专利名称：经准直化的光源和用于制造该光源的方法
技术领域：
本发明总体上涉及针对光源的透镜。本发明特别地涉及具有进行准直化的或者成形射线的透镜的LED光源。
背景技术：
由DE 601 01 021 T2公知具有高数值孔径的物镜。这些透镜设计用作在光学摄录机中的拾取透镜。与此相应地，涉及光学成像系统。在那里描述的透镜制造为挤压件，并且必须满足可制造性的条件和光学的功率。对于在非球体的极半径A与这些透镜的透镜体积Vsa之间的比例而言如下应该成立
权利要求
1.进行准直化的透镜，用于光源的光射线的准直，所述透镜具有 -光入射面，和 -光出射面，其中 -所述光出射面凸地非球面地成形，并且 -曲率半径从所述透镜的中心向所述透镜的边缘去地增加，并且 -所述透镜在所述光出射面处的折射率具有至少I. 70的值，并且 -所述透镜(3)的总高度大于所述光出射面(5)的拱高度，其中 -所述光出射面(5)的拱高度根据在所述光出射面的顶点与边缘之间的轴向距离确定 尺寸，并且其中 -所述透镜的体积至少由由所述光出射面围住的体积和如下柱体的柱体体积获得，所述柱体的端面由所述光入射面给出并且所述柱体的高度由从所述光入射面(9)直至所述光出射面(5)的边缘的轴向距离给出，其中，针对体积来说如下成立
2.用于产生经准直化的光射线(2)的照明装置(1)，所述照明装置包括 -具有至少一个发光二级管(22)的光源(21)，和 -透镜(3)， 其中，所述透镜(3)具有光入射面(9)和光出射面(5)，并且其中， -所述光入射面(9)以与所述发光二级管(22)的间距布置，并且其中， -所述光出射面(5)凸地非球面地成形，并且 -曲率半径从所述透镜(3)的中心向所述透镜的边缘去地增加，并且其中， -所述透镜(3)在所述光出射面(5)处的折射率具有至少I. 70的值，并且其中， -所述透镜(3)的总高度大于所述光出射面(5)的拱高度(h^P，其中， -所述光出射面(5)的拱高度根据在所述光出射面(5)的顶点与边缘之间的轴向距离确定尺寸，并且其中 -所述透镜(3)的体积至少由由所述光出射面(5)围住的体积和如下柱体的柱体体积获得，所述柱体的端面由所述光入射面(9)给出并且所述柱体的高度由从所述光入射面(9)直至所述光出射面(5)的边缘的轴向距离给出，其中，针对所述透镜体积来说如下成立
3.根据前述权利要求之一所述的照明装置(1)，其特征在于，所述透镜(3)的侧腹斜角大于30°。
4.依据前一权利要求所述的照明装置，其中，所述光入射面(9)是平坦的。
5.依据前述权利要求之一所述的照明装置(1)，其特征在于，所述光源(21)的光放射面(24)为所述光入射面(9)的面积的或者投影到所述光入射面(9)的平面上的所述光出射面(5)的面积的至少1/80。
6.依据前述权利要求之一所述的照明装置(I)，其特征在于， -所述透镜(3)的焦距如此地大，即，使得射中到所述光出射面(5)上的平行射线的焦点以与所述光入射面(9)的间距(28)处在所述透镜(3)之外，并且其中， -所述光源(21)的所述至少一个发光二级管(22 )的光放射面(24 )在轴向方向上布置在所述焦点的定位与所述光入射面(9)之间。
7.依据前述权利要求之一所述的照明装置(1)，其特征在于带有多个彼此并排地布置的非球面的透镜面的透镜系统，所述非球面的透镜面布置在共同的基体上，所述基体具有与所述透镜面对置的平坦侧，其中，与所述对置的平坦面间隔开地布置有多个发光二级管，从而使得所述发光二级管的光各由不同的非球面的透镜面准直化。
8.依据前述权利要求之一所述的照明装置(1)，其特征在于，所述透镜(3)由两个玻璃元件(30、33)组合成，其中，由所述玻璃元件中的一个(30)形成所述光入射面(9)，并且由另一玻璃兀件(33)形成所述光出射面(5)。
9.依据前述权利要求之一所述的照明装置(I)，其特征在于， -在所述非球面的折射面的边缘与所述光入射面(9)之间的轴向的呈柱体形的区段比由所述非球面的折射面合围的体积具有体积上的更大的份额，其中 -由所述折射面合围的体积与在所述非球面的光出射面(5)的边缘与所述光入射面(9)之间的所述轴向的呈柱体形的区段的体积的比例小于1/2。
10.用于制造依据前述权利要求2至9之一所述的、用于产生经准直化的光射线(2)的照明装置(I)的方法，在所述方法中 -提供带有至少一个发光二级管(22)的光源(21)，并且 -制造透镜(3), 其中，所述透镜(3)具有光入射面(9)和光出射面(5)， 其中， -将所述光入射面(9)平坦地成形，并且 -将所述光出射面(5 )凸地非球面地成形，并且此外将所述透镜(3 )如此地成形，即， -使得曲率半径从所述透镜(3)的中心向所述透镜的边缘去地增加，并且其中， -针对所述透镜(3)使用如下材料，所述材料至少在所述光出射面(5)处具有至少I. 7的值，并且其中 -将所述透镜以如下总高度制造，所述总高度大于所述光出射面(5)的拱高度，其中，所述光出射面(5)的拱高度根据在所述光出射面(5)的顶点与边缘之间的轴向距离确定尺寸，并且其中 -所述透镜(3)的体积至少由由所述光出射面(5)围住的体积和如下柱体的柱体体积获得，所述柱体的端面由所述光入射面(9)给出并且所述柱体的高度由从所述光入射面(9)直至所述光出射面(5)的边缘的轴向距离给出，其中，针对体积来说如下成立
11.依据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述透镜(3)的制造包括挤压、尤其是第一玻璃元件在具有两个对置的平坦平行面的第二玻璃元件的平坦侧上的模压，其中， -将所述第一玻璃元件(33)成形为非球体，所述非球体的表面形成所述透镜(3)的所述光出射面(5);并且与所述第二玻璃元件的将所述第一玻璃元件叠压在其上的面对置的面形成所述透镜(3)的所述光入射面(9);并且其中， -在挤压的情况下在这两个玻璃元件(30、33)之间的交界面处向下超越粘合粘度。
12.依据前两个权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述透镜(3)的制造包括在玻璃中的至少一种玻璃的软化条件下两个玻璃元件(30、33)的彼此叠压和它们的直接粘合，其中，使用相同的玻璃，或者针对所述玻璃元件的玻璃的温度膨胀系数a a 来说如下成立a玻璃「a玻璃21 ^ 0. 2 X a玻璃I。
全文摘要
本发明总体上涉及针对光源的透镜。本发明特别地涉及具有进行准直化的或者成形射线的透镜的LED光源。本发明基于如下的任务，即，仅借助单个透镜就准直化了面式地并且在大的角度范围下放射的光源的、尤其如发光二级管的或者发光二级管系统的光的高效率准直。建议了特殊地成形的透镜和这样的透镜的带有与光入射面间隔开的光源的系统。
文档编号G02B27/09GK102713688SQ201180006227
公开日2012年10月3日 申请日期2011年1月14日 优先权日2010年1月15日
发明者拉尔夫·比尔廷普费尔, 斯特芬·赖切尔, 贝恩德·沃尔芬 申请人:肖特公开股份有限公司