透鏡及使用該透鏡的助航燈的制作方法
【專利摘要】一種透鏡包括第一表面和第二表面，第二表面包括柱面部分及平面部分兩個部分。第一表面可將射向其的光束收集，并將匯集后的光束導(dǎo)出到目標范圍內(nèi)。而由于第二表面還包括柱面部分，柱面部分可將射向透鏡側(cè)面的光束收集，并將光束匯集后由平面部分導(dǎo)出到目標范圍內(nèi)。因此，上述透鏡只需要單個便可將將不同方向的光束進行匯集。此外，本發(fā)明還提供一種使用上述透鏡的助航燈，由于只需要使用單個透鏡就能達到匯集光束的效果，因此，上述透鏡在助航燈中所占的縱向空間小，從而可有效減小上述助航燈的體積。
【專利說明】透鏡及使用該透鏡的助航燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)，特別是涉及一種透鏡及使用該透鏡的助航燈。
【背景技術(shù)】
[0002]機場使用助航燈中，較常見的一種是嵌入式助航燈，嵌入式助航燈要求出射橢圓狀不對稱的光束。一般米用的方式是用棱鏡直接出光，但是，由于棱鏡出光會造成光束出射角度范圍過大，從而造成浪費，并形成光污染。因此，需要采取措施將光束進行集光后在由棱鏡導(dǎo)出。
[0003]一般的做法是在光源和棱鏡之間增設(shè)傳統(tǒng)的透鏡。但由于光源發(fā)出的光束是發(fā)散的，為了達到較好的集光效果，通常需采用多個傳統(tǒng)的透鏡。然而，多個傳統(tǒng)透鏡會在助航燈中占據(jù)較大縱向空間，從而使嵌入式助航燈的體積增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種單個透鏡便能將不同方向的光束進行匯集從而降低在助航燈中所占縱向空間的透鏡及使用該透鏡的助航燈。
[0005]一種透鏡，包括:
[0006]第一表面，為柱面，所述透鏡的光軸穿過所述第一表面的中心，且所述第一表面為凸面；及
[0007]第二表面，與所述第一表面相對設(shè)置，所述第二表面包括位于所述第二表面一端柱面部分及位于所述第二表面另一端的平面部分，且所述柱面部分為凹面。
[0008]在其中一個實施例中，所述第一表面的準線在直角坐標系中滿足如下曲線方程:
[0009](x+Ri) Wy2=R12Oy I ( 35)，R1為所述第一表面的準線的半徑，R1的值可根據(jù)實際需要優(yōu)化確定，其中，所述直角坐標系的原點為所述第一表面的中心，X軸為光軸。
[0010]在其中一個實施例中，所述柱面部分的準線在所述直角坐標系中滿足如下曲線方程:
[0011](X-1-R2) 2+z2=R22 (O≤z≤35)，當-35≤z < O時，x=l，其中，I為所述透鏡的厚度，R2為所述柱面部分的準線半徑，I和R2的值可根據(jù)實際需要優(yōu)化確定。
[0012]在其中一個實施例中，所述第一表面的母線與所述柱面部分的母線相互垂直。
[0013]在其中一個實施例中，所述第一表面的母線與所述直角坐標系中的Z軸平行，所述柱面部分的母線與所述直角坐標系中的X-Y平面平行。
[0014]本發(fā)明還提供一種助航燈，包括:
[0015]殼體，具有收容腔；
[0016]燈罩，收容于所述殼體內(nèi)，且所述燈罩底部安裝有燈座；
[0017]光源，安裝于所述燈座上；
[0018]上述實施例中任一項所述的透鏡，所述第一表面相對于所述光源設(shè)置，作為光入射面，以使所述光源發(fā)出的光束進入所述透鏡 '及[0019]棱鏡，收容并固定于所述殼體內(nèi)，所述棱鏡的入光面與所述第二表面相對設(shè)置，以使從所述第二表面射出的光束進入到所述棱鏡。
[0020]在其中一個實施例中，所述光源可為鹵鎢燈光源和/或LED光源。
[0021]在其中一個實施例中，所述光源與所述棱鏡之間的距離小于11毫米。
[0022]上述透鏡包括第一表面和第二表面，第二表面包括柱面部分及平面部分兩個部分。第一表面可將射向其的光束收集，并將匯集后的光束導(dǎo)出到目標范圍內(nèi)。而由于第二表面還包括柱面部分，柱面部分可將射向透鏡側(cè)面的光束收集，并將光束匯集后由平面部分導(dǎo)出到目標范圍內(nèi)。因此，上述透鏡只需要單個便可將不同方向的光束進行匯集。使用上述透鏡的助航燈，由于只需要使用單個透鏡就能達到匯集光束的效果，因此，上述透鏡在助航燈中所占的縱向空間小，從而可有效減小上述助航燈的體積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明較佳實施例中的助航燈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1所示助航燈中的透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為圖2所示透鏡的剖視圖。
