聚光透鏡以及燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種聚光透鏡，聚光透鏡為呈圓臺(tái)狀的回轉(zhuǎn)體，并具有與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)軸重合的光軸，其包括：全反射面，其由圓臺(tái)的母線環(huán)繞光軸設(shè)置而成，其設(shè)于聚光透鏡的外側(cè)壁；光線出射面，其設(shè)于圓臺(tái)的頂部；其還包括：光源腔，其用于容置LED燈，其設(shè)于回轉(zhuǎn)體的底部的中心處，光源腔為圓柱形槽，其包括：自由曲面，其設(shè)于光源腔的底部，并凸向圓柱形槽的開口處；以及圓柱面，其環(huán)設(shè)在圓柱形槽的側(cè)壁。本發(fā)明還提出一種燈具。本發(fā)明的體積小，能夠使得采用該發(fā)明的燈具的體積變小，并且聚光效果很好。
【專利說明】聚光透鏡以及燈具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及一種聚光透鏡以及燈具。

【背景技術(shù)】
[0002]LED燈作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，隨著它的發(fā)光效率高，耗電量少，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，LED燈在照明領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。在便攜移動(dòng)照明中如手電筒，常用在探照等的小范圍聚光領(lǐng)域，所以對(duì)LED燈進(jìn)行二次配光以達(dá)到聚光效果就顯得很重要。
[0003]市場(chǎng)上的LED燈具多數(shù)使用拋物線型的聚光透鏡達(dá)到聚光功能。這樣的聚光透鏡往往存在以下缺陷:1、體積較大，手電筒的體積無法設(shè)計(jì)得更小。2、效率不高，光損耗較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種聚光透鏡以及燈具，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中聚光透鏡的體積較大導(dǎo)致燈具的體積無法設(shè)計(jì)得更小、聚光效率不高等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種聚光透鏡，聚光透鏡為呈圓臺(tái)狀的回轉(zhuǎn)體，并具有與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)軸重合的光軸，其包括:全反射面，其由圓臺(tái)的母線環(huán)繞光軸設(shè)置而成，其設(shè)于聚光透鏡的外側(cè)壁；光線出射面，其設(shè)于圓臺(tái)的頂部；其還包括:光源腔，其用于容置LED燈，其設(shè)于回轉(zhuǎn)體的底部的中心處，光源腔為圓柱形槽，其包括:自由曲面，其設(shè)于光源腔的底部，并凸向圓柱形槽的開口處；以及圓柱面，其環(huán)設(shè)在圓柱形槽的側(cè)壁。
[0006]優(yōu)選地，光源腔的直徑范圍為4.132mm±lmm，光源腔的深度范圍為5.753mm±lmm。
[0007]優(yōu)選地，聚光透鏡的高度范圍為9.753mm±lmm。
[0008]優(yōu)選地，聚光透鏡的光線出射面的直徑范圍為15.657mm± 1mm。
[0009]優(yōu)選地，聚光透鏡的材質(zhì)為PMMA。
[0010]優(yōu)選地，聚光透鏡用于范圍在9°至11°的光束角的配光。
[0011]本發(fā)明還提出一種燈具，其包括如上所述的聚光透鏡。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聚光透鏡以及燈具通過設(shè)置具有自由曲面的光源腔，并且使得聚光透鏡本身的體積變小，這樣就既能夠使得燈具的體積相應(yīng)減小，又能夠提高聚光效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的聚光透鏡的主視圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的聚光透鏡的側(cè)視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的聚光透鏡的俯視圖。
[0016]圖4是LED光源的光線在本發(fā)明的聚光透鏡的走向圖。
[0017]圖5是本發(fā)明的聚光透鏡的極坐標(biāo)配光曲線圖。
[0018]圖6為本發(fā)明的聚光透鏡的直角坐標(biāo)配光曲線圖。
[0019]圖7為LED光源的光線經(jīng)過本發(fā)明的聚光透鏡后在I米遠(yuǎn)處的光斑效果圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明如下:聚光透鏡I光源腔11圓柱面111自由曲面112全反射面12光線出射面13 LED光源2光軸3。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]請(qǐng)參閱圖1至圖4，本發(fā)明的聚光透鏡1，聚光透鏡I為呈圓臺(tái)狀的回轉(zhuǎn)體，并具有與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)軸重合的光軸3，其包括:光源腔11、全反射面12以及光線出射面13。
