一種小角度透鏡以及燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小角度透鏡，包括入光端、出光端以及連接所述入光端和出光端的側(cè)反光壁，所述入光端設(shè)有內(nèi)凹腔，所述內(nèi)凹腔底部向光源延伸出錐狀的第一反射面。本發(fā)明的小角度透鏡將配光裙邊縮小加到尖端，提高了光利用率，最大程度減小減弱了副光斑，總體角度會(huì)大一些，但真正意義上突破50%光強(qiáng)的定義實(shí)現(xiàn)窄角度10°±1°，并且該燈具副光斑已減到最弱，光斑看到的就是一塊小角度光斑，實(shí)現(xiàn)客戶的需求，中心光強(qiáng)不會(huì)出現(xiàn)亮斑且總體光強(qiáng)更高，整體配光均勻。
【專利說(shuō)明】
一種小角度透鏡以及燈具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及小角度光學(xué)透鏡領(lǐng)域，特別涉及一種小角度透鏡以及燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前燈具市場(chǎng)上，傳統(tǒng)的所謂小角度射燈以損失光效為代價(jià)，直角坐標(biāo)系下配光的裙邊過(guò)大、中間過(guò)尖，在遠(yuǎn)方測(cè)試系統(tǒng)下50%光強(qiáng)測(cè)試的是中間尖端角度，可能顯示的小于10°，即所謂的極小角度，一般而言，這樣的小角度燈，中間光斑有亮斑，副光斑過(guò)大，光利用率低。另外也有采用TIR透鏡進(jìn)行小角度的對(duì)照射角度進(jìn)行了收攏，但是由于其沒(méi)有很好地對(duì)透鏡內(nèi)側(cè)壁所反射的光線進(jìn)行控制，使透鏡側(cè)壁內(nèi)的反射點(diǎn)越靠近光源，反射光線則越想軸心靠攏，造成交點(diǎn)越靠近光源，在一定的照射距離下其副光斑非常明顯，主副光斑照度值通常在10以內(nèi)，以5?6為主，不利于精準(zhǔn)照明。
[0003]另外，在現(xiàn)有LED射燈中，其照射普遍角度偏大，小角度罩燈比較確實(shí)缺失，雖然很多場(chǎng)合都用到LED照明燈具，但是由于其自身發(fā)光角度的問(wèn)題，Led燈具因副光斑太大，不能很好地用作重點(diǎn)照明射燈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述背景的技術(shù)缺陷。
[0005]提供一種小角度透鏡，包括入光端、出光端以及連接所述入光端和出光端的側(cè)反光壁，所述入光端設(shè)有內(nèi)凹腔，所述內(nèi)凹腔底部向光源延伸出錐狀的第一反射面。
[0006]進(jìn)一步的，所述側(cè)反光壁的側(cè)棱的曲率半徑從入光端到出光端逐漸增大。
[0007]進(jìn)一步的，所述第一反射面的側(cè)棱的向其軸心彎曲且側(cè)棱的曲率半徑從頂端到低端逐漸減小。
[0008]優(yōu)選的，所述出光端中心處設(shè)有散光部件。
[0009]作為一種優(yōu)選情況，所述散光部件為貫穿所述圓柱形散光孔，所述第一反光面的底部設(shè)有柱狀過(guò)盈連接件，并通過(guò)所述過(guò)盈連接件固定在所述散光孔處。
[0010]作為另一種優(yōu)選情況，所述散光部件為向光源凹陷的圓柱形散光孔，所述散光孔的底面為磨砂面。
[0011 ]優(yōu)選的，所述第一反射面為高光鏡面或者磨砂面。
[0012]另外，本發(fā)明還提供一種小角度燈具，包括光源以及光源前端的收光透鏡，其特征在于，所述收光透鏡，包括入光端、出光端以及連接所述入光端和出光端的側(cè)反光壁，所述入光端設(shè)有內(nèi)凹腔，所述內(nèi)凹腔底部向所述光源延伸出錐狀的第一反射面。
[0013]進(jìn)一步的，所述收光透鏡前端設(shè)有貫穿所述圓柱形散光孔，所述第一反光面的底部設(shè)有柱狀過(guò)盈連接件，并通過(guò)所述過(guò)盈連接件固定在所述散光孔處。
[0014]優(yōu)選的，所述第一反射面為高光鏡面或者磨砂面。
[0015]本發(fā)明所起到的有益效果:
I.將配光裙邊縮小加到尖端，提高了光利用率，最大程度減小減弱了副光斑，總體角度會(huì)大一些，但真正意義上突破50%光強(qiáng)的定義實(shí)現(xiàn)窄角度10° ±1°，并且該燈具副光斑已減到最弱，光斑看到的就是一塊小角度光斑，實(shí)現(xiàn)客戶的需求，中心光強(qiáng)不會(huì)出現(xiàn)亮斑且總體光強(qiáng)更高，整體配光均勻。
[0016]2.利用了圓錐狀反光面后，主副光斑照度值達(dá)100以上，基本看不到副光斑，即使裝整燈結(jié)構(gòu)件后，不會(huì)形成新的光斑問(wèn)題，相較于現(xiàn)有技術(shù)中5?10的主副光斑照度值有著非常大的提高。
[0017]3.在LED射燈領(lǐng)域填補(bǔ)了小角度燈具的缺失，解決了現(xiàn)有的LED射燈角度普遍偏大的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的光路原理圖。
