户外照明装置及其光学透镜的制作方法

本发明属于户外照明领域，具体地涉及一种户外照明装置及其光学透镜。

背景技术：

现有的户外照明装置，比如可调焦手电中，一般采用两种方式对LED光源进行配光，一种是在光源上设置一个聚光单面凸透镜，当光源位于透镜焦点上时，可基本实现光线的平行射出，当光源在透镜焦点轴线上相对运动时，在一定界限内可改变光束特性。但这种透镜侧面光线利用效率低下，且聚光的光斑外观效果差。另一种是中间由凸形非球面，周边以锥形圆周面为反射面的透镜组合，此类透镜虽然改善前面一种透镜的光线效率，但效率还未达到较高水平，且聚光的光斑外观效果也较差。

技术实现要素：

本发明提供的一种户外照明装置及其光学透镜，旨在解决现有调焦手电光线效率低，光斑外观效果差的缺点。

一种用于户外照明装置的光学透镜，包括顶部，侧面和底部，所述顶部中央形成第一凹部，所述第一凹部的底部中央凸出形成圆弧凸面，所述第一凹部的壁部表面为锥形弧面，所述侧面为反射曲面，所述底部包括一第二凹部，所述第二凹部的顶部包括位于中央的圆弧凹面和位于圆弧凹面外围的平面，所述第二凹部的壁部表面为锥形圆周面。

优选地，所述圆弧凸面为非球面圆弧凸面。

优选地，所述圆弧凸面的顶点低于所述光学透镜的顶面。

优选地，所述反射曲面的截面呈非直线延伸。

优选地，所述圆弧凹面为非球面圆弧凹面。

优选地，所述锥形弧周面的锥度小于所述锥形弧面的锥度。

优选地，所述第一凹部的最小直径大致与所述第二凹部的最大直径相等。

优选地，所述顶部还包括环绕限定所述第一凹部的一环形凸缘，所述环形凸缘沿径向向外凸出。

本发明还提供了一种户外照明装置，包括上述光学透镜和光源。优选地，所述光源可在所述光学透镜的第二凹部内沿轴线上下移动。

本发明的光学透镜通过圆弧凸面、锥形弧面、反射曲面、圆弧凹面、平面和锥形圆周面这六个有效的反射/折射曲面/平面组合，可使光源发出的光线分三条路径投射到平面上，形成有效的光线互补，不仅使光源发出的光线利用率高，而且光斑均匀。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的光学透镜的剖视图；

图2是光源在第一位置时光线通过图1所示透镜的光路示意图；

图3是图2所示光源在第一位置时光线经透镜投射后的光斑效果图；

图4是光源在第二位置时光线通过图1所示透镜的光路示意图；

图5是图4所示光源在第二位置时光线经透镜投射后的光斑效果图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例的方法对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型一实施例的光学透镜100呈一件式整体构造，其呈旋转对称构造，且其外径从底端向顶端逐渐增大。

光学透镜100的顶部中央形成第一凹部10，第一凹部10的外围由一环形凸缘环绕。所述环形凸缘沿径向向外凸出且其顶面、侧面和底面均为平面。所述光学透镜100在所述第一凹部10的底部中央形成一凸起11，所述凸起11的表面为圆弧凸面1，优选地为非球面圆弧凸面1。优选地，所述凸起11的最大高度小于所述第一凹陷10的的最大深度，即，所述非球面圆弧凸面1的最高点低于所述光学透镜100的顶部平面。所述第一凹部10的侧壁为一锥形弧面2，所述锥形弧面2自所述非球面圆弧凸面1的底部边缘开始向上向外倾斜延伸直至环形凸缘的顶面。

所述光学透镜100在环形凸缘的下方的外侧面形成反射曲面3，所述侧面的直径从光学透镜100的底部朝顶部的环形凸缘逐渐增大，优选地，所述侧面的截面呈非直线延伸。

所述光学透镜100的底部中央朝向顶部凹陷形成第二凹部20。所述第二凹部20大体呈圆椎台状。所述光学透镜100在所述第二凹部20的顶面包括位于中央的一圆弧凹面4和位于圆弧凹面4外周的平面5。优选地，所述圆弧凹面4为非球面圆弧凹面4。所述非球面圆弧凹面4在平面5的基础上进一步内凹形成。所述第二凹部20的侧壁形成一锥形圆周面6，所述锥形圆周面6的直径自第二凹部20的底部朝顶部的方向上逐渐增大。所述锥形圆周面6的锥度远小于所述锥形弧面的锥度。

优选地，所述第二凹部20的最大直径与所述第一凹部10的最小直径大致相等。

光源7优选地为LED光源7，其可以在光学透镜100的第二凹部20内沿轴线移动。即第二凹部20为光源7提供移动空间。如图1所述，光源7的可移动行程用H表示。当光源7通过在光源沿轴线平移区域8上下移动时，光线透过光学透镜100后在光线投影平面9上形成的大小及强度也随之改变(如图3和图5所示)。因此，用户可以根据需要调整光源的位置，以获得当前环境下的最佳照明效果。

当光源7置于图2所示第一位置时，光线分成三部分光束分别以不同的角度投射到光线投影平面9上，沿周向射出的第一部分光束由光源7发出后经过锥形圆周面6折射到反射曲面3上，再经反射曲面3反射到锥形弧面2上，光束通过锥形弧面2的折射后投射到光线投影平面9上。朝顶部外围射出的第二部分光束由光源7发出后经过平面5折射后投射到非球面圆弧凸面1上，再由非球面圆弧凸面1折射后投射到光线投影平面9上；朝顶部中央射出的第三部分光束由光源7发出后经过非球面圆弧凹面4折射到非球面圆弧凸面1上，再由非球面圆弧凸面1折射后投射到光线投影平面9上。如此，光源7朝各个方向/角度发出的光线，经过上述三条路径投射后，光线效率提升，光斑均匀，光斑效果如图3所示。

当光源7置于图4所示第二位置时，光线也分成三部分光束分别以不同的角度投射到光线投影平面9上，沿周向射出的第一部分光束由光源7发出后经过锥形圆周面6折射到反射曲面3上，再经反射曲面3反射到锥形弧面2上，光束通过锥形弧面2的折射后投射到光线投影平面9上。朝顶部外围射出的第二部分光束由光源7发出后经过平面5折射后投射到非球面圆弧凸面1上，再由非球面圆弧凸面1折射后投射到光线投影平面9上；朝顶部中央射出的第三部分光束由光源7发出后经过非球面圆弧凹面4折射到非球面圆弧凸面1上，再由非球面圆弧凸面1折射后投射到光线投影平面9上。如此，光源7朝各个方向/角度发出的光线，经过上述三条路径投射后，光线效率提升，光斑均匀，光斑效果如图5所示。

本装置的非球面圆弧凸面1、锥形弧面2、反射曲面3、非球面圆弧凹面4、平面5和锥形圆周面6的曲度、尺寸、大小可根据需要任意调整。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。