CN207122869U - 一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，包括透镜主体和均光主体，所述均光主体共轴线设置于所述透镜主体的顶部，透镜主体设置为包括安装部、透镜部和光源腔，安装部共轴线且一体成型设置于透镜部的顶部，透镜部位于安装部下方的侧壁设置为反射面，透镜部的顶壁设置为透射面，反射面沿其轴线方向的截面设置为呈碗状，反射面的顶部至其底部的高度设置为11.80mm，透射面的外壁面上共轴线且相配合设置均光主体，光源腔共轴线开设于透镜部的底部。本实用新型采用该光学透镜，能够有效缩小工矿灯的光束角，使其发光角度为20度，并可对其LED光源的出射光线进行分解，保证工矿灯的出射光线分布均匀，提高对LED光源的光线利用率，且避免眩光影响。

Description

一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜

技术领域

本实用新型涉及工矿灯用配光光学透镜技术领域，尤其涉及一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜。

背景技术

厂矿企业作业车间多是封闭的，很少能依赖自然光线，因此常采用工矿灯实现其工作面的照明。工矿灯往往使用的时间久、频率高，且其常为白炽灯，不仅耗电量大，而且不易清洗，导致其使用寿命较短。由于LED具有体积小、寿命长、电光效率高以及环保节能等诸多优点，从而使得LED工矿灯逐渐取代了白炽灯工矿灯在厂矿企业作业车间的应用。但是，LED本身的发光角度多在115°-125°之间，光束角较大且分散，根据厂矿企业厂房高度、布局的不同，通常需要改变其光束角才能达到均匀的照明效果，故不仅易出现光损失、光浪费现象，而且也无法满足工作面的照明要求。为减小LED的光束角，增加其有效光，目前多通过LED光学透镜实现对LED发光角度的调整，以充分利用光束，然而现有的光学透镜虽然可以缩小LED光源的光束角，但其尚未有专门针对LED光源的发光角度为20度设置的光学透镜，且不能保证出射光线的良好均匀分布，故为实现厂矿企业的照明需求，需进行光学透镜结构的不断改进和完善。

发明内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种能够有效缩小工矿灯的光束角，使其发光角度为20度，并可对其LED光源的出射光线进行分解，以保证工矿灯的出射光线分布均匀，提高对LED光源的光线利用率，且避免眩光影响的厂房工矿灯用20度半角的光学透镜。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，其中所述厂房工矿灯用20度半角的光学透镜包括透镜主体和均光主体，所述均光主体共轴线设置于所述透镜主体的顶部；

所述透镜主体设置为包括安装部、透镜部和光源腔，所述安装部共轴线且一体成型设置于所述透镜部的顶部，所述透镜部位于所述安装部下方的侧壁设置为反射面，且该透镜部的顶壁设置为透射面，所述反射面沿其轴线方向的截面设置为呈碗状，且该反射面的顶部至其底部的距离设置为11.80mm，所述透射面的外壁面上共轴线且相配合设置所述均光主体，所述光源腔共轴线开设于所述透镜部的底部；

所述反射面沿其轴线方向的截面面积由下至上逐渐增大，所述反射面连接所述安装部下端的部分的直径设置为21mm，且该反射面的底部直径设置为7.41mm；

所述均光主体的顶壁至所述透镜部的底壁的间距设置为13.30mm。

进一步地，所述光源腔的顶壁设置为向所述透镜部的底部凸起的折射面，所述光源腔的侧壁的顶部直径设置为5.59mm，且该光源腔的侧壁的底部直径设置为7.12mm。

进一步地，所述反射面的内壁面上设置全反射棱镜，所述透射面的内壁面上共轴线设置凸透镜。

进一步地，所述均光主体设置为复眼透镜，所述复眼透镜的顶壁的直径设置为21～22mm。

进一步地，所述安装部设置为包括透镜卡檐和透镜卡槽，所述透镜卡檐与所述透镜卡槽均设置为两组，两组所述透镜卡檐相对应设置于所述透镜部的顶部的前后侧壁面上，两组所述透镜卡槽相对应设置于所述透镜部的顶部的左右侧壁面上。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)通过透镜主体和均光主体的配合，能够使得LED光源经过透镜主体的作用有效缩小其光束角，并在均光主体的辅助下，将由透镜主体出射的光线进行分解，以保证工矿灯的出射光线分布均匀，提高对LED光源的光线利用率。

(2)通过透镜主体的安装部，既能保证工矿灯二次配光时对透镜主体的良好设置，且其与透镜部的一体成型结构又简化了配光装配过程，而透镜部的反射面与透射面的结构设置则可对光源腔内LED光源发出的光线进行配光处理，其中，反射面的高度设置为11.80mm、顶端直径为21mm、底端直径为7.41mm的参数设置以及其沿轴线方向的截面面积由下至上逐渐增大的碗状设计，能够使得光源腔内LED光源发出的光线经该透镜部后的半角为20度，即该LED光源的光在空间中的分布情况为其法向0°与其二分之一最大发光强度值之间的夹角为20°，从而实现对LED光源光线的汇聚，使其发光角度变小，且避免眩光影响。

