CN102748705B - 一种聚光透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚光透镜，包括顺序连接的底部、第一棱面体、第二棱面体和顶部，所述底部具有引导光线射入的入光曲面，第一棱面体引导射入光线在第一棱面体内完成全反射，第二棱面体和顶部连接配合，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光。本发明提供的聚光透镜，包括第一棱面体和第二棱面体，所述第一棱面体为全反射棱面，将射入的光线在第一棱面体内完成全反射，所述第二棱面体为出光棱面，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光或配光。同时，本发明形成的聚光透镜为钻石形的棱面，外表非常绚丽，改变了现有聚光透镜形状比较单一的特性，彰显了本发明聚光透镜的高贵与大气，因此可广泛应用于室内照明和装饰之用。
Description
技术领域
本发明属于透镜领域，尤其涉及一种新型的聚光透镜。
背景技术
目前，发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）应用于照明还是一个新型的技术型领域，当中还存在很多的问题。由于LED出光具有方向性，若想达到理想的照明效果，与LED匹配的聚光透镜起着举足轻重的作用。但是，现有的聚光透镜大多采用球面或曲面实现配光，形状比较单一，很难在取得好的聚光性的同时，又能达到绚丽的外观。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中聚光透镜大多采用球面或曲面实现配光，形状比较单一的技术问题，提供一种新型的棱面聚光透镜。
一种聚光透镜，包括顺序连接的底部、第一棱面体、第二棱面体和顶部，所述底部具有引导光线射入的入光曲面，第一棱面体引导射入光线在第一棱面体内完成全反射，第二棱面体和顶部连接配合，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光。
本发明提供的聚光透镜，包括第一棱面体和第二棱面体，所述第一棱面体为全反射棱面，将射入的光线在第一棱面体内完成全反射，所述第二棱面体为出光棱面，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光或配光。同时，本发明形成的聚光透镜为钻石形的棱面，外表非常绚丽，改变了现有聚光透镜形状比较单一的特性，彰显了本发明聚光透镜的高贵与大气，因此可广泛应用于室内照明和装饰之用。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的聚光透镜的主视示意图。
图2是本发明第一实施例提供的聚光透镜的府视示意图。
图3是本发明第一实施例提供的聚光透镜的仰视示意图。
图4是图3中B-B方向的剖视图。
图5是本发明第一实施例提供的聚光透镜的光斑模拟示意图。
图6是本发明第一实施例提供的聚光透镜的配光曲线示意图。
图7是本发明第二实施例提供的聚光透镜的主视示意图。
图8是本发明第二实施例提供的聚光透镜的光斑模拟示意图。
图9是本发明第二实施例提供的聚光透镜的配光曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"竖直方向"是指沿聚光透镜的顶部和底部中心点的连线方向（即在纵向A上的方向，请参考图1所示）。
一种聚光透镜，包括顺序连接的底部、第一棱面体、第二棱面体和顶部，所述底部具有引导光线射入的入光曲面，第一棱面体引导射入光线在第一棱面体内完成全反射，第二棱面体和顶部连接配合，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光。
本发明提供的聚光透镜，包括第一棱面体和第二棱面体，所述第一棱面体为全反射棱面，将射入的光线在第一棱面体内完成多次全反射，所述第二棱面体为出光棱面，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光或配光。同时，本发明形成的聚光透镜为钻石形的棱面，外表非常绚丽，改变了现有聚光透镜形状比较单一的特性，彰显了本发明聚光透镜的高贵与大气，因此可广泛应用于室内照明和装饰之用。
请参考图4所示，所述聚光透镜底部11的入光曲面为半球面111，所述提供光线的光源设置在半球面的球心处；所述入光曲面设置成半球面，是为了便于底部的加工制作方便和提高入射光的入光效率。当然，所述底部的入光曲面也可设置成其它的曲面，只要能够将入射光线有效导入即可；所述的光源为发光二极管（LED）。
上述实施例中聚光透镜的顶部为一平面，为了最大程度的提高出光率，所述顶部具有聚集光线的凸出部，即在所述顶部增设一凸出部，所述凸出部可以为半球体。
所述聚光透镜的顶部为多边形，所述多边形的具体边数可根据实际需要来制定，同时设置成多边形更有利于聚光透镜的加工和制作。
