聚光透镜以及灯具的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种聚光透镜，聚光透镜为呈圆台状的回转体，并具有与回转体的回转轴重合的光轴，其包括：全反射面，其由圆台的母线环绕光轴设置而成，其设于聚光透镜的外侧壁；光线出射面，其设于圆台的顶部；其还包括：光源腔，其用于容置LED灯，其设于回转体的底部的中心处，光源腔为圆柱形槽，其包括：自由曲面，其设于光源腔的底部，并凸向圆柱形槽的开口处；以及圆柱面，其环设在圆柱形槽的侧壁。本发明还提出一种灯具。本发明的体积小，能够使得采用该发明的灯具的体积变小，并且聚光效果很好。
【专利说明】聚光透镜以及灯具
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及照明领域，尤其涉及一种聚光透镜以及灯具。
【背景技术】
[0002]LED灯作为一种新型的绿色光源产品，随着它的发光效率高，耗电量少，使用寿命长等优点，LED灯在照明领域的应用也越来越广泛。在便携移动照明中如手电筒，常用在探照等的小范围聚光领域，所以对LED灯进行二次配光以达到聚光效果就显得很重要。
[0003]市场上的LED灯具多数使用抛物线型的聚光透镜达到聚光功能。这样的聚光透镜往往存在以下缺陷:1、体积较大，手电筒的体积无法设计得更小。2、效率不高，光损耗较大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种聚光透镜以及灯具，能够解决现有技术中聚光透镜的体积较大导致灯具的体积无法设计得更小、聚光效率不高等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出一种聚光透镜，聚光透镜为呈圆台状的回转体，并具有与回转体的回转轴重合的光轴，其包括:全反射面，其由圆台的母线环绕光轴设置而成，其设于聚光透镜的外侧壁；光线出射面，其设于圆台的顶部；其还包括:光源腔，其用于容置LED灯，其设于回转体的底部的中心处，光源腔为圆柱形槽，其包括:自由曲面，其设于光源腔的底部，并凸向圆柱形槽的开口处；以及圆柱面，其环设在圆柱形槽的侧壁。
[0006]优选地，光源腔的直径范围为4.132mm±lmm，光源腔的深度范围为5.753mm±lmm。
[0007]优选地，聚光透镜的高度范围为9.753mm±lmm。
[0008]优选地，聚光透镜的光线出射面的直径范围为15.657mm± 1mm。
[0009]优选地，聚光透镜的材质为PMMA。
[0010]优选地，聚光透镜用于范围在9°至11°的光束角的配光。
[0011]本发明还提出一种灯具，其包括如上所述的聚光透镜。
[0012]与现有技术相比，本发明的聚光透镜以及灯具通过设置具有自由曲面的光源腔，并且使得聚光透镜本身的体积变小，这样就既能够使得灯具的体积相应减小，又能够提高聚光效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的聚光透镜的主视图。
[0014]图2是本发明的聚光透镜的侧视图。
[0015]图3是本发明的聚光透镜的俯视图。
[0016]图4是LED光源的光线在本发明的聚光透镜的走向图。
[0017]图5是本发明的聚光透镜的极坐标配光曲线图。
[0018]图6为本发明的聚光透镜的直角坐标配光曲线图。
[0019]图7为LED光源的光线经过本发明的聚光透镜后在I米远处的光斑效果图。
[0020]附图标记说明如下:聚光透镜I光源腔11圆柱面111自由曲面112全反射面12光线出射面13 LED光源2光轴3。
【具体实施方式】
[0021]为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0022]请参阅图1至图4，本发明的聚光透镜1，聚光透镜I为呈圆台状的回转体，并具有与回转体的回转轴重合的光轴3，其包括:光源腔11、全反射面12以及光线出射面13。
[0023]光源腔11用于容置LED灯，光源腔11设于回转体的底部的中心处，光源腔11呈圆柱形槽。全反射面12由圆台的母线环绕光轴3设置而成，其设于聚光透镜I的外侧壁。光线出射面13设于圆台的顶部。
[0024]光源腔11包括:圆柱面111以及自由曲面112。自由曲面112设于光源腔的底部，并凸向圆柱形槽的开口处，圆柱面111环设在圆柱形槽的侧壁。
[0025]光源腔11的直径a2范围为4.132mm土 1mm，光源腔11的深度al范围为5.753mm±lmm。本实施例中，光源腔11的直径a2为4.132mm，光源腔11的深度al为5.753mm0
