一種小角度透鏡以及燈具的制作方法
【專利摘要】本發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反光壁，所述入光端設有內凹腔，所述內凹腔底部向光源延伸出錐狀的第一反射面。本發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，總體角度會大一些，但真正意義上突破50%光強的定義實現窄角度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，實現客戶的需求，中心光強不會出現亮斑且總體光強更高，整體配光均勻。
【專利說明】
一種小角度透鏡以及燈具
技術領域
[0001]本發明涉及小角度光學透鏡領域，特別涉及一種小角度透鏡以及燈具。
【背景技術】
[0002]目前燈具市場上，傳統的所謂小角度射燈以損失光效為代價，直角坐標系下配光的裙邊過大、中間過尖，在遠方測試系統下50%光強測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，副光斑過大，光利用率低。另外也有采用TIR透鏡進行小角度的對照射角度進行了收攏，但是由于其沒有很好地對透鏡內側壁所反射的光線進行控制，使透鏡側壁內的反射點越靠近光源，反射光線則越想軸心靠攏，造成交點越靠近光源，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，以5?6為主，不利于精準照明。
[0003]另外，在現有LED射燈中，其照射普遍角度偏大，小角度罩燈比較確實缺失，雖然很多場合都用到LED照明燈具，但是由于其自身發光角度的問題，Led燈具因副光斑太大，不能很好地用作重點照明射燈。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服上述背景的技術缺陷。
[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反光壁，所述入光端設有內凹腔，所述內凹腔底部向光源延伸出錐狀的第一反射面。
[0006]進一步的，所述側反光壁的側棱的曲率半徑從入光端到出光端逐漸增大。
[0007]進一步的，所述第一反射面的側棱的向其軸心彎曲且側棱的曲率半徑從頂端到低端逐漸減小。
[0008]優選的，所述出光端中心處設有散光部件。
[0009]作為一種優選情況，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有柱狀過盈連接件，并通過所述過盈連接件固定在所述散光孔處。
[0010]作為另一種優選情況，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 ]優選的，所述第一反射面為高光鏡面或者磨砂面。
[0012]另外，本發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反光壁，所述入光端設有內凹腔，所述內凹腔底部向所述光源延伸出錐狀的第一反射面。
[0013]進一步的，所述收光透鏡前端設有貫穿所述圓柱形散光孔，所述第一反光面的底部設有柱狀過盈連接件，并通過所述過盈連接件固定在所述散光孔處。
[0014]優選的，所述第一反射面為高光鏡面或者磨砂面。
[0015]本發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，總體角度會大一些，但真正意義上突破50%光強的定義實現窄角度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，實現客戶的需求，中心光強不會出現亮斑且總體光強更高，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100以上，基本看不到副光斑，即使裝整燈結構件后，不會形成新的光斑問題，相較于現有技術中5?10的主副光斑照度值有著非常大的提高。
[0017]3.在LED射燈領域填補了小角度燈具的缺失，解決了現有的LED射燈角度普遍偏大的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為現有技術的光路原理圖。
[0019]圖2為本發明實施例一中的透鏡半剖圖。
[0020]圖3為本發明實施例一中的光路原理圖。
[0021 ]圖4為本發明實施例二中的透鏡半剖圖。
[0022]圖5為本發明實施例二中的光路原理圖。
[0023]圖6為本發明實施例二中的配光角度與現有技術的對比圖。
[0024]圖7為本發明實施例三中的透鏡半剖圖。
[0025]圖8為本發明實施例四中的透鏡半剖圖。
[0026]其中，I為入光端，2為出光端，3為側反光面，4為第一反光面，5為內凹腔側壁，6為散光孔，7為吸合部件，8為光學鏡片。
【具體實施方式】
[0027]為了讓本領域技術人員更了解本發明的技術方案，下面將結合附圖和具體實施例對本發明的小角度透鏡以及燈具作進一步地描述。
[0028]如圖1所示，圖式未現有技術中的普通TIR透鏡(Total Internal Reflect1nquanneifanshe，內全反射透鏡)，其內腔側壁上半部分主要形成主光斑。內腔側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凹腔頂部出來的光形成的。圖中是射線為主光斑光路，虛射線為副光斑光路。現有技術中也有對這些光線分散進行抑制的技術方案，內凹腔的頂部設置聚光透鏡，如凸透鏡的等，對光線進行收攏，但是這種技術方案并不能很好地解決上述技術問題。
[0029]實施例1:
