CN209893316U - 一种基于反光杯体的高光效变焦透镜及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于反光杯体的高光效变焦透镜及灯具，包括反光杯体，所述反光杯体的底部设有安装底板，所述安装底板位于所述反光杯体中，所述安装底板的下端面为入光面，所述安装底板的上端面上设有主透镜体和若干个辅透镜体，所述若干个辅透镜体环形分布在所述主透镜体的外侧，所述辅透镜体的出光面为第二出光面，所述第二出光面呈圆弧外凸状，所述反光杯体、主透镜体和若干个辅透镜体一体化成型。本实用新型通过设置反光杯体、主透镜体和辅透镜体并将三者一体化结合，结构简单，有效提高聚光效果和出光率，减少光损，提高散热效率。

Description

一种基于反光杯体的高光效变焦透镜及灯具

技术领域

本实用新型涉及光学透镜领域，更涉及一种基于反光杯体的高光效变焦透镜及灯具。

背景技术

现有的LED灯具一般包括有铝基板、LED灯珠、反光杯、透镜以及透光罩等结构，其中，反光杯与透镜为相互独立的两个部件，装配时，透镜与反光杯两者往往通过卡装的方式装配于一起，由于存在装配间隙，透镜与反光杯很难保证精确的同轴度，即出光角度很难控制，产品稳定性较差。此外，正是由于反光杯和透镜相互独立，在LED灯具生产加工过程中，反光杯和透镜分别各采用一套模具制备而成，模具制造成本高且加工程序多。

现有的光学灯具领域中，大多使用两种透镜，分别是蛙眼变焦透镜和菲涅尔透镜。蛙眼变焦透镜的出光率较高，光损较小，但是散热效率低。蛙眼变焦透镜的下部设有进光孔，光源设置在所述进光孔内部，光源发出的光束全部包括在进光孔内，光源发出的热量需要通过在光源的下方设置导热柱来传导进行散热，所述导热柱用于传导热量到外壳，进行散热。但是在整个散热的过程中，导热柱、底座和外壳加起来的热阻大，散热效率低，同时在生产和装配加工过程中装配导热柱程序多，成本高。菲涅尔透镜轻薄，散热效率高，但是出光率不高，成像范围小，成像质量不理想。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于反光杯体的高光效变焦透镜及灯具，提高光的利用率，减少副光斑，提高散热效率。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，包括反光杯体，所述反光杯体的底部设有安装底板，所述安装底板位于所述反光杯体中，所述安装底板的下端面为入光面，所述安装底板的上端面上设有主透镜体和若干个辅透镜体，所述若干个辅透镜体环形分布在所述主透镜体的外侧，所述辅透镜体的出光面为第二出光面，所述第二出光面呈圆弧外凸状，所述反光杯体、主透镜体和若干个辅透镜体一体化成型。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主透镜体的出光面为第一出光面，所述第一出光面为菲涅尔透镜的出光面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主透镜体的出光面为第一出光面，所述第一出光面呈圆弧外凸状。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一出光面为珠面或磨砂面或镜面或圈纹面中任一种。

作为上述技术方案的进一步改进，所述辅透镜体的焦距大于所述主透镜体的焦距。

作为上述技术方案的进一步改进，所述入光面和第二出光面分别为珠面或磨砂面或镜面或圈纹面中任一种。

作为上述技术方案的进一步改进，所述反光杯体的外侧壁设有电镀膜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述反光杯体、主透镜体和辅透镜体的材质均为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

一种灯具，包括如上所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高光效变焦透镜的入光面下方设有底座，所述底座上设有第一光源，所述第一光源的外侧环形分布有若干个第二光源，所述第一光源位于所述主透镜体的正下方，与所述主透镜体对应设置，所述第二光源位于所述辅透镜体的正下方，与所述辅透镜体对应设置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置反光杯体、主透镜体和辅透镜体并将三者一体化结合，结构简单，有效提高聚光效果和出光率，减少光损，提高散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是实施例1的高光效变焦透镜的剖视图；

图2是实施例1的高光效变焦透镜的俯视图；

图3是包括实施例1中高光效变焦透镜的灯具的剖视图；

图4是现有技术中的蛙眼变焦透镜的剖视图；

图5是实施例2的高光效变焦透镜的剖视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参照图1至图3，一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，包括反光杯体100，所述反光杯体100的底部设有安装底板103，所述安装底板103位于所述反光杯体100中，所述安装底板103的下端面为入光面104，所述安装底板103的上端面上设有主透镜体105和若干个辅透镜体106，所述若干个辅透镜体106环形分布在所述主透镜体105的外侧，所述反光杯体100、主透镜体105和若干个辅透镜体106一体化成型。

