具有聚光和泛光效果的透鏡、燈組件和手電筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，特別是涉及一種具有聚光和泛光效果的透鏡、燈組件和手電筒。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著LED芯片和封裝工藝的成熟，LED亮度要求足以滿足各個照明領(lǐng)域的需求，LED固態(tài)照明已經(jīng)成為趨勢。它具有節(jié)能，環(huán)保，安全，具有顯色指數(shù)高，壽命長的等性能特點(diǎn)；同時其也具有體積小，光效高，能耗小等顯著特點(diǎn)。LED光源以其明顯的優(yōu)勢被廣泛地應(yīng)用到科研實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)在一般的手電筒都是采用聚光反光透鏡加LED光源的方式設(shè)計，有些電筒為了達(dá)到小角度聚光和照度要求而采用2?5個反光透鏡組合而成一個整體的方式，而且透鏡組合設(shè)計外形尺寸較大，有時還采用多顆LED芯片，其電路排布緊湊不利于散熱。
[0004]并且目前市面上提供的如手電筒等便攜燈具，通常只能提供聚光照明或者泛光照明。在一些既需要聚光又需要泛光的情況下，需要同時帶上聚光燈或者泛光燈，這樣需要攜帶的燈具多，并且很可能遺忘其中之一，帶來出行不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對既具有小角度聚光和符合照度要求，提供一種具有聚光和泛光效果的透鏡，包括:
[0006]聚光透鏡，包括聚光透鏡主體和第一光源容納腔，所述聚光透鏡主體為第一曲線繞預(yù)設(shè)的聚光透鏡的出射光光軸軸心旋轉(zhuǎn)形成的類圓臺型，所述聚光透鏡主體縮口方向的端面內(nèi)凹形成所述第一光源容納腔；
[0007]泛光透鏡，包括泛光透鏡主體和第二光源容納腔，所述泛光透鏡主體為第二曲線繞預(yù)設(shè)的泛光透鏡的出射光光軸軸心旋轉(zhuǎn)形成的類圓臺型，所述泛光透鏡主體縮口方向的端面內(nèi)凹形成所述第二光源容納腔。
[0008]在其中一個實(shí)施例中，包括:
[0009]所述第一光源容納腔包括第一內(nèi)側(cè)壁和第一內(nèi)凹面，所述第一內(nèi)側(cè)壁與所述聚光透鏡的出射光軸成-3°的撥模角度，所述第一內(nèi)凹面由第三曲線繞所述聚光透鏡的出射光光軸旋轉(zhuǎn)形成；
[0010]所述第一曲線和第三曲線位于第一直角坐標(biāo)系，所述第一直角坐標(biāo)系中單位長度為rnm，所述第一直角坐標(biāo)系的X軸為聚光透鏡出射光光軸；
[0011]所述第一曲線上的點(diǎn)包括:al點(diǎn)(0.00，5.00，0.00)、bl 點(diǎn)(2.47，7.28，0.00)、Cl 點(diǎn)(5.67,9.88,0.00)、dl 點(diǎn)(10.14，12.75,0.00)、el 點(diǎn)(14.05，14.93,0.00)，所述第三曲線上的點(diǎn)包括:fl 點(diǎn)(7.87，4.54，0.00)、gl 點(diǎn)(6.99，3.52，0.00)、hi 點(diǎn)(6.16，2.44，0.00)、il 點(diǎn)(5.59，1.46,0.00)、jl 點(diǎn)(5.28，0.00，0.00)。在其中一個實(shí)施例中，包括:
[0012]所述第二光源容納腔包括第二內(nèi)側(cè)壁和第二內(nèi)凹面，所述第二內(nèi)側(cè)壁與所述聚光透鏡的出射光軸成-2°的撥模角度，所述第二內(nèi)凹面由第四曲線繞出射光光軸旋轉(zhuǎn)形成；
[0013]所述第二曲線和第四曲線位于第二直角坐標(biāo)系，所述第二直角坐標(biāo)系中單位長度為mm，所述第二直角坐標(biāo)系的X軸為泛光透鏡出射光光軸；
