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；其還包括：圓柱體，其從回轉(zhuǎn)體的頂面向外延伸，其頂面為聚光透鏡的光線出射面；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，光源腔為圓臺形槽，其包括：自由曲面，其設(shè)于光源腔的底部，并凸向圓臺形槽的開口處；以及圓臺面，其環(huán)設(shè)在圓柱形槽的側(cè)壁，其與光軸的夾角為設(shè)定角度。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)照明中常用在探照等的小范圍聚光領(lǐng)域，如在巷道中對遠(yuǎn)距離巷道的照明，所以對LED燈進(jìn)行二次配光以達(dá)到聚光效果就顯得很重要。
[0003]市場上的聚光型便攜移動(dòng)燈具多數(shù)使用拋物線型的反射器或者透鏡達(dá)到聚光功能。拋物線型的反射器往往體積較大，這樣導(dǎo)致便攜燈具的體積無法設(shè)計(jì)得更?。皇忻嫔系木酃馔哥R往往光斑很小，照亮范圍很窄，在巷道中使用時(shí)無法照到巷道邊上的地方。


【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)中聚光透鏡體積較大導(dǎo)致燈具的體積無法設(shè)計(jì)得更小、聚光效果較差等問題。
[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；其還包括:圓柱體，其從回轉(zhuǎn)體的頂面向外延伸，其頂面為聚光透鏡的光線出射面；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，光源腔為圓臺形槽，其包括:自由曲面，其設(shè)于光源腔的底部，并凸向圓臺形槽的開口處；以及圓臺面，其環(huán)設(shè)在圓柱形槽的側(cè)壁，其與光軸的夾角為設(shè)定角度。
[0006]優(yōu)選地，光源腔的開口的直徑范圍為4.926mm±lmm，光源腔的底部的直徑范圍為4.69mm± 1mm,光源腔的深度范圍為3.304mm±lmm。
[0007]優(yōu)選地，聚光透鏡的高度范圍為6.26mm±lmm。
[0008]優(yōu)選地，圓柱體的高度范圍為1.5mm ± 1mm。
[0009]優(yōu)選地，聚光透鏡的光線出射面的直徑范圍為12.398mm±lmm。
[0010]優(yōu)選地，聚光透鏡的材質(zhì)為PMMA。
[0011]優(yōu)選地，聚光透鏡用于范圍在14°至16°的光束角的配光。
[0012]優(yōu)選地，設(shè)定角度為2°。
[0013]本發(fā)明還提出一種燈具，其包括上述的聚光透鏡。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聚光透鏡以及LED燈具，通過減小聚光透鏡的體積以及自由曲面的設(shè)置，使得其能夠減小采用該聚光透鏡的燈具的體積，并且能夠提高聚光效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的聚光透鏡的主視圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的聚光透鏡的側(cè)視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的聚光透鏡的俯視圖。
[0018]圖4是LED光源的光線在本發(fā)明的聚光透鏡的走向圖。
[0019]圖5是本發(fā)明的聚光透鏡的極坐標(biāo)配光曲線圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的聚光透鏡的直角坐標(biāo)配光曲線圖。
[0021]圖7為LED光源的光線通過本發(fā)明的聚光透鏡后在10米遠(yuǎn)處的光斑效果圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明如下:圓柱體1光線出射面11全反射面2光源腔3圓臺面31自由曲面32 LED光源4光軸5。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]請參閱圖1至圖4，本發(fā)明的聚光透鏡，聚光透鏡為呈圓臺狀的回轉(zhuǎn)體，并具有與回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)軸重合的光軸5，其包括:圓柱體1、全反射面2以及光源腔3。
[0025]全反射面2由圓臺的母線環(huán)繞光軸5設(shè)置而成，其設(shè)于聚光透鏡的外側(cè)壁。圓柱體1從回轉(zhuǎn)體的頂面向外延伸，其頂面為聚光透鏡的光線出射面11。光源腔3用于容置LED燈，其設(shè)于回轉(zhuǎn)體的底部的中心處。
[0026]光源腔3為圓臺形槽，其包括:自由曲面32以及圓臺面31。自由曲面32設(shè)于光源腔的底部，并凸向圓臺形槽的開口處。圓臺面31環(huán)設(shè)在圓柱形槽的側(cè)壁，其與光軸5的夾角a為2°。