[0026]聚光透镜I的高度hi为9.753mm土 1mm。聚光透镜I的光线出射面13的直径h2范围为15.657mm±lmm。本实施例中，聚光透镜I的高度hi为9.644mm。聚光透镜I的光线出射面13的直径h2为15.657_。由此可见，聚光透镜I的体积非常小，可以使得采用该聚光透镜I的灯具的相应的体积变得更小。
[0027]本实施例中，聚光透镜I的材质为PMMA(Polymethyl Methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)。
[0028]本实施例中，光源腔11在聚光透镜I上一体成型。
[0029]本发明还提出一种灯具，其包括上述的聚光透镜。
[0030]请参阅图4，LED光源2安装在光源腔11的圆心处，在光轴3所在的水平线上，光线分成两部分，第一部分的光线通过圆柱面111后，遵循光的折射定律，光线发生第一次折射。随后，光线在全反射面12上发生全反射，且反射光线沿水平方向经过光线出射面13水平射出。第二部分的光线依次通过自由曲面112、光线出射面13水平射出。
[0031]请继续参阅图5至图6，观察聚光透镜I的极坐标配光曲线图以及直角坐标配光曲线图。聚光透镜I用于范围在9°至11°的光束角的配光。本实施例中，聚光透镜I能够很好地实现10°光束角的配光效果。根据光束角的定义，光束角是指于垂直光束中心线之一平面上，光强度等于50%最大光强度的二个方向之间的夹角。从图5和图6可以看到，该聚光透镜I的最大光强度在4000cd(candela,坎德拉)左右,则一半的光强度为2000cd左右，对应了图中的5°以及-5°，这样可以判定该光束角为10°左右，应用范围在9°至11°之间。
[0032]请参阅图7，使用LED灯来测试聚光透镜1，该LED灯的出射光线的参数可以通过软件来设置，光线通过透镜水平射出，能在I米处形成一个半径为150_的均匀规则光斑，光通量/发射光通量为0.88246，亦即光效为88%。这样可以看出聚光透镜I的聚光效果很好，聚光效率高。
[0033]与现有技术相比，本发明的聚光透镜以及灯具，通过减小聚光透镜的体积以及自由曲面的设计，使得其能够减小采用该聚光透镜的灯具的体积，并且自由曲面的设计能够提闻聚光效果。
[0034]以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围。凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种聚光透镜，所述聚光透镜为呈圆台状的回转体，并具有与回转体的回转轴重合的光轴，其包括: 全反射面，其由所述圆台的母线环绕所述光轴设置而成，其设于所述聚光透镜的外侧壁； 光线出射面，其设于所述圆台的顶部； 其特征在于，其还包括: 光源腔，其用于容置LED灯，其设于所述回转体的底部的中心处，所述光源腔为圆柱形槽，其包括: 自由曲面，其设于所述光源腔的底部，并凸向所述圆柱形槽的开口处；以及 圆柱面，其环设在所述圆柱形槽的侧壁。
2.如权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述光源腔的直径范围为4.132_± 1_,所述光源腔的深度范围为5.753mm±lmm。
3.如权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述聚光透镜的高度范围为9.753mm土 Imm0
4.如权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述聚光透镜的光线出射面的直径范围为 15.657mm±lmm0
5.如权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述聚光透镜的材质为PMMA。
6.如权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述聚光透镜用于范围在9°至11°的光束角的配光。
7.一种灯具，其特征在于，其包括如权利要求1至6任意一项所述的聚光透镜。
【文档编号】F21V5/04GK104344338SQ201310337145
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】周明杰, 蓝洁琳 申请人:海洋王（东莞）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