所述反光杯体100呈杯状。所述反光杯体100和所述主透镜体105同轴设置。

进一步作为优选的实施方式，所述主透镜体105与所述辅透镜体106的焦距不相同。所述辅透镜体106的焦距大于所述主透镜体105的焦距。

进一步作为优选的实施方式，所述主透镜体105的出光面为第一出光面107，所述辅透镜体106的出光面为第二出光面108，所述第一出光面107和第二出光面108均呈圆弧外凸状。

所述主透镜体105和辅透镜体106均为凸透镜，主要用于会聚光线。

除此之外还包括一种灯具，包括如上所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜。

进一步作为优选的实施方式，所述基于反光杯体的高光效变焦透镜的入光面104下方设有底座200，所述底座200上设有第一光源201，所述第一光源201的外侧环形分布有若干个第二光源202，所述第一光源201位于所述主透镜体105的正下方，与所述主透镜体105对应设置，所述第二光源202位于所述辅透镜体106的正下方，与所述辅透镜体106对应设置。

本实施例的工作过程：

第一光源201设置所述主透镜体105的正下方，所述若干个第二光源202分别一一对应设置在所述若干个辅透镜体106的正下方，所述第一光源201和若干个第二光源202发出的光束透过入光面104进入所述高光效变焦透镜，一部分光束透过所述主透镜体105和辅透镜体106，所述主透镜体105和辅透镜体106对射入的光束进行聚光，改变光束的方向，射出平行光束，一部分的光束射入反光杯体100，由反光杯体100的内部曲面反射后的反射光，一部分反射光进入主透镜体105或辅透镜体106，然后从主透镜体105的第一出光面107或辅透镜体106的第二出光面108射出，另一部分反射光直接从所述反光杯体100的内侧壁102射出。

为了降低光损，所述若干个辅透镜体106的焦距大于所述主透镜体105，凸透镜的焦距越大，聚光效果越好，提高出光效果。

通过设置主透镜体105、若干个辅透镜体106和反光杯体100的结合使用，有效提高聚光效果，提高出光效率。

本实施例中，第一光源201可为白光光源或RGB光源，所述若干个第二光源202一部分为红外线光源，一部分为紫外线光源，有效模拟太阳灯的光谱，成本较低，光照度高。

实施例2中，与实施例1的区别在于所述第一光源201为复合光源，通过使用复合光源有效调节色温。

所述第一光源201的功率大于所述第二光源202。

参考图4，现有技术中常用的变焦透镜有蛙眼变焦透镜，蛙眼变焦透镜的下部设有进光孔，光源需要设置在进光孔内的导热柱203上，通过导热柱203对进光孔内的热量进行导热。为了使光源靠近进光孔的顶部的入光面104实现变焦，所述光源需要设置在导热柱203上，而不能直接设置在底座200上，所述导热柱203用于将热量传导给底座200和外壳，在整个散热的过程中，导热柱203、底座200和外壳加起来的热阻大，散热效率低。

所述光源为LED灯珠。

通过实验检测位于导热柱203上的30W的LED灯珠的负极焊盘温度，经过多组检测实验，最终得出位于导热柱203上的30W的LED灯珠的负极焊盘温度在90℃～100℃，散热效率低，散热性能不及格。

在照明技术领域中，LED灯珠的负极焊盘温度一般要求小于85℃，当LED灯珠的负极焊盘温度低于85℃才算是散热合格。

而本实施例的基于反光杯体的高光效变焦透镜的下部不设有进光孔，光源可直接设置在光变焦透镜的下底面的下方的底座200上，不需要通过导热柱203进行导热，减低热阻，有效提高散热效率。

通过实验检测固定设置在底座200上且位于基于反光杯体的高光效变焦透镜下方的30W的LED灯珠的负极焊盘温度，经过多组检测实验，最终得出固定设置在底座200上且位于基于反光杯体的高光效变焦透镜下方的30W的LED灯珠的负极焊盘温度在72℃-82℃，很大程度提高了散热效率，提高散热性能，散热合格。

同时本实施例基于反光杯体的高光效变焦透镜结构简单，将反光杯体100、主透镜体105和辅透镜体106一体化结合，可以通过一套模具即可生产出，节省成本，同时在装配工序上简便很多，提高加工效率。

本实用新型通过将反光杯体100、主透镜体105和辅透镜体106一体化结合，结构简单，有效提高聚光效果和出光率，减少光损，提高散热效率。

进一步作为优选的实施方式，所述入光面104、第一出光面107和第二出光面108分别为珠面或磨砂面或镜面或圈纹面中任一种。

所述入光面104、第一出光面107和第二出光面108的常规结构为镜面，但是镜面没有经过其他的处理的话，光线经过基于反光杯体的高光效变焦透镜射出，有可能存在黄圈、色散的问题。本实施例中所述入光面104、第一出光面107和第二出光面108分别为珠面或磨砂面或镜面或圈纹面中任一种时，光束经过珠面、磨砂面、镜面或圈纹面中任一种后，使得光斑更加均匀，可以减少黄圈和色散。

