透鏡及使用該透鏡的燈具制造技術

本發明專利技術涉及一種透鏡及使用該透鏡的燈具，該透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面、直徑較大的第二端面以及側壁；所述第一端面中部向內凹陷形成用于適配容置光源的光源容置腔，所述光源容置腔的側面為球面，所述光源容置腔的底面為外凸的自由曲面，所述側壁為拋物面，且拋物面的焦點與所述球面球心重合，透鏡的出光口徑為40±1％毫米，所述透鏡的厚度為40±1％毫米。本發明專利技術由于側壁和自由曲面的準直，使得透鏡的半光強角小，從而使透鏡具有大的聚光比，能夠形成一個大聚光比的光斑，滿足小范圍內的聚光照明的要求。同時，由于光源側面的光線得到利用，從而使得光能利用率大大提高。

【技術實現步驟摘要】
透鏡及使用該透鏡的燈具
本專利技術涉及照明領域，尤其涉及一種透鏡及使用該透鏡的燈具。
技術介紹
隨著光源光效的不斷提高，LED在照明領域的應用也愈來愈廣。然而，在某些特殊的領域，比如醫療，公安以及捕獵領域，往往需要很小范圍內的聚光照明，于是，對于光學準直透鏡的二次配光設計提出了更高的要求。目前，傳統的準直配光透鏡多以凹凸形式的球面或者非球面為主。但是這種簡單形式的光學準直透鏡準直效果不理想，半光強角在10度左右，聚光比小，不能滿足小范圍內的聚光照明。同時無法 利用光源側面發光，導致光能利用效率低，光能利用效率在60%左右，大大浪費了光能，降低了亮度。
技術實現思路
有鑒于此，有必要提供一種聚光比大的透鏡。此外，還提供一種使用上述透鏡的燈具。一種透鏡，所述透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面、直徑較大的第二端面以及側壁；所述第一端面中部向內凹陷形成用于適配容置光源的光源容置腔，所述光源容置腔的側面為球面，所述光源容置腔的底面為外凸的自由曲面，所述側壁為拋物面，且拋物面的焦點與所述球面球心重合，所述透鏡的出光口徑為40±1%毫米，所述透鏡的厚度為40 ± I %毫米。優選的，所述第二端面中部向內凹陷形成平面和圓柱面。優選的，所述透鏡的出光口徑為40毫米，所述透鏡的厚度為40毫米。一種燈具，包括至少一個光源和至少一個透鏡，每個透鏡對應一個光源，所述透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面、直徑較大的第二端面以及側壁；所述第一端面中部向內凹陷形成用于適配容置光源的光源容置腔，所述光源容置腔的側面為球面，所述光源容置腔的底面為外凸的自由曲面，所述側壁為拋物面，且拋物面的焦點與所述球面球心重合，所述透鏡的出光口徑為40 ± I %毫米,所述透鏡的厚度為40 ± I %毫米。優選的，所述第二端面中部向內凹陷形成平面和圓柱面。優選的，所述透鏡的出光口徑為40毫米，所述透鏡的厚度為40毫米。優選的，所述光源與所述光源容置腔底面的距離為3±1%毫米。優選的，所述光源與所述光源容置腔底面的距離為3毫米。優選的，所述光源采用LED光源，LED光源的發光芯片為I毫米X I毫米的方形。上述透鏡及使用該透鏡的燈具，光源側面的光線經過光源容置腔的側面之后方向不變的到達側壁，側壁為拋物面，利用拋物面的光學性質對光線進行反射，使光線與透鏡光軸近似平行的出射，對光線進行準直，達到準直效果。光源前方的光線入射到光源容置腔的底面，底面為自由曲面，自由曲面對光線進行精確折射，使光線與透鏡光軸近似平行的出射，對光線進行準直，達到準直效果，兩部分光線進行疊加，由于側壁和自由曲面的準直，使得透鏡的半光強角小，從而使透鏡具有大的聚光比，能夠形成一個大聚光比的光斑，滿足小范圍內的聚光照明的要求。同時，由于光源側面的光線得到利用，從而使得光能利用率大大提聞。附圖說明圖1是一個實施例中透鏡的結構剖面圖；圖2是圖1所示透鏡的結構側視圖；圖3是圖1所示透鏡的光路圖；圖4是圖1所示透鏡出射光線的照度曲線圖；圖5是圖1所示透鏡出射光線的配光曲線圖。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式進行詳細描述。圖1是一個實施例中透鏡的結構剖面圖，圖2是圖1所示透鏡的結構側視圖，圖3是圖1所示透鏡的光路圖。結合圖1和圖3，該透鏡100為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面110、直徑較 大的第二端面120以及連接第一端面110和第二端面120的側壁130。第一端面110中部向內凹陷形成用于適配容置光源200的光源容置腔。光源容置腔的側面111為球面，光源容置腔的底面112為外凸的自由曲面。側壁130為拋物面，且拋物面的焦點與球面球心重合。該實施例中，該透鏡100的出光口徑為40±1%毫米，優選為40毫米。透鏡100的厚度為40±1%毫米，優選為40毫米。透鏡100的半光強角為3.8±1%度，優選的為3.8度。進一步的，為節省材料，第二端面120中部向內凹陷形成平面121和圓柱面122。圖4是圖1所示透鏡出射光線的照度曲線圖，圖5是圖1所示透鏡出射光線的配光曲線圖。該透鏡，光源200放置在光源容置腔，與光源容置腔的底面距離為3毫米。