[0014]所述第二曲線上的點(diǎn)包括:a2點(diǎn)(0.00，6.03，0.00)、b2 點(diǎn)(2.50，8.60，0.00)、c2 點(diǎn)(6.40，12.58，0.00)、d2 點(diǎn)(10.50，16.60，0.00)、e2 點(diǎn)(14.00，19.95，0.00)，所述第四曲線上的點(diǎn)包括:f2 點(diǎn)(6.22，5.73，0.00)、g2 點(diǎn)(5.94，4.79，0.00)、h2 點(diǎn)(5.52，3.37，0.00)、i2 點(diǎn)(5.17,1.43,0.00), J2 點(diǎn)(5.11，0.00，0.00)。在其中一個實(shí)施例中，所述透鏡由材料ABS、PC或PMMA中的一種射出成型。
[0015]在其中一個實(shí)施例中，所述透鏡具有磨砂處理的表面。
[0016]在其中一個實(shí)施例中，還包括:承載板，所述承載板適于與所述聚光透鏡和泛光透鏡敞口方向的末端相連，所述承載板包括與所述聚光透鏡和泛光透鏡相連的第一表面和相對的第二表面，所述聚光透鏡和所述泛光透鏡的主體敞口方向的末端面和所述泛光透鏡主體敞口方向的末端面低于所述承載板的第二表面。
[0017]一種具有聚光和泛光效果的燈組件，包括:
[0018]如上所述的透鏡；
[0019]第一光源，設(shè)置于所述第一光源容納腔處，所述第一光源的發(fā)光面的中心點(diǎn)為所述第一直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)；
[0020]第二光源，設(shè)置于所述第二光源容納腔處，所述第二光源的發(fā)光面的中心點(diǎn)為所述第二直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
[0021]在其中一個實(shí)施例中，所述第一光源和第二光源為LED，發(fā)光類型為朗伯型，發(fā)光角為90°，光通量為1001m。
[0022]在其中一個實(shí)施例中，所述第一光源從所述第一頂部開口射出光線的半光強(qiáng)角度為10。;所述第二光源從所述第二頂部開口射出光線的半光強(qiáng)角度為65°。
[0023]一種手電筒，包括如上所述的具有聚光和泛光效果的燈組件。
[0024]上述透鏡、燈組件和手電筒中同時具有特定形狀的聚光透鏡和泛光透鏡，使得具有所述透鏡的燈組件或手電筒，能夠同時提供較好的聚光效果和泛光效果。
[0025]且在可選實(shí)施方式中，所述透鏡的尺寸可以做得很小，能夠應(yīng)用在小尺寸的燈組件中。
【附圖說明】
[0026]圖1為實(shí)施例提具有聚光和泛光效果的燈組件的示意圖；
[0027]圖2至圖6為實(shí)施例中提供的聚光燈組件的示意圖；
[0028]圖7為所述聚光組件出射的聚光光強(qiáng)分布的示意圖；
[0029]圖8至圖12實(shí)施例中提供的泛光燈組件的示意圖；
[0030]圖13為所述泛光組件出射的泛光光強(qiáng)分布的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)介紹。
[0032]圖1所示為本實(shí)施例提供一種具有聚光和泛光效果的燈組件的示意圖，如圖中所示，本實(shí)施例提供的燈組件包括:
[0033]具有聚光和泛光效果的透鏡、第一光源71和第二光源72。
[0034]所述具有聚光和泛光效果的透鏡包括聚光透鏡61、泛光透鏡62和與所述聚光透鏡61、泛光透鏡62連在一起的承載板40。
[0035]所述聚光透鏡61包括聚光透鏡主體和第一光源容納腔，所述聚光透鏡主體為第一曲線繞預(yù)設(shè)的聚光透鏡的出射光光軸旋轉(zhuǎn)形成的類圓臺型，所述聚光透鏡主體縮口方向的端面內(nèi)凹形成所述第一光源容納腔，所述第一光源71可安裝于所述第一光源容納腔，與所述聚光透鏡61構(gòu)成聚光透鏡組件；
[0036]所述泛光透鏡62包括泛光透鏡主體和第二光源容納腔，所述泛光透鏡主體為第二曲線繞預(yù)設(shè)的泛光透鏡的出射光光軸旋轉(zhuǎn)形成的類圓臺型，所述泛光透鏡主體縮口方向的端面內(nèi)凹形成所述第二光源容納腔，所述第二光源72可安裝于所述第二光源容納腔，與所述聚光透鏡62構(gòu)成泛光透鏡組件；
[0037]所述承載板40適于與所述聚光透鏡61和泛光透鏡62敞口方向的末端相連，所述承載板40包括與所述聚光透鏡61和泛光透鏡62相連的第一表面和相對的第二表面，所述聚光透鏡主體敞口方向的末端面14和所述泛光透鏡主體敞口方向的末端面24低于所述承載板的第二表面。