[0023]光源腔11用于容置LED燈，光源腔11設(shè)于回轉(zhuǎn)體的底部的中心處，光源腔11呈圓柱形槽。全反射面12由圓臺(tái)的母線環(huán)繞光軸3設(shè)置而成，其設(shè)于聚光透鏡I的外側(cè)壁。光線出射面13設(shè)于圓臺(tái)的頂部。
[0024]光源腔11包括:圓柱面111以及自由曲面112。自由曲面112設(shè)于光源腔的底部，并凸向圓柱形槽的開口處，圓柱面111環(huán)設(shè)在圓柱形槽的側(cè)壁。
[0025]光源腔11的直徑a2范圍為4.132mm土 1mm，光源腔11的深度al范圍為5.753mm±lmm。本實(shí)施例中，光源腔11的直徑a2為4.132mm，光源腔11的深度al為5.753mm0
[0026]聚光透鏡I的高度hi為9.753mm土 1mm。聚光透鏡I的光線出射面13的直徑h2范圍為15.657mm±lmm。本實(shí)施例中，聚光透鏡I的高度hi為9.644mm。聚光透鏡I的光線出射面13的直徑h2為15.657_。由此可見，聚光透鏡I的體積非常小，可以使得采用該聚光透鏡I的燈具的相應(yīng)的體積變得更小。
[0027]本實(shí)施例中，聚光透鏡I的材質(zhì)為PMMA(Polymethyl Methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)。
[0028]本實(shí)施例中，光源腔11在聚光透鏡I上一體成型。
[0029]本發(fā)明還提出一種燈具，其包括上述的聚光透鏡。
[0030]請(qǐng)參閱圖4，LED光源2安裝在光源腔11的圓心處，在光軸3所在的水平線上，光線分成兩部分，第一部分的光線通過圓柱面111后，遵循光的折射定律，光線發(fā)生第一次折射。隨后，光線在全反射面12上發(fā)生全反射，且反射光線沿水平方向經(jīng)過光線出射面13水平射出。第二部分的光線依次通過自由曲面112、光線出射面13水平射出。
[0031]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5至圖6，觀察聚光透鏡I的極坐標(biāo)配光曲線圖以及直角坐標(biāo)配光曲線圖。聚光透鏡I用于范圍在9°至11°的光束角的配光。本實(shí)施例中，聚光透鏡I能夠很好地實(shí)現(xiàn)10°光束角的配光效果。根據(jù)光束角的定義，光束角是指于垂直光束中心線之一平面上，光強(qiáng)度等于50%最大光強(qiáng)度的二個(gè)方向之間的夾角。從圖5和圖6可以看到，該聚光透鏡I的最大光強(qiáng)度在4000cd(candela,坎德拉)左右,則一半的光強(qiáng)度為2000cd左右，對(duì)應(yīng)了圖中的5°以及-5°，這樣可以判定該光束角為10°左右，應(yīng)用范圍在9°至11°之間。
[0032]請(qǐng)參閱圖7，使用LED燈來測(cè)試聚光透鏡1，該LED燈的出射光線的參數(shù)可以通過軟件來設(shè)置，光線通過透鏡水平射出，能在I米處形成一個(gè)半徑為150_的均勻規(guī)則光斑，光通量/發(fā)射光通量為0.88246，亦即光效為88%。這樣可以看出聚光透鏡I的聚光效果很好，聚光效率高。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聚光透鏡以及燈具，通過減小聚光透鏡的體積以及自由曲面的設(shè)計(jì)，使得其能夠減小采用該聚光透鏡的燈具的體積，并且自由曲面的設(shè)計(jì)能夠提聞聚光效果。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚光透鏡，所述聚光透鏡為呈圓臺(tái)狀的回轉(zhuǎn)體，并具有與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)軸重合的光軸，其包括: 全反射面，其由所述圓臺(tái)的母線環(huán)繞所述光軸設(shè)置而成，其設(shè)于所述聚光透鏡的外側(cè)壁； 光線出射面，其設(shè)于所述圓臺(tái)的頂部； 其特征在于，其還包括: 光源腔，其用于容置LED燈，其設(shè)于所述回轉(zhuǎn)體的底部的中心處，所述光源腔為圓柱形槽，其包括: 自由曲面，其設(shè)于所述光源腔的底部，并凸向所述圓柱形槽的開口處；以及 圓柱面，其環(huán)設(shè)在所述圓柱形槽的側(cè)壁。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述光源腔的直徑范圍為4.132_± 1_,所述光源腔的深度范圍為5.753mm±lmm。
3.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡的高度范圍為9.753mm土 Imm0
4.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡的光線出射面的直徑范圍為 15.657mm±lmm0
5.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡的材質(zhì)為PMMA。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡用于范圍在9°至11°的光束角的配光。
7.一種燈具，其特征在于，其包括如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的聚光透鏡。
【文檔編號(hào)】F21V5/04GK104344338SQ201310337145
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】周明杰, 藍(lán)潔琳 申請(qǐng)人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司