CN114963126A - 一种准直透镜及安防设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种准直透镜及安防设备，准直透镜包括透镜本体，透镜本体具有相背的第一端和第二端，第一端设置有用于容置光源的第一凹陷，第一凹陷由模芯透射面和环绕模芯透射面的分光侧面围合形成，透镜本体的位于第一端和第二端之间的侧壁具有第一反射面和第二反射面，第一反射面临近第一端，第二反射面临近第二端，第二端设置有第三反射面和环绕第三反射面的出光面，第三反射面朝向侧壁；经模芯透射面入射至透镜本体内的光线顺次在第三反射面和第二反射面发生反射、并在出光面准直出射，通过模芯透射面入射的光线，在第三反射面和第二反射面的顺次反射后，在出光面的出射面积更大，降低光源光学扩展量的影响，使出射的光线更为准直，亮度更高。

Description

一种准直透镜及安防设备

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种准直透镜及安防设备。

背景技术

现有技术中，透镜主要分为两部分配光，分别为模芯透射式以及反射面反射式组成。其中，反射面主要收集LED光源出光大角度的光，模芯透射面主要收集LED光源出射小角度范围的光。

但是，基于模芯透射面尺寸较小，其并不能较好的实现光线的准直，其获得的中心光强值较低；与此同时，有时为了避免模芯呈现光源晶元的像，会进行一定的补偿角度优化，使得准直性更差，中心光强度值更低。

发明内容

本申请实施例公开一种准直透镜，以解决相关技术中的透镜存在的准直性差、中心光强度值较低的技术问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例公开一种准直透镜，所公开的准直透镜包括透镜本体，所述透镜本体具有相背的第一端和第二端，所述第一端的端面尺寸小于所述第二端的端面尺寸，所述第一端设置有用于容置光源的第一凹陷，所述第一凹陷由模芯透射面和环绕所述模芯透射面的分光侧面围合形成；

所述透镜本体的位于所述第一端和所述第二端之间的侧壁具有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面临近所述第一端，所述第二反射面临近所述第二端；

所述第二端设置有第三反射面和环绕所述第三反射面的出光面，所述第三反射面朝向所述侧壁，所述出光面为垂直于所述透镜本体的轴向的平面；

经所述模芯透射面入射至所述透镜本体内的光线顺次在第三反射面和第二反射面发生反射、并在所述出光面准直出射；

经所述分光侧面入射至所述透镜本体内的光线在所述第一反射面发生反射、并在所述出光面准直出射。

第二方面，本申请实施例还公开一种安防设备，包括光源和前述的准直透镜，所述光源设于所述第一凹陷内。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的准直透镜，经所述分光侧面入射至所述透镜本体内的光线在所述第一反射面发生反射、并在所述出光面准直出射，经所述模芯透射面入射至所述透镜本体内的光线顺次在第三反射面和第二反射面发生反射、并在所述出光面准直出射，相较于传统的补光透镜，通过模芯透射面入射的光线，在第三反射面和第二反射面的顺次反射后，在出光面的出射面积更大，降低了光源光学扩展量的影响，相较于光源的发光角度更小，使出射的光线更为准直，亮度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的准直透镜的结构示意图之一；

图2是本申请实施例的准直透镜的结构示意图之二；

图3是本申请实施例的准直透镜的配光示意图之一；

图4是本申请实施例的准直透镜的配光示意图之二；

图5是本申请实施例的准直透镜的配光示意图之三。

图中：

100-透镜本体，101-模芯透射面，102-分光侧面，103-第一反射面，104-第二反射面，105-第三反射面，106-出光面，110-第一凹陷，120-第二凹陷，130-第三凹陷。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1至图5，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的准直透镜进行详细地说明。

参照图1~图5，本申请实施例公开一种准直透镜，所公开的准直透镜包括透镜本体100，透镜本体100具有相背的第一端和第二端，第一端的端面尺寸小于第二端的端面尺寸，第一端的端面尺寸和第二端的端面尺寸可以分别是第一端的端面面积和第二端的端面面积。透镜本体100为回转构型，透镜本体100的轴线为其回转中心线。

透镜本体100的第一端设置有向第二端凹陷的第一凹陷110，第一凹陷110用于容置光源，当光源位于第一凹陷110时，第一凹陷110的壁面为入光面，在本申请实施例中，第一凹陷110由模芯透射面101和环绕模芯透射面101的分光侧面102围合形成，也就是说，模芯透射面101和分光侧面102均可以作为透镜本体100的入光面，光源发射的小角度的光线在模芯透射面101入射，光源发射的大角度的光线在分光侧面102入射。

透镜本体100的位于第一端和第二端之间的侧壁具有第一反射面103和第二反射面104，其中，第一反射面103临近第一端，第一反射面103为外凸的弧面，经分光侧面102入射至透镜本体100内的光线在第一反射面103发生反射，第二反射面104临近第二端，第二反射面104的母线可以为直线，经模芯透射面101入射至透镜本体100内的光线在第二反射面104发生第二次反射。