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中的透鏡半剖圖。
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中的光路原理圖。
[0021 ]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二中的透鏡半剖圖。
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二中的光路原理圖。
[0023]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中的配光角度與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比圖。
[0024]圖7為本發(fā)明實(shí)施例三中的透鏡半剖圖。
[0025]圖8為本發(fā)明實(shí)施例四中的透鏡半剖圖。
[0026]其中，I為入光端，2為出光端，3為側(cè)反光面，4為第一反光面，5為內(nèi)凹腔側(cè)壁，6為散光孔，7為吸合部件，8為光學(xué)鏡片。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員更了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的小角度透鏡以及燈具作進(jìn)一步地描述。
[0028]如圖1所示，圖式未現(xiàn)有技術(shù)中的普通TIR透鏡(Total Internal Reflect1nquanneifanshe，內(nèi)全反射透鏡)，其內(nèi)腔側(cè)壁上半部分主要形成主光斑。內(nèi)腔側(cè)壁下半部分形成部分主光斑，部分副光斑。大部分副光斑是由內(nèi)凹腔頂部出來(lái)的光形成的。圖中是射線為主光斑光路，虛射線為副光斑光路。現(xiàn)有技術(shù)中也有對(duì)這些光線分散進(jìn)行抑制的技術(shù)方案，內(nèi)凹腔的頂部設(shè)置聚光透鏡，如凸透鏡的等，對(duì)光線進(jìn)行收攏，但是這種技術(shù)方案并不能很好地解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0029]實(shí)施例1:
本發(fā)明則通過(guò)重新設(shè)計(jì)TIR透鏡，提供一種小角度透鏡以及基于該小角度透鏡的小角度燈具，小角度燈具所采用的光源為L(zhǎng)ED光源，而小角度透鏡設(shè)置與燈具的前端，其中小角度透鏡的剖面圖如圖2所示，其通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可以有效取消光源的副光斑，具體通過(guò)TIR透鏡與錐形反射面的配合，且TIR透鏡側(cè)面以及內(nèi)腔側(cè)面采用多段弧線控制光線，是光源感觸的光線經(jīng)過(guò)多次折射或者反射后有出光端出光，提高了光線利用率，減弱了副光斑。
[0030]請(qǐng)參見(jiàn)圖2，具體一種小角度透鏡包括入光端、出光端以及連接入光端和出光端的側(cè)反光壁，入光端、出光端以及側(cè)反光壁三者組合成一實(shí)心杯狀結(jié)構(gòu)的透鏡結(jié)構(gòu)，透鏡米用透光材料制成。進(jìn)一步的入光端設(shè)有內(nèi)凹腔，內(nèi)凹腔的直徑略小于入光端LED光源設(shè)置在內(nèi)凹腔的開(kāi)口處。
[0031 ]為了防止LED光源通過(guò)內(nèi)凹腔底部散射后形成副光斑，在內(nèi)凹腔的底部延伸出一個(gè)錐形的第一反光面。該錐形反光面的尖端與LED光源的發(fā)光中心正相對(duì)，第一反光面反射的LED光源關(guān)于中心軸對(duì)稱。內(nèi)凹腔與第一反射面結(jié)合后，使LED光源發(fā)射出來(lái)的光線分成兩部分，第一部分是先經(jīng)過(guò)第一反射面反射，光線再經(jīng)過(guò)內(nèi)凹腔側(cè)壁的折射后經(jīng)由透鏡的側(cè)反光面的反射，最終向外輸出。第二部分則是直接經(jīng)過(guò)內(nèi)凹腔側(cè)壁的折射后經(jīng)由透鏡的側(cè)反光面反射，最終向外輸出。
[0032]結(jié)合圖1和圖2可以看出，第一部分的光線原本的光路是從內(nèi)凹腔頂部被散射后向輸出，是形成副光斑的主要原因。在設(shè)置了第一反光面之后，這部分光被第一反光面反射到了側(cè)反光面，經(jīng)過(guò)側(cè)反光面的整理后再向外輸出。所實(shí)現(xiàn)的具體效果是，將主要的副光斑的光線進(jìn)行重新調(diào)整，使之形成主光斑的，達(dá)到增強(qiáng)主光斑的亮度時(shí)且減少副光斑的亮度效果O
[0033]另外，本實(shí)施例中的第一反光面可以為高反光亮面或者是磨砂面。優(yōu)選為高反光亮面，防止光線穿透第一反光面。同時(shí)第一反光面與透鏡的本體可以為可拆卸式的連接，同時(shí)第一反反光面需要采用耐高溫材料成型。