光源200側面的光線經過光源容置腔的側面111之后方向不變的到達側壁130。由于側壁130為拋物面，拋物面的焦點與球面球心重合，側壁130利用拋物面的光學性質，對光線進行反射，使光線與透鏡光軸近似平行的出射，對光線進行準直，達到準直效果。光源200前方的光線入射到光源容置腔的底面112。由于底面112為自由曲面，自由曲面對光線進行精確折射，使光線與透鏡光軸近似平行的出射，對光線進行準直，達到準直效果。最后，兩部分光線進行疊加，由于側壁130和自由曲面的準直，使得透鏡100的半光強角小，從而使透鏡100具有大的聚光比，能夠形成一個大聚光比的光斑。同時，光源200側面的光線得到利用，從而使得光能利用率大大提高。由圖4和圖5可以看出，該透鏡100的半光強角為3.8度，透鏡100的半光強角很小。光源200的半光強角為120度，則透鏡100的聚光比為120/3.8=31.6，透鏡100具有大的聚光比。同時，透鏡100形成的光斑半徑為30毫米，光能利用率達到79 %以上，光斑較小，聚光準直效果好，光能利用率大大提高，從而滿足小范圍內的聚光照明的要求。此外，還提供一種燈具，該燈具包括至少一個光源200和至少一個透鏡100，每個透鏡100對應一個光源200。每個透鏡100對應一個光源200。結合圖1和圖3，該透鏡100為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面110、直徑較大的第二端面120以及連接第一端面110和第二端面120的側壁130。第一端面110中部向內凹陷形成用于適配容置光源200的光源容置腔。光源容置腔的側面111為球面，光源容置腔的底面112為外凸的自由曲面。側壁130為拋物面，且拋物面的焦點與球面球心重合。該實施例中，該透鏡100的出光口徑為40±1%毫米，優選為40毫米。透鏡100的厚度為40±1%毫米，優選為40毫米。透鏡100的半光強角為3.8±1%度，優選的為3.8度。進一步的，為節省材料，第二端面120中部向內凹陷形成平面121和圓柱面122。光源200與光源容置腔底面112的距離為3±1%毫米，優選為3毫米。光源200采用LED光源，LED光源的發光芯片為I毫米X I毫米的方形。該燈具，光源200放置在光源容置腔，與光源容置腔的底面距離為3毫米。光源200側面的光線經過光源容置腔的側面111之后方向不變的到達側壁130。由于側壁130為拋物面，拋物面的焦點與球面球心重合，側壁130利用拋物面的光學性質，對光線進行反射，使光線與透鏡光軸近似平行的出射，對光線進行準直，達到準直效果。光源200前方的光線入射到光源容置腔的底面112。由于底面112為自由曲面，自由曲面對光線進行精確折射，使光線與透鏡光軸近似平行的出射，對光線進行準直，達到準直效果。最后，兩部分光線進行疊加，由于側壁和自由曲面的準直，使得透鏡的半光強角小，從而使透鏡100具有大的聚光比，能夠形成一個大聚光比的光斑。同時，光源200側面的光線得到利用，從而使得光能利用率大大提高。由圖4和圖5可以看出，該透鏡1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種透鏡，其特征在于，所述透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面、直徑較大的第二端面以及側壁；所述第一端面中部向內凹陷形成用于適配容置光源的光源容置腔，所述光源容置腔的側面為球面，所述光源容置腔的底面為外凸的自由曲面，所述側壁為拋物面，且拋物面的焦點與所述球面球心重合，所述透鏡的出光口徑為40±1％毫米，所述透鏡的厚度為40±1％毫米。

【技術特征摘要】
1.一種透鏡，其特征在于，所述透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面、直徑較大的第二端面以及側壁；所述第一端面中部向內凹陷形成用于適配容置光源的光源容置腔，所述光源容置腔的側面為球面，所述光源容置腔的底面為外凸的自由曲面，所述側壁為拋物面，且拋物面的焦點與所述球面球心重合，所述透鏡的出光口徑為40 ± I %毫米，所述透鏡的厚度為40 ± I %毫米。2.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述第二端面中部向內凹陷形成平面和圓柱面。3.根據權利要求1或2所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡的出光口徑為40毫米，所述透鏡的厚度為40毫米。4.一種燈具，包括至少一個光源和至少一個透鏡，每個透鏡對應一個光源，其特征在于，所述透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，包括直徑較小的第一端面、直徑較大的第二端面以及...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周明杰，杜金，
申請(專利權)人：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，
類型：發明
國別省市：