进一步作为优选的实施方式，所述反光杯体100的外侧壁101设有电镀膜。

进一步作为优选的实施方式，所述反光杯体100、主透镜体105和辅透镜体106的材质均为聚碳酸酯。

进一步作为优选的实施方式，所述反光杯体100、主透镜体105和辅透镜体106的材质均为聚甲基丙烯酸甲酯。

所述高光效变焦透镜整体透明，在反光杯体100的外侧壁101镀覆有一层均匀分布的电镀层，而穿透入光面104而没有透过主透镜体105和辅透镜体106的光束由反光杯体100的内部曲面反射进入至透主透镜体105或辅透镜体106内，或者直接从反光杯体100的内侧壁102射出。上述光线路径设计能够有效地降低光损、提高出光率并避免眩光现象。

本实施例将电镀层镀覆于反光杯体100的外侧壁101能够简化电镀工艺并降低加工成本，另外，可以通过改变反光杯体100的内部曲面的曲率参数来调整出光角度。除了可以在反光杯体100的外侧壁101镀覆有一呈均匀分布的电镀层，还可以把反光杯体100的外侧壁101设计成光滑面结构，当然也可以于反光杯体100的外侧壁101设置呈均匀分布的鱼鳞面，其中，鱼鳞面可以设计成六棱面形状、四棱面形状、方形面形状、钻石面形状或者其他形状结构，穿透反光杯体100的光线由反光杯体100的内部曲面反射后，从透反光杯体100的内侧壁102射出或射入主透镜体105或辅透镜体106，设有鱼鳞面，可以把非准直的光线打散，使得光斑更加均匀，可以减少黄圈和色散，可以根据需要，在反光杯体100的外侧壁101设置呈均匀分布的鱼鳞面，在鱼鳞面的外侧再镀覆有一呈均匀分布的电镀层。

所述反光杯体100、主透镜体105和辅透镜体106可以由透明状的PC(聚碳酸酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制成，其中，聚碳酸酯具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广，高度透明性，电气特性优，折射率高，聚甲基丙烯酸甲酯，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异的品种。

所述灯具散热效率和出光率较高，降低光损，实现均匀分布的光斑。同时灯具中不需要设置导热柱203，有效降低成本和减少装配工序。

参考图5，实施例2，与实施例1的唯一区别点在于所述主透镜体105，所述主透镜体105的出光面为第一出光面107，所述第一出光面107为菲涅尔透镜的出光面，所述菲涅尔透镜的出光面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为圆形，所述第二区域上设有若干个半径由小到大的环状凸纹，所有的环状凸纹同圆心设置，所述第一区域可为凸面或平面。所述主透镜体105用于对光线进行聚光，提高出光率。

第一光源201和第二光源202发出的光线透过主透镜体105后，主透镜体105对射入的光线进行会聚，聚光后的光线从第一出光面射出。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：包括反光杯体，所述反光杯体的底部设有安装底板，所述安装底板位于所述反光杯体中，所述安装底板的下端面为入光面，所述安装底板的上端面上设有主透镜体和若干个辅透镜体，所述若干个辅透镜体环形分布在所述主透镜体的外侧，所述辅透镜体的出光面为第二出光面，所述第二出光面呈圆弧外凸状，所述反光杯体、主透镜体和若干个辅透镜体一体化成型。

2.根据权利要求1所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述主透镜体的出光面为第一出光面，所述第一出光面为菲涅尔透镜的出光面。

3.根据权利要求1所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述主透镜体的出光面为第一出光面，所述第一出光面呈圆弧外凸状。

4.根据权利要求3所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述第一出光面为珠面或磨砂面或镜面或圈纹面中任一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述辅透镜体的焦距大于所述主透镜体的焦距。

6.根据权利要求1所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述入光面和第二出光面分别为珠面或磨砂面或镜面或圈纹面中任一种。

7.根据权利要求1所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述反光杯体的外侧壁设有电镀膜。

8.根据权利要求1所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜，其特征在于：所述反光杯体、主透镜体和辅透镜体的材质均为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

9.一种灯具，其特征在于：包括如权利要求1至8中任一项所述的一种基于反光杯体的高光效变焦透镜。

10.根据权利要求9所述的一种灯具，其特征在于：所述高光效变焦透镜的入光面下方设有底座，所述底座上设有第一光源，所述第一光源的外侧环形分布有若干个第二光源，所述第一光源位于所述主透镜体的正下方，与所述主透镜体对应设置，所述第二光源位于所述辅透镜体的正下方，与所述辅透镜体对应设置。

Images