请参考图1-3所示，为所述聚光透镜的第一种实施方式：该聚光透镜顶部14的多边形为正八边形141，所述第二棱面体13具有与正八边形顶部对应的第一棱面131、第二棱面132、第三棱面133和第四棱面134。具体制作时，可以选用一个圆柱体状的透镜材料，在圆柱体的顶面制作一个内接的正八边形141，每个第一棱面131以正八边形的一边为基准或参照，做一个包括该正八边形的一边且与竖直方向成45-60度的一个面，将该面沿与竖直方向成45-60度的方向进行切削得到第一棱面131，因此第一棱面包括八个，即与顶部正八形的八个边形成一一对应；每个第二棱面132以相邻第一棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第一棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第一棱面的两个相交边的方向进行切削得到第二棱面132，因此第二棱面也包括八个；每个第三棱面133以相邻第二棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第二棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第二棱面的两个相交边的方向进行切削得到第三棱面133，因此第三棱面也包括八个；每个第四棱面134以相邻第三棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第三棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第三棱面的两个相交边的方向进行切削得到第四棱面134，因此第四棱面也包括八个。所述第一棱面体12具有第五棱面121、第六棱面122和第七棱面123，每个第五棱面121以第四棱面134的底边为基准，做一个包括该第四棱面的底边且与竖直方向成-25―-10度（其中，角度的"正"和"负"是指以第四棱面的底边为界线，第二棱面体的棱面与竖直方向所成的角度为"正"，第一棱面体的棱面与竖直方向所成的角度为"负"，即聚光透镜的形状分布为中间较大，两端较小的结构）的一个面，将该面沿与竖直方向成-25―-10度的方向进行切削得到第五棱面121，因此第五棱面包括八个，即与第四棱面的八个底边形成一一对应；每个第六棱面122以相邻第五棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第五棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第五棱面的两个相交边的方向进行切削得到第六棱面122，因此第六棱面也包括八个；每个第七棱面123以相邻第六棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第六棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第六棱面的两个相交边的方向进行切削直至底部11得到第七棱面123，因此第七棱面也包括八个。由该实施方式的制作可知，只要保证第一棱面和第五棱面所形成的角度范围，就可制得所需的聚光透镜。
优选地，所述每个第一棱面以正八边形的边为基准，做一个包括该正八边形的一边且与竖直方向成60度的一个面，将该面沿与竖直方向成60度的方向进行切削得到第一棱面131，第二棱面、第三棱面和第四棱面的形成同上；每个第五棱面以第四棱面的底边为基准，做一个包括该第四棱面的底边且与竖直方向成-10度的一个面，将该面沿与竖直方向成-10度的方向进行切削得到第五棱面121，第六棱面、第七棱面的形成同上。请参考图5本发明第一实施例提供的聚光透镜的光斑模拟示意图，该图中的光斑为圆形光斑，斑点的中心点位于原点位置，照度大；光斑中心点对应LED中心点，LED发出的光是发散的，利用此透镜可将发散光汇聚，形成如图所示光斑，达到聚光的目的。请参考图6本发明第一实施例提供的聚光透镜的配光曲线示意图，图中的横轴数据表示发光角度，纵轴数据表示光强，从该图中可以明确看出，本实施例聚光透镜的发光角度很小，聚集在一个较小的范围，同时光强很大，非常适合聚光照明。
请参考图7所示，为所述聚光透镜的第二种实施方式：该聚光透镜顶部24的多边形为正六边形，所述第二棱面体23具有与正六边形顶部对应的第一棱面231、第二棱面232和第三棱面233。具体制作时，可以选用一个圆柱体状的透镜材料，在圆柱体的顶面制作一个内接的正六边形，每个第一棱面231以正六边形的一边为基准或参照，做一个包括该正六边形的一边且与竖直方向成50-55度（相应的，此处角度的"正"和"负"是指以第三棱面的底边为界线，第二棱面体的棱面与竖直方向所成的角度为"正"，第一棱面体的棱面与竖直方向所成的角度为"负"，即聚光透镜的形状分布为中间较大，两端较小的结构）的一个面，将该面沿与竖直方向成50-55度的方向进行切削得到第一棱面，因此第一棱面包括六个，即与顶部正六边形的六个边形成一一对应；每个第二棱面232以相邻第一棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第一棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第一棱面的两个相交边的方向进行切削得到第二棱面，因此第二棱面也包括六个；每个第三棱面233以相邻第二棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第二棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第二棱面的两个相交边的方向进行切削得到第三棱面，因此第三棱面也包括六个。所述第一棱面体22具有第四棱面221和第五棱面222，每个第四棱面221以第三棱面233的底边为基准，做一个包括该第三棱面的底边且与竖直方向成-20―-15度的一个面，将该面沿与竖直方向成-20―-15度的方向进行切削得到第四棱面，因此第四棱面包括六个，即与第三棱面的六个底边形成一一对应；每个第五棱面222以相邻第四棱面的两个相交边为基准，做一个包括所述相邻第四棱面的两个相交边的一个面，将该面沿第四棱面的两个相交边的方向进行切削直至底部21得到第五棱面，因此第五棱面也包括六个。由该实施方式的制作可知，只要保证第一棱面和第四棱面所形成的角度范围，就可制得所需的聚光透镜。