【具體實施方式】
[0026]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0027]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0028]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明較佳實施例中的助航燈100包括殼體110、燈罩120、光源130、透鏡140及棱鏡150。
[0030]殼體110具有收容腔(圖未標)。內(nèi)部元件均收容于收容腔內(nèi)。助航燈100在安裝時，殼體110埋于地面以下。且殼體110主要起保護其內(nèi)部元件的作用。因此，殼體110由硬度和強度較高的材料制成。例如，金屬。
[0031]燈罩120收容于殼體110的收容腔內(nèi)。燈罩120呈杯狀，其內(nèi)壁涂有反光材料。燈罩120底部設(shè)有燈座121。光源130安裝于燈座121上。燈罩120用于將光源130發(fā)出的光束進行匯集。在本實施例中，光源130可為鹵鎢燈光源也可為LED光源。鹵鎢燈光源具有較好的光色，符合助航的要求。LED光源具有能耗小、壽命長等優(yōu)點。當使用LED光源作為光源130時,可在光源130前設(shè)置濾光片，以使射出的光束的光色滿足要求。
[0032]透鏡140用于匯集光源130發(fā)出的發(fā)散的光束。透鏡140收容于殼體110的收容腔內(nèi)并固定。
[0033]如圖2及圖3所不,透鏡140包括第一表面141及第二表面143。第一表面141相對于光源130設(shè)置,作為光入射面，以使光源130發(fā)出的光束進入透鏡140。
[0034]第一表面141為柱面。透鏡140的光軸穿過第一表面141的中心。第一表面141為凸面。當光束射向第一表面141,第一表面141可將光束進行匯集。以第一表面141的中心作為坐標原點，光軸為X軸建立三維直角坐標系。
[0035]在本實施例中，第一表面141的準線在上述直角坐標系中滿足如下曲線方程:
[0036](x+R^^y^dy ( 35)。其中，R1為第一表面141的準線的半徑,R1的值可根據(jù)實際需要優(yōu)化確定。需要指出的是，在其他實施例中，第一表面141的準線方程不限于為上述曲線方程。準線方程變化時，對應(yīng)第一表面141的形狀也會發(fā)生改變。第一表面141的形狀只要能滿足能將射向其的光束進行匯集的要求即可。此外，在其他坐標系中，第一表面141的準線方程會相應(yīng)地發(fā)生變化。
[0037]第二表面143與第一表面141相對設(shè)置。第二表面143包括柱面部分1432及平面部分1434。柱面部分1432位于第二表面143的一端,平面部分1434位于第二表面143的另一端。柱面部分1432為凹面。柱面部分1432可將射向透鏡140兩側(cè)的光束匯集。經(jīng)過第一表面141和柱面部分1432匯集的光束，由平面部分1434直接射出。
[0038]在本實施例中，柱面部分1432的準線在上述直角坐標系中滿足如下曲線方程:
[0039](X-1-R2)2+z2=R22 (O < z < 35)。當-35 < z < O 時,x=l，表示在 X 軸以下時，柱面部分1432的準線為一條直線。I為透鏡140的厚度，具體是指第一表面141的中心與第二表面143的中心之間的距離。R2為柱面部分1432的準線半徑，I和R2的值可根據(jù)實際需要優(yōu)化確定。需要指出的是，在其他實施例中，柱面部分1432的準線方程不限于為上述曲線方程。準線方程變化時，對應(yīng)柱面部分1432的形狀也會發(fā)生改變。柱面部分1432的形狀只要能滿足能將射向透鏡140兩側(cè)的光束進行匯集的要求即可。此外，在其他坐標系中，柱面部分1432的準線方程會相應(yīng)地發(fā)生變化。
[0040]在本實施例中，第一表面141的母線與柱面部分1432的母線相互垂直。具體到上述直角坐標系中，第一表面141的母線與直角坐標系中的Z軸平行，柱面部分1432的母線與直角坐標系中的X-Y平面平行。由于第一表面141的母線與柱面部分1432的母線垂直，不同方向的光束可分別通過第一表面141和柱面部分1432進入透鏡140，從而可將光源130從不同方向發(fā)出的光束收集。具體在本實施例中，第一表面141可收集與X軸平行的光束，而柱面部分1432可收集與Z軸平行的光束。第一表面141與柱面部分1432構(gòu)成的整體所匯集光束的范圍為180度，從而可使透鏡140能匯集更廣范圍內(nèi)的光束。