[0038]另外，所述具有聚光和泛光效果的透鏡由材料ABS、PC或PMMA中的一種射出成型，所述透鏡具有磨砂處理的表面。所述磨砂處理為防具有聚光和泛光效果的透鏡表面反射外界的光，從而造成眩光。
[0039]具體的，以下結(jié)合附圖分別詳解闡述所述聚光透鏡61和泛光透鏡62的結(jié)構(gòu)和原理。
[0040]圖2至圖6所示為本實(shí)施例提供聚光燈組件的示意圖。其中圖2和圖3為所述聚光燈組件的側(cè)面圖，圖4為所述聚光燈組件剖面的示意圖，圖5為在圖4中的剖面上標(biāo)注坐標(biāo)點(diǎn)的示意圖，所述圖6為圖4中的剖面標(biāo)示光線出射的示意圖。
[0041]具體參考圖2至圖4所示，所述聚光燈組件包括:聚光透鏡61和第一光源71。所述聚光透鏡61包括聚光透鏡主體16和位于聚光燈透鏡主體16兩端的端面12和端面14。所述聚光燈透鏡主體為第一曲線繞預(yù)設(shè)的聚光透鏡的出射光光軸軸心旋轉(zhuǎn)形成的類圓臺型。其中端面12為所述聚光透鏡主體縮口方向的端面，所述端面14為所述聚光透鏡主體敞口方向的端面。所述端面12內(nèi)凹形成所述第一光源容納腔，適于安裝第一光源71。
[0042]所述第一光源容納腔包括第一內(nèi)側(cè)壁13和第一內(nèi)凹面15，所述第一內(nèi)側(cè)壁13與所述聚光透鏡的出射光軸成-3°的撥模角度，所述第一內(nèi)凹面15由第三曲線繞所述聚光透鏡的出射光光軸旋轉(zhuǎn)形成。
[0043]具體如圖5所示，以所述聚光燈透鏡主體縮口方向的端面12的中心為原點(diǎn)，所述聚光燈透鏡的出射光的光軸方向?yàn)閄軸的方向，建立第一直角坐標(biāo)系，所述第一直角坐標(biāo)系的單位長度為mm。所述第一曲線上的點(diǎn)包括:al點(diǎn)(0.00，5.00，0.00)、bl點(diǎn)(2.47，
7.28，0.00)、Cl 點(diǎn)(5.67，9.88，0.00)、dl 點(diǎn)(10.14，12.75，0.00)、el 點(diǎn)(14.05，14.93，0.00)，所述第三曲線上的點(diǎn)包括:fl 點(diǎn)(7.87，4.54，0.00)、gl 點(diǎn)(6.99，3.52，0.00),hi 點(diǎn)(6.16,2.44,0.00)、il 點(diǎn)(5.59，1.46,0.00)、jl 點(diǎn)(5.28,0.00,0.00)。所述第一光源 71的發(fā)光面的中心的坐標(biāo)為(0.00, 0.00, 0.00)。
[0044]具體如圖6所示，第一光源71發(fā)出的±45°光照到第一內(nèi)凹面15，經(jīng)第一內(nèi)凹面15折射后射向所述聚光透鏡主體敞口方向的端面14，在所述聚光透鏡主體敞口方向的端面14產(chǎn)生第二次折射后形成±5°光射出。第一光源71發(fā)出的±45°?±90°的光射向第一內(nèi)側(cè)壁13產(chǎn)生第一次折射后射向聚光燈透鏡主體16的側(cè)面，在聚光燈透鏡主體16的側(cè)面產(chǎn)生全反射后再射向所述聚光透鏡主體16敞口方向的端面14，最后光由所述聚光透鏡主體16敞口方向的端面14產(chǎn)生折射，從而形成與所述聚光透鏡的出射光光軸平行的光線射出。經(jīng)所述聚光透鏡主體16敞口方向的端面14疊加的光形成一束半光強(qiáng)角度為10度的光束。其中，可以看到所述光源發(fā)出的光被所述透鏡反射并聚攏在一個小范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)聚光效果。
[0045]由上可知，所述聚光透鏡中，所述第一光源71與所述第一內(nèi)凹面15的位置關(guān)系會影響射入所述第一內(nèi)凹面15的光線的角度范圍，所述第一內(nèi)凹面15的形狀會影響通過第一內(nèi)凹面15折射后射向所述聚光透鏡主體敞口方向的端面14光線的角度，從而影響所述聚光燈透鏡61的出射光的聚光程度。所述第一光源71與所述第一內(nèi)側(cè)壁13的位置關(guān)系會影響射入所述第一內(nèi)側(cè)壁13的光線