透镜本体100的第二端设置有第三反射面105和环绕第三反射面105的出光面106，出光面106为第二端的端面，出光面106垂直于透镜本体100的轴线。经模芯透射面101入射至透镜本体100内的光线在第三反射面105发生第一次反射，反射光线朝向第二反射面104、并在第二反射面104发生第二次反射，随后在出光面106准直出射；经分光侧面102入射至透镜本体100内的光线在第一反射面103发生反射，随后在出光面106准直出射。

本申请实施例的准直透镜，经分光侧面102入射至透镜本体100内的光线在第一反射面103发生反射、并在出光面106准直出射，经模芯透射面101入射至透镜本体100内的光线顺次在第三反射面105和第二反射面104发生反射、并在出光面106准直出射，相较于传统的补光透镜，通过模芯透射面101入射的光线，在第三反射面105和第二反射面104的顺次反射后，在出光面106的出射面积更大，相较于光源的发光角度更小，降低了光源光学扩展量的影响，使出射的光线更为准直，亮度更高，出光面106的面积越大，其准直度将会越高。

具体的，经模芯透射面101入射至透镜本体100内的光线可以是平行光线，或近似平行的光线。

在本申请实施例中，第三反射面105在第二端围合形成锥形的第二凹陷120，锥形的第二凹陷120的小端内凹于第二端的端面，第二凹陷120的母线为直线，在经模芯透射面101入射至透镜本体100内的光线可以是平行光线，或近似平行的光线时，平行或近似平行的光线经第三反射面105反射后，可以平行或近似平行的射向第二反射面104，从而在实现射向出光面106的光线准直的前提下，便于对第二反射面104的设计。

同样地，在本申请实施例中，第二反射面104为回转面，第二反射面104的母线为直线，第二反射面104与第三反射面105平行；此种情况下，在第二反射面104发生第二次反射产生的反射光线能够平行射向出光面106，保证光线的准直度，而且降低对透镜的工艺复杂度。

当然，第二反射面104的母线还可以是其他曲线结构，只要满足经第三反射面105反射后的反射光线经第二反射面104反射可以从出光面106准直射出即可。

在进一步的技术方案中，透镜本体100在第二端设置有第三凹陷130，第三凹陷130与第二凹陷120同轴连通，第三凹陷130位于第二凹陷120背向第一端的一侧，第三凹陷130的口径大于或等于第二凹陷120的口径；示例性地，参照图2，第二凹陷120为锥形空腔，第三反射面105为第二凹陷120的锥形面，第三凹陷130为圆柱形空腔，第三凹陷130与第二凹陷120的大端相连通，如此设置下，即使第三反射面105需要设置在相对出光面106较深的位置，圆柱形空腔既能对第二凹陷120进行深度补偿，又不会影响光线的反射和出射；与此同时，在透镜本体100的第一端的中部设置第一凹陷110，在透镜本体100的第二端的中部设置第二凹陷120，能够减小相应区域的厚度，进而使得在注塑成型过程中，能够有效地减小注塑产品缩水现象的发生，提高了透镜本体100的注塑成品率。

在本申请实施例中，模芯透射面101为背向第二端凸起的弧面，分光侧面102的母线可以为直线或朝向侧壁凹陷的曲线，第一凹陷110的内端的口径小于其开口端的口径，光源发射的小角度光线在模芯透射面101发生折射，折射光线可以平行射向第三反射面105，进而便于对第三反射面105和第二反射面104的设计，光源发射的大角度光线在分光侧面102发生折射，折射光线射向第一反射面103。

在进一步的技术方案中，第一端的端面具有第一口径，第一凹陷110在第一端的端面具有第二口径，第二凹陷120在第二端的端面具有第三口径，第三口径大于或等于第二口径，第三口径小于或等于第一口径；此种情况下，参照图3~图5，光线在模芯透射面101入射时，折射产生的平行光线能够全部射向第三反射面105的至少部分，从而保证射向第三反射面105的光线不缺失，保证经模芯透射面101入射、并在出光面106出射的光线强度。

在本申请实施例中，在透镜本体100的轴向上，第三反射面105与第一端的端面具有第一距离，第二反射面104与第一端的端面具有第二距离，第三反射面105与透镜本体100的轴线之间具有第一夹角。

一种可选的实施方式中，在第一距离小于第二距离的情况下，第一夹角小于45°，即锥形空腔的圆心角为锐角；如此设置下，在第三反射面105反射的光线能够向透镜本体100的第二端偏移，使反射光线准直射向第二反射面104，避免第三反射面105的反射光线射向第一反射面103而造成第二反射面104反射的光线的光能量值降低，亮度有所减弱。