优选地，所述每个第一棱面231以正六边形的边为基准，做一个包括该正六边形的一边且与竖直方向成55度的一个面，将该面沿与竖直方向成55度的方向进行切削得到第一棱面，第二棱面和第三棱面的形成同上；每个第四棱面221以第三棱面的底边为基准，做一个包括该第三棱面的底边且与竖直方向成-15度的一个面，将该面沿与竖直方向成-15度的方向进行切削得到第四棱面，第五棱面的形成同上。请参考图8本发明第二实施例提供的聚光透镜的光斑模拟示意图，该图中的光斑为圆形光斑，斑点的中心点位于原点位置，照度大；光斑中心点对应LED中心点，LED发出的光是发散的，利用此透镜可将发散光汇聚，形成如图所示光斑，达到聚光的目的。请参考图9本发明第一实施例提供的聚光透镜的配光曲线示意图，图中的横轴数据表示发光角度，纵轴数据表示光强，从该图中可以明确看出，本实施例聚光透镜的发光角度很小，聚集在一个较小的范围，同时光强很大，非常适合聚光照明。
进一步，所述聚光透镜的材料为光学亚克力，该材料成本低，适合批量生产。当然，聚光透镜的材料选取并不局限于此，还可采用其它的材料，例如聚碳酸酯（PC）。
当然，本领域的技术人员在前述技术方案的基础上应当明白，所述聚光透镜顶部的多边形并不仅仅限于六边形或八边形，还可以根据需要设置成其它边数的多边形；同时，第二棱面体中的棱面数量也不仅仅局限于3个或者4个棱面，以及第一棱面体中的棱面数量也不仅仅局限于2个或者3个棱面，可根据实际要求进行增减棱面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种聚光透镜，其特征在于，包括顺序连接的底部、第一棱面体、第二棱面体和顶部，所述底部具有引导光线射入的入光曲面，第一棱面体引导射入光线在第一棱面体内完成全反射，第二棱面体和顶部连接配合，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光，所述顶部为多边形，所述顶部的多边形为正八边形，所述第二棱面体具有与正八边形顶部对应的第一棱面、第二棱面、第三棱面和第四棱面，每个第一棱面以正八边形的一边为基准，切面与竖直方向成45-60度形成，每个第二棱面以相邻第一棱面的两个相交边为基准切面形成，每个第三棱面以相邻第二棱面的两个相交边为基准切面形成，每个第四棱面以相邻第三棱面的两个相交边为基准切面形成；所述第一棱面体具有第五棱面、第六棱面和第七棱面，每个第五棱面以第四棱面的底边为基准，切面与竖直方向成-25―-10度形成，每个第六棱面以相邻第五棱面的两个相交边为基准切面形成，每个第七棱面以相邻第六棱面的两个相交边为基准切面形成。
2.根据权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述底部的入光曲面为半球面，所述提供光线的光源设置在半球面的球心处。
3.根据权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述顶部具有聚集光线的凸出部。
4.根据权利要求1所述的聚光透镜，其特征在于，所述每个第一棱面以正八边形的边为基准，切面与竖直方向成60度形成，每个第五棱面以第四棱面的底边为基准，切面与竖直方向成-10度形成。
5.一种聚光透镜，其特征在于，包括顺序连接的底部、第一棱面体、第二棱面体和顶部，所述底部具有引导光线射入的入光曲面，第一棱面体引导射入光线在第一棱面体内完成全反射，第二棱面体和顶部连接配合，将完成全反射后的光线引导射出实现聚光，所述顶部为多边形，所述顶部的多边形为正六边形，所述第二棱面体具有与正六边形顶部对应的第一棱面、第二棱面和第三棱面，每个第一棱面以正六边形的一边为基准，切面与竖直方向成50-55度形成，每个第二棱面以相邻第一棱面的两个相交边为基准切面形成，每个第三棱面以相邻第二棱面的两个相交边为基准切面形成；所述第一棱面体具有第四棱面和第五棱面，每个第四棱面以第三棱面的底边为基准，切面与竖直方向成-20―-15度形成，每个第五棱面以相邻第四棱面的两个相交边为基准切面形成。
6.根据权利要求5所述的聚光透镜，其特征在于，所述每个第一棱面以正六边形的边为基准，切面与竖直方向成55度形成，每个第四棱面以第三棱面的底边为基准，切面与竖直方向成-15度形成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的聚光透镜，其特征在于，所述聚光透镜的材料为光学亚克力。
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