[0034]實(shí)施例2:
如圖4和圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別特征在于，側(cè)反光壁的側(cè)棱的曲率半徑從入光端到出光端逐漸增大。同時(shí)作為配合的，第一反射面的側(cè)棱的向其軸心彎曲且側(cè)棱的曲率半徑從頂端到低端逐漸減小。使這兩條曲線變?yōu)橛啥喽尾煌实男∏€組合而成。這部分的調(diào)整主要是用于調(diào)整側(cè)反光面下半部分的光線，側(cè)反光面約靠近入光端處，其發(fā)射的光線就越容易產(chǎn)生副光斑，為了進(jìn)一步減小副光斑的形成，對(duì)側(cè)反光面的曲率半徑進(jìn)行了調(diào)整，將靠近入光端的側(cè)反光面曲率半徑減小，使其反射的光線在輸出時(shí)更加趨向于垂直出光端的面。同時(shí)，將第一反光面的側(cè)棱曲率半徑由底部向頂部調(diào)整地逐漸增大，與側(cè)反光面配合，防止LED光源發(fā)射的光線在經(jīng)過(guò)底部該部分發(fā)射后直接對(duì)外輸出，而不經(jīng)過(guò)側(cè)反光壁進(jìn)行二次反射。在本實(shí)施的光照角度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有技術(shù)的光照角度數(shù)據(jù)比較請(qǐng)參加圖6，左邊正態(tài)分布曲線為本實(shí)施例的光照角度與光強(qiáng)的關(guān)系圖，內(nèi)腔中的第一反光面將多余的雜散光再次利用后，配光線上明顯可以看出在12°之后的余光消失，可見(jiàn)本實(shí)施例的收攏效果明顯。
[0035]實(shí)施例3
本實(shí)施例與上述兩個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于，出光端中心處設(shè)有散光部件。
[0036]作為一種優(yōu)選情況，如圖7所示。散光部件為貫穿圓柱形散光孔，第一反光面的底部設(shè)有柱狀過(guò)盈連接件，并通過(guò)過(guò)盈連接件固定在散光孔處。另外，散光孔的前端還設(shè)有一吸合部件，可以利用這一吸合部件在小角度透鏡前端增加濾光片的光學(xué)鏡片。吸合部件可以為兩個(gè)具有磁性的薄片。
[0037]實(shí)施例4
作為另一種優(yōu)選情況，如圖8所示。散光部件為向光源凹陷的圓柱形散光孔，散光孔的底面為磨砂面，用于進(jìn)一步的將形成副光斑的光線打散。
[0038]原則上上述3種實(shí)施例并不是相互獨(dú)立，其可以集合其中一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)手段相互結(jié)合，形成新的實(shí)施方案。
[0039]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小角度透鏡，其特征在于:包括入光端、出光端以及連接所述入光端和出光端的側(cè)反光壁，所述入光端設(shè)有內(nèi)凹腔，所述內(nèi)凹腔底部向光源延伸出錐狀的第一反射面。2.如權(quán)利要求1所述的小角度透鏡，其特征在于:所述側(cè)反光壁的側(cè)棱的曲率半徑從入光端到出光端逐漸增大。3.如權(quán)利要求1所述的小角度透鏡，其特征在于:所述第一反射面的側(cè)棱的向其軸心彎曲且側(cè)棱的曲率半徑從頂端到低端逐漸減小。4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的小角度透鏡，其特征在于:所述出光端中心處設(shè)有散光部件。5.如權(quán)利要求4所述的小角度透鏡，其特征在于:所述散光部件為貫穿所述圓柱形散光孔，所述第一反光面的底部設(shè)有柱狀過(guò)盈連接件，并通過(guò)所述過(guò)盈連接件固定在所述散光孔處。6.如權(quán)利要求4所述的小角度透鏡，其特征在于:所述散光部件為向光源凹陷的圓柱形散光孔，所述散光孔的底面為磨砂面。7.—種小角度燈具，包括光源以及光源前端的收光透鏡，其特征在于，所述收光透鏡，包括入光端、出光端以及連接所述入光端和出光端的側(cè)反光壁，所述入光端設(shè)有內(nèi)凹腔，所述內(nèi)凹腔底部向所述光源延伸出錐狀的第一反射面。8.如權(quán)利要求7所述的小角度燈具，其特征在于:所述收光透鏡前端設(shè)有貫穿所述圓柱形散光孔，所述第一反光面的底部設(shè)有柱狀過(guò)盈連接件，并通過(guò)所述過(guò)盈連接件固定在所述散光孔處。9.如權(quán)利要求1或7所述的小角度透鏡，其特征在于:所述第一反射面為高光鏡面。10.如權(quán)利要求1或7所述的小角度透鏡，其特征在于:所述第一反射面為磨砂面。
【文檔編號(hào)】F21V5/04GK106051622SQ201610259688
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】胡永宏, 鄒偉宏, 張謙
【申請(qǐng)人】惠州市西頓工業(yè)發(fā)展有限公司