[0027]光源腔的開口的直徑范圍al為4.926mm±lmm，光源腔的底部的直徑范圍a2為4.69mm±lmm，光源腔的深度范圍hi為3.304mm±lmm。聚光透鏡的高度范圍h3為6.26mm±lmm。聚光透鏡的光線出射面11的直徑范圍a3為12.398mm±lmm。圓柱體1的高度范圍h2為L5mm±lmm。本實(shí)施例中，光源腔3的開口的直徑為4.926mm，光源腔的底部的直徑范圍為4.69mm，光源腔3的深度為3.304mm。聚光透鏡的高度為6.26mm。圓柱體1的高度為1.5mm。聚光透鏡的光線出射面11的直徑為12.398mm。由上述可知，本發(fā)明的聚光透鏡體積很小，可以讓使用該聚光透鏡的LED燈設(shè)計(jì)的相應(yīng)體積變小。
[0028]本實(shí)施例中，聚光透鏡的材質(zhì)為PMMA (Polymethyl Methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)。
[0029]本實(shí)施例中，光源腔3在聚光透鏡上一體成型。
[0030]本發(fā)明還提出一種燈具，其包括上述的聚光透鏡。
[0031]請參閱圖4，LED光源4安裝在光源腔3的圓心處，在光軸5所在的水平線上，光線分成兩部分，第一部分的光線通過圓臺面31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2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11水平射出。第二部分的光線依次通過自由曲面32、光線出射面11水平射出。
[0032]請繼續(xù)參閱圖5至圖6，觀察該聚光透鏡的極坐標(biāo)配光曲線圖以及直角坐標(biāo)配光曲線圖。聚光透鏡用于范圍在14°至16°的光束角的配光。本實(shí)施例中，聚光透鏡能夠很好地實(shí)現(xiàn)15°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，聚光透鏡的最大光強(qiáng)度均在17000cd (candela,坎德拉)左右，則一半的光強(qiáng)度為8500cd左右，對應(yīng)了圖中的7.5°以及-7.5°，這樣可以判定該光束角為15°左右，應(yīng)用范圍在14°至16°之間。
[0033]請參閱圖7，使用LED燈來測試聚光透鏡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10米處形成一個(gè)半徑為3000mm的均勻規(guī)則光斑，且光斑過渡均勻，光通量/發(fā)射光通量為0.7919，亦即光效為79%。這樣可以看出聚光透鏡的聚光效果很好，聚光效率高。
[0034]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。
[0035]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； 其特征在于，其還包括: 圓柱體，其從所述回轉(zhuǎn)體的頂面向外延伸，其頂面為所述聚光透鏡的光線出射面；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，所述光源腔為圓臺形槽，其包括: 自由曲面，其設(shè)于所述光源腔的底部，并凸向所述圓臺形槽的開口處；以及 圓臺面，其環(huán)設(shè)在所述圓柱形槽的側(cè)壁，其與所述光軸的夾角為設(shè)定角度。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述光源腔的開口的直徑范圍為4.926mm±lmm，所述光源腔的底部的直徑范圍為4.69mm± 1mm，所述光源腔的深度范圍為3.304mm土 Imm0
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6.26mm土 Imm0
4.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述圓柱體的高度范圍為1.5_±1_。
5.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡的光線出射面的直徑范圍為 12.398_±1_。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述聚光透鏡的材質(zhì)為PMMA。
7.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14°至16°的光束角的配光。
8.如權(quán)利要求1所述的聚光透鏡，其特征在于，所述設(shè)定角度為2°。
9.一種燈具，其特征在于，其包括如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的聚光透鏡。
【文檔編號】F21V5/04GK104344340SQ201310337472
【公開日】2015年2月11日 申請日期: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