本發明則通過重新設計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LED光源，而小角度透鏡設置與燈具的前端，其中小角度透鏡的剖面圖如圖2所示，其通過簡單的結構可以有效取消光源的副光斑，具體通過TIR透鏡與錐形反射面的配合，且TIR透鏡側面以及內腔側面采用多段弧線控制光線，是光源感觸的光線經過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]請參見圖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反光壁，入光端、出光端以及側反光壁三者組合成一實心杯狀結構的透鏡結構，透鏡米用透光材料制成。進一步的入光端設有內凹腔，內凹腔的直徑略小于入光端LED光源設置在內凹腔的開口處。
[0031 ]為了防止LED光源通過內凹腔底部散射后形成副光斑，在內凹腔的底部延伸出一個錐形的第一反光面。該錐形反光面的尖端與LED光源的發光中心正相對，第一反光面反射的LED光源關于中心軸對稱。內凹腔與第一反射面結合后，使LED光源發射出來的光線分成兩部分，第一部分是先經過第一反射面反射，光線再經過內凹腔側壁的折射后經由透鏡的側反光面的反射，最終向外輸出。第二部分則是直接經過內凹腔側壁的折射后經由透鏡的側反光面反射，最終向外輸出。
[0032]結合圖1和圖2可以看出，第一部分的光線原本的光路是從內凹腔頂部被散射后向輸出，是形成副光斑的主要原因。在設置了第一反光面之后，這部分光被第一反光面反射到了側反光面，經過側反光面的整理后再向外輸出。所實現的具體效果是，將主要的副光斑的光線進行重新調整，使之形成主光斑的，達到增強主光斑的亮度時且減少副光斑的亮度效果O
[0033]另外，本實施例中的第一反光面可以為高反光亮面或者是磨砂面。優選為高反光亮面，防止光線穿透第一反光面。同時第一反光面與透鏡的本體可以為可拆卸式的連接，同時第一反反光面需要采用耐高溫材料成型。
[0034]實施例2:
如圖4和圖5所示，本實施例與實施例1的區別特征在于，側反光壁的側棱的曲率半徑從入光端到出光端逐漸增大。同時作為配合的，第一反射面的側棱的向其軸心彎曲且側棱的曲率半徑從頂端到低端逐漸減小。使這兩條曲線變為由多段不同曲率的小曲線組合而成。這部分的調整主要是用于調整側反光面下半部分的光線，側反光面約靠近入光端處，其發射的光線就越容易產生副光斑，為了進一步減小副光斑的形成，對側反光面的曲率半徑進行了調整，將靠近入光端的側反光面曲率半徑減小，使其反射的光線在輸出時更加趨向于垂直出光端的面。同時，將第一反光面的側棱曲率半徑由底部向頂部調整地逐漸增大，與側反光面配合，防止LED光源發射的光線在經過底部該部分發射后直接對外輸出，而不經過側反光壁進行二次反射。在本實施的光照角度實測數據與現有技術的光照角度數據比較請參加圖6，左邊正態分布曲線為本實施例的光照角度與光強的關系圖，內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，可見本實施例的收攏效果明顯。
[0035]實施例3
本實施例與上述兩個實施例的區別在于，出光端中心處設有散光部件。
[0036]作為一種優選情況，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有柱狀過盈連接件，并通過過盈連接件固定在散光孔處。另外，散光孔的前端還設有一吸合部件，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鏡片。吸合部件可以為兩個具有磁性的薄片。
[0037]實施例4
作為另一種優選情況，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，用于進一步的將形成副光斑的光線打散。
[0038]原則上上述3種實施例并不是相互獨立，其可以集合其中一個或者多個技術手段相互結合，形成新的實施方案。
[0039]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
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反光壁，所述入光端設有內凹腔，所述內凹腔底部向光源延伸出錐狀的第一反射面。2.如權利要求1所述的小角度透鏡，其特征在于:所述側反光壁的側棱的曲率半徑從入光端到出光端逐漸增大。3.如權利要求1所述的小角度透鏡，其特征在于:所述第一反射面的側棱的向其軸心彎曲且側棱的曲率半徑從頂端到低端逐漸減小。4.如權利要求1?3中任一項所述的小角度透鏡，其特征在于:所述出光端中心處設有散光部件。5.如權利要求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有柱狀過盈連接件，并通過所述過盈連接件固定在所述散光孔處。6.如權利要求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反光壁，所述入光端設有內凹腔，所述內凹腔底部向所述光源延伸出錐狀的第一反射面。8.如權利要求7所述的小角度燈具，其特征在于:所述收光透鏡前端設有貫穿所述圓柱形散光孔，所述第一反光面的底部設有柱狀過盈連接件，并通過所述過盈連接件固定在所述散光孔處。9.如權利要求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】F21V5/04GK106051622SQ201610259688
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】胡永宏, 鄒偉宏, 張謙
【申請人】惠州市西頓工業發展有限公司