[0041] 棱鏡150收容于殼體110內(nèi)，并與殼體110固定。棱鏡150用于將光束進行折射，形成不對稱光束。棱鏡150的入光面與第二表面143相對設(shè)置，以使從第二表面143射出的光束進入到棱鏡150。在本實施例中，光源130與棱鏡150之間的距離小于11毫米。因為助航燈100需要嵌入到地面，為了使飛機在降落時不至于太顛簸，因此，助航燈100突出于底面的高度不能過大。通過減小光源130與棱鏡150之間的距離，可以進一步減小助航燈100的縱向尺寸，從而使助航燈100突出于底面的高度減小。
[0042]上述透鏡140包括第一表面141和第二表面143，第二表面143包括柱面部分1432及平面部分1434兩個部分。第一表面1432可將射向其的光束收集，并將匯集后的光束導(dǎo)出到目標范圍內(nèi)。而由于第二表面143還包括柱面部分1432，柱面部分1432可將射向透鏡140側(cè)面的光束收集，并將光束匯集后由平面部分導(dǎo)出到目標范圍內(nèi)。因此，透鏡140只需要單個便可將不同方向的光束進行匯集。使用透鏡140的助航燈100，由于只需要使用單個透鏡140就能達到匯集光束的效果，因此，透鏡140在助航燈100中所占的縱向空間小，從而可有效減小助航燈100的體積。
[0043]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種透鏡，其特征在于，包括: 第一表面，為柱面，所述透鏡的光軸穿過所述第一表面的中心，且所述第一表面為凸面；及 第二表面，與所述第一表面相對設(shè)置，所述第二表面包括位于所述第二表面一端柱面部分及位于所述第二表面另一端的平面部分，且所述柱面部分為凹面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述第一表面的準線在直角坐標系中滿足如下曲線方程: (x+R!) V=R1^ Iy ≤ 35)，R1為所述第一表面的準線的半徑，R1的值可根據(jù)實際需要優(yōu)化確定，其中，所述直角坐標系的原點為所述第一表面的中心，X軸為光軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡，其特征在于，所述柱面部分的準線在所述直角坐標系中滿足如下曲線方程: (X-1-R2)2+z2=R22 (O≤z≤35)，當-35≤z < O時，x=l，其中，I為所述透鏡的厚度，R2為所述柱面部分的準線半徑，I和R2的值可根據(jù)實際需要優(yōu)化確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡，其特征在于，所述第一表面的母線與所述柱面部分的母線相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡，其特征在于，所述第一表面的母線與所述直角坐標系中的Z軸平行，所述柱面部分的母線與所述直角坐標系中的X-Y平面平行。
6.一種助航燈，其特征在于，包括: 殼體，具有收容腔； 燈罩，收容于所述殼體內(nèi)，且所述燈罩底部安裝有燈座； 光源，安裝于所述燈座上； 如權(quán)利要求1飛任一項所述的透鏡，所述第一表面相對于所述光源設(shè)置，作為光入射面，以使所述光源發(fā)出的光束進入所述透鏡；及 棱鏡，收容并固定于所述殼體內(nèi)，所述棱鏡的入光面與所述第二表面相對設(shè)置，以使從所述第二表面射出的光束進入到所述棱鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的助航燈，其特征在于，所述光源可為鹵鎢燈光源和/或LED光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的助航燈，其特征在于，所述光源與所述棱鏡之間的距離小于11毫米。
【文檔編號】F21S8/00GK103574502SQ201210273375
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】周明杰, 黃俊暉 申請人: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