在另一种可选的实施方式中，在第一距离大于第二距离的情况下，第一夹角大于45°，即锥形空腔的圆心角为钝角；如此设置下，在第三反射面105反射光线能够向透镜本体100的第一端偏移，使反射光线准直射向第二反射面104，避免第三反射面105的反射光线射向透镜本体100的第二端或第二端与第二反射面104临近的区域，造成光线能量值降低。

在另一种可选的实施方式中，在第一距离等于第二距离的情况下，第一夹角等于45°，即锥形空腔的圆心角为直角；第二反射面104与第三反射面105平行，如此情况下，第三反射面105的反射光线能够水平射向第二反射面104，保证光线能量值不减弱。

在进一步的技术方案中，准直透镜还包括反射膜，反射膜设于第二凹陷120内，反射膜可以贴设于第三反射面105的背光面，且反射膜的反射方向朝向第二反射面104；如此设置下，能够进一步确保第三反射面105的反射效果，避免经模芯透射面101入射的光线在第三反射面105发生折射而出射。

本申请实施例还公开一种安防设备，所公开的安防设备包括光源和前述的准直透镜，光源设于透镜本体100的第一凹陷内，光源可以为LED光源。光源发射的大角度光线在分光侧面102入射至透镜本体100内，并经第一反射面101反射后，在出光面106准直出射；光源发射的小角度光线在模芯透射面101入射至透镜本体100内，并经第三反射面105和第二反射面104顺次反射后，在出光面106准直出射；从而使得出光面的出射面积更大，降低光源光学扩展量的影响，使得安防设备出射的光线具有准直性高和光线强度高的特点。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种准直透镜，其特征在于，包括透镜本体（100），所述透镜本体（100）具有相背的第一端和第二端，所述第一端的端面尺寸小于所述第二端的端面尺寸，所述第一端设置有用于容置光源的第一凹陷（110），所述第一凹陷（110）由模芯透射面（101）和环绕所述模芯透射面（101）的分光侧面（102）围合形成；

所述透镜本体（100）的位于所述第一端和所述第二端之间的侧壁具有第一反射面（103）和第二反射面（104），所述第一反射面（103）临近所述第一端，所述第二反射面（104）临近所述第二端；

所述第二端设置有第三反射面（105）和环绕所述第三反射面（105）的出光面（106），所述第三反射面（105）朝向所述侧壁，所述出光面（106）为垂直于所述透镜本体（100）的轴向的平面；

经所述模芯透射面（101）入射至所述透镜本体（100）内的光线顺次在第三反射面（105）和第二反射面（104）发生反射、并在所述出光面（106）准直出射；

经所述分光侧面（102）入射至所述透镜本体（100）内的光线在所述第一反射面（103）发生反射、并在所述出光面（106）准直出射。

2.根据权利要求1所述的准直透镜，其特征在于，所述透镜本体（100）为回转构型，所述第三反射面（105）在所述第二端围合形成锥形的第二凹陷（120），所述第二凹陷（120）的母线为直线。

3.根据权利要求2所述的准直透镜，其特征在于，所述第二反射面（104）为回转面，所述第二反射面（104）的母线为直线。

4.根据权利要求2所述的准直透镜，其特征在于，所述透镜本体（100）在第二端设置有第三凹陷（130），所述第三凹陷（130）与所述第二凹陷（120）同轴连通，所述第三凹陷（130）位于所述第二凹陷（120）背向所述第一端的一侧，所述第三凹陷（130）的口径大于或等于所述第二凹陷（120）的口径。

5.根据权利要求4所述的准直透镜，其特征在于，所述第三凹陷（130）为圆柱形空腔。

6.根据权利要求1所述的准直透镜，其特征在于，在所述透镜本体（100）的轴向上，所述第三反射面（105）与所述第一端的端面具有第一距离，所述第二反射面（104）与所述第一端的端面具有第二距离，所述第三反射面（105）与所述透镜本体（100）的轴线之间具有第一夹角，在所述第一距离小于所述第二距离的情况下，所述第一夹角小于45°；

或者，在所述第一距离等于所述第二距离的情况下，所述第一夹角等于45°，所述第二反射面（104）与所述第三反射面（105）平行；

或者，在所述第一距离大于所述第二距离的情况下，所述第一夹角大于45°。

7.根据权利要求1所述的准直透镜，其特征在于，所述模芯透射面（101）为背向所述第二端凸起的弧面。

8.根据权利要求2所述的准直透镜，其特征在于，所述第一端的端面具有第一口径，所述第一凹陷（110）在所述第一端的端面具有第二口径，所述第二凹陷（120）在所述第二端的端面具有第三口径，所述第三口径大于所述第二口径，所述第三口径小于所述第一口径。

9.根据权利要求1所述的准直透镜，其特征在于，所述准直透镜还包括反射膜，所述反射膜设于所述第三反射面（105）的背光面，且所述反射膜的反射方向朝向所述第二反射面（104）。

10.一种安防设备，其特征在于，包括光源和权利要求1~9任一所述的准直透镜，所述光源设于所述第一凹陷（110）内。

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