(3)通过均光主体顶壁与透镜部底壁之间的距离设置，并结合透镜部反射面部分的结构，能够进一步保证对透镜主体出射的光线进行分解，使得工矿灯的出射光线分布均匀。

(4)通过光源腔顶壁为向透镜部底部凸起的折射面、其侧壁顶部直径为5.59mm以及底部直径设置为7.12mm的结构及参数设置，能够辅助实现LED光源经该透镜主体配光后的半角为20度，以充分利用光束，保证工业厂房的照明效果。

附图说明

图1是现有工矿灯LED光源的光学配光曲线示意图。

图2是本实用新型工矿灯LED光源的光学配光曲线示意图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是图3的俯视结构示意图。

图5是图4中A-A向的剖视结构示意图。

图6是图4中B-B向的剖视结构示意图。

图7是图4的仰视结构示意图。

图8是图4的左视结构示意图。

图中：10-透镜主体，101-安装部，1011-透镜卡檐，1012-透镜卡槽，102-透镜部，1021-反射面，1022-透射面，103-光源腔，1031-折射面，20-均光主体。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图2-图8所示，一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，包括透镜主体10和均光主体20，均光主体20共轴线设置于透镜主体10的顶部，通过透镜主体10和均光主体20的配合，能够使得LED光源经过透镜主体10的作用有效缩小其光束角，并在均光主体20的辅助下，将由透镜主体10出射的光线进行分解，以保证工矿灯的出射光线分布均匀，提高对LED光源的光线利用率。

透镜主体10设置为包括安装部101、透镜部102和光源腔103，安装部101共轴线且一体成型设置于透镜部102的顶部，透镜部102位于安装部101下方的侧壁设置为反射面1021，且该透镜部102的顶壁设置为透射面1022，反射面1021沿其轴线方向的截面设置为呈碗状，且该反射面1021的顶部至其底部的距离设置为11.80mm，透射面1022的外壁面上共轴线且相配合设置均光主体20，光源腔103共轴线开设于透镜部102的底部。

反射面1021沿其轴线方向的截面面积由下至上逐渐增大，反射面1021连接安装部101下端的部分的直径设置为21mm，且该反射面1021的底部直径设置为7.41mm，通过透镜主体10的安装部101，既能保证工矿灯二次配光时对透镜主体10的良好设置，且其与透镜部102的一体成型结构又简化了配光装配过程，而透镜部102的反射面1021与透射面1022的结构设置则可对光源腔内LED光源发出的光线进行配光处理，其中，反射面1021的高度设置为11.80mm、顶端直径为21mm、底端直径为7.41mm以及其沿轴线方向的截面面积由下至上逐渐增大的碗状设计，能够使得光源腔103内LED光源发出的光线经该透镜部102后的半角为20度，即该LED光源的光在空间中的分布情况为其法向0°与其二分之一最大发光强度值之间的夹角为20°，从而实现对LED光源光线的汇聚，使其发光角度变小，且避免眩光影响。

均光主体20的顶壁至透镜部102的底壁的间距设置为13.30mm，通过均光主体20顶壁与透镜部102底壁之间的距离设置，并结合透镜部102反射面1021部分的结构，能够进一步保证对透镜主体10出射的光线进行分解，使得工矿灯的出射光线分布均匀。

光源腔103的顶壁设置为向透镜部102的底部凸起的折射面1031，光源腔103的侧壁的顶部直径设置为5.59mm，且该光源腔103的侧壁的底部直径设置为7.12mm，通过光源腔103的顶壁为向透镜部底部凸起的折射面1031、其顶壁的顶部直径为5.59mm以及底部直径设置为7.12mm的结构，能够辅助实现LED光源经该透镜主体10配光后的半角为20度，以充分利用光束，保证工业厂房的照明效果。

反射面1021的内壁面上设置全反射棱镜，透射面1022的内壁面上共轴线设置凸透镜，通过全反射棱镜与凸透镜的配合，能够对LED光源进行汇聚，使得工矿灯的发光角度变小，从而减小光损失、光浪费现象，以增加有效光，提升厂房工作面的照明条件。

