '，及透镜出射面曲率半径r"， K为二次曲面系数，包括透镜入光面二次曲面系数K'，及透镜出射面二次曲面系数K"， 所述透镜入光面二次曲面系数K'大于所述透镜出射面二次曲面系数K"， 所述透镜入光面二次曲面系数K'为-0. 50~-0. 60,所述透镜出射面二次曲面系数K" 为-1. 20 ~-1. 30。3. 如权利要求2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述透镜入光面曲 率半径r'小于所述透镜出射面曲率半径r"，所述透镜入光面曲率半径r' = 8-12. 5mm，所 述透镜出射面曲率半径r" = 9-15mm〇4. 如权利要求1或2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述双非球面曲 面短焦距透镜焦距为5-10mm。5. 如权利要求1或2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述双非球面曲 面短焦距透镜的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 10mm。6. 如权利要求1或2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述双非球面曲 面短焦距透镜的非球面曲面的同心度在0. 02-0. 05mm。7. 如权利要求2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述曲率常数c包括 透镜入光面曲率常数c'，及透镜出射面曲率常数c"， 入光面曲率常数c'取值〇. 1223-0. 1228,出射面曲率常数c"取值0. 10-0. 1010。8. 如权利要求2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述透镜入光面曲 率半径r' = 8. 1921mm，所述透镜出射面曲率半径r" = 9. 9806mm。9. 如权利要求2所述一种双非球面曲面短焦距透镜，其特征在于，所述透镜入光面二 次曲面系数K'为-1. 284,所述透镜出射面二次曲面系数K"为-5. 5489。
【专利摘要】一种双非球面曲面短焦距透镜，用热加工对透镜两面一次热压成形，其特征在于，构成所述双非球面曲面短焦距透镜的二透镜面为非球面曲面，所述非球面曲面方程如下：c是曲率常数，r为曲率半径，K为二次曲面系数，所述双非球面曲面短焦距透镜直径为20-50mm。所述双非球面曲面短焦距透镜焦距为3-15mm。根据本实用新型，视场角度大，照明清晰，光线柔和，不刺眼，可以矫正以往透镜的色差，消色差，可取代以往需用6-7片透镜的透镜组用于小尺寸、小体积的投射仪的投射灯，也可用于对小尺寸、小体积要求较高的汽车尾灯，且制作简单，成本低。
【IPC分类】G02B3/02, F21V5/04, F21Y101/02, F21W101/14
【公开号】CN204832558
【申请号】CN201520476033
【发明人】项松年
【申请人】上海流明汽车光学科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月30日