均光主体20设置为复眼透镜，复眼透镜的顶壁的直径设置为21～22mm，且该复眼透镜上均匀布置若干组边长为0.23mm的正方形复眼模式(即Pattern)，通过复眼透镜可对经透镜主体出射的圆形光斑进行分解，以获得高的光能利用率，使得厂房工作面接收的光线更加均匀，复眼透镜实现均匀照明的原理为，当与光轴平行的光束通过第一块透镜后聚焦在第二块透镜的中心处，第一排复眼透镜将光源形成多个光源像进行照明，第二排复眼透镜的每个小透镜将第一排复眼透镜对应的小透镜重叠成像于照明面上。由于第一排复眼透镜将光源的整个宽光束分为多个细光束照明，且每个细光束范围内的微小不均匀性由于处于对称位置细光束的相互叠加，使细光束的微小不均匀性获得补偿，从而使整个孔径内的光能量得到有效均匀的利用。从第二排复眼透镜的出射的光斑通过聚光镜聚焦在照明屏上，这样，照明屏上光斑的每一点均受到光源所有点发出的光线照射，同时，光源上每一点发出的光束又都交会重叠到照明光斑上的同一视场范围内，所以得到一个均匀的方形光斑。

安装部101设置为包括透镜卡檐1011和透镜卡槽1012，透镜卡檐1011与透镜卡槽1012均设置为两组，两组透镜卡檐1011相对应设置于透镜部102的顶部的前后侧壁面上，两组透镜卡槽1012相对应设置于透镜部102的顶部的左右侧壁面上，其中，透镜卡檐1011的直径设置为23.60mm，宽度设置为8mm，且其厚度设置为1.50mm，透镜卡槽1012的长度设置为0.36mm，宽度设置为3.49mm，且其深度设置为0.60mm，通过透镜卡檐1011和透镜卡槽1012使得透镜主体10良好设置于工矿灯的安装支架中，且其尺寸规格参数的设置，能够与透镜部102与光源腔103的结构参数相配合，以保证对其光源腔内LED光源的配光效果。

使用本实用新型提供的厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，能够有效缩小工矿灯的光束角，并可对其LED光源的出射光线进行分解，以保证工矿灯的出射光线分布均匀，提高对LED光源的光线利用率，且避免眩光影响。当该光学透镜用于型号为Philips LUXEON M封装大功率LED为照明光源(即光源为朗伯型光源)的配光时，先通过透镜主体10的安装部101，使得整个光源部分固设于工矿灯的安装座上，然后将该LED光源共轴线设置于透镜主体10的光源腔103中，则可实现此时工矿灯的发光角度为20°，且其出射光线分布均匀，从而避免光损失、光浪费现象，使得光束角变小，有效光增加，以提升厂房工作面的照明条件。

具体地，该光学透镜对上述LED光源的配光过程为，由LED光源发出的光线通过光源腔103的侧壁和顶壁折射面1031进入透镜部102，进入光线再在透镜部102的反射面1021的全反射棱镜与透射面1022内壁面凸透镜的共同作用下，使得LED光源的光在空间中的分布情况为其法向0°与其二分之一最大发光强度值之间的夹角为20°，从而实现对LED光源光线的汇聚，使其发光角度变小，且避免眩光影响，然后由透射面102出射的光线再在均光主体20的复眼透镜的辅助下，对经透镜主体10出射的圆形光斑进行分解，以获得高的光能利用率，使得厂房工作面接收的光线更加均匀。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，其特征在于：所述厂房工矿灯用20度半角的光学透镜包括透镜主体和均光主体，所述均光主体共轴线设置于所述透镜主体的顶部；

所述透镜主体设置为包括安装部、透镜部和光源腔，所述安装部共轴线且一体成型设置于所述透镜部的顶部，所述透镜部位于所述安装部下方的侧壁设置为反射面，且该透镜部的顶壁设置为透射面，所述反射面沿其轴线方向的截面设置为呈碗状，且该反射面的顶部至其底部的距离设置为11.80mm，所述透射面的外壁面上共轴线且相配合设置所述均光主体，所述光源腔共轴线开设于所述透镜部的底部；

所述反射面沿其轴线方向的截面面积由下至上逐渐增大，所述反射面连接所述安装部下端的部分的直径设置为21mm，且该反射面的底部直径设置为7.41mm；

所述均光主体的顶壁至所述透镜部的底壁的间距设置为13.30mm。

2.根据权利要求1所述的厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，其特征在于：所述光源腔的顶壁设置为向所述透镜部的底部凸起的折射面，所述光源腔的侧壁的顶部直径设置为5.59mm，且该光源腔的侧壁的底部直径设置为7.12mm。

3.根据权利要求1所述的厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，其特征在于：所述反射面的内壁面上设置全反射棱镜，所述透射面的内壁面上共轴线设置凸透镜。

4.根据权利要求1所述的厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，其特征在于：所述均光主体设置为复眼透镜，所述复眼透镜的顶壁的直径设置为21～22mm。

5.根据权利要求1所述的厂房工矿灯用20度半角的光学透镜，其特征在于：所述安装部设置为包括透镜卡檐和透镜卡槽，所述透镜卡檐与所述透镜卡槽均设置为两组，两组所述透镜卡檐相对应设置于所述透镜部的顶部的前后侧壁面上，两组所述透镜卡槽相对应设置于所述透镜部的顶部的左右侧壁面上。