CN210624441U - 一种聚光装置及一种灯具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种聚光装置及一种灯具。该聚光装置用于对发光元件进行聚焦，其特征在于，聚光装置包括：光束控制构件和透镜，光束控制构件的第一对称轴和透镜的第二对称轴重合，光束控制构件和透镜用于依次接收发光元件发出的光线，光束控制构件用于对光线进行第一次聚焦，透镜用于对光线进行第二次聚焦；光束控制构件包括依次连接的第一入射面、全反射面和第一出射面，第一入射面朝向透镜内凹，全反射面朝向第一对称轴外凸，第一出射面朝向透镜外凸，至少发光元件的中心发出的光在经过全反射面时，全反射至第一出射面。本实用新型的聚光装置能够实现在小空间下灯具的小角度出光，以提高光的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学的技术领域，特别是涉及一种聚光装置及一种灯具。
背景技术
聚光装置主要通过反光杯或者凸透镜进行聚光。反光杯的聚光原理是通过抛物线反光曲面，使得位于焦点处的光源，发出来的光通过反光杯达到平行光的目的，该技术的缺点是反光杯杯口直径有限，使得大部分光没法反射利用，光利用率低。凸透镜的聚光形式有多种，例如球面凸透镜，缺点是透镜直径限制了光的利用率，使得光利用低。
因此迫切的需要重新设计一款聚光装置以提高光的利用率。
实用新型内容
本实用新型提供了一种聚光装置，该聚光装置用于对发光元件进行聚焦，聚光装置包括：光束控制构件和透镜，光束控制构件的第一对称轴和透镜的第二对称轴重合，光束控制构件和透镜用于依次接收发光元件发出的光线，光束控制构件用于对光线进行第一次聚焦，透镜用于对光线进行第二次聚焦；光束控制构件包括依次连接的第一入射面、全反射面和第一出射面，第一入射面朝向透镜内凹，全反射面朝向第一对称轴外凸，第一出射面朝向透镜外凸，至少发光元件的中心发出的光在经过全反射面时，全反射至第一出射面。
可选地，全反射面与发光元件中心的连线相对于第一对称轴的夹角范围为30度至50度。
可选地，光束控制构件的折射率为1.45至1.65。
可选地，光束控制构件的材质为亚克力或者玻璃。
可选地，第一入射面、全反射面和第一出射面均为弧面。
可选地，光束控制构件还包括底面，底面分别与第一入射面和全反射面连接。
可选地，光束控制构件还包括连接面，连接面分别与全反射面和第一出射面圆滑连接，以使全反射面、连接面和第一出射面构成一体的弧面。
可选地，聚光装置还包括装配件，装配件与光束控制构件连接，装配件用于固定光束控制构件。
可选地，透镜包括相互连接的第二入射面和第二出射面，第二入射面垂直于第二对称轴，第二出射面向远离光束控制构件的方向外凸。
本实用新型提供了一种灯具，该灯具包括发光元件和上述聚光装置，聚光装置用于对发光元件进行二次聚焦，以使灯具小角度出光。
本实用新型的有益效果如下：聚光装置可以包括光束控制构件和透镜，光束控制构件为轴对称件，光束控制构件具有第一对称轴，透镜为轴对称件，透镜具有第二对称轴，光束控制构件的第一对称轴和透镜的第二对称轴重合，发光元件安装于第一对称轴的轴向上。光束控制构件和透镜用于依次接收发光元件发出的光线，光束控制构件用于对光线进行第一次聚焦，透镜用于对光线进行第二次聚焦，从而实现在小空间下灯具的小角度出光，以提高光的利用率。
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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
图1是本实用新型提供的灯具的一实施例的截面示意图。
图2是本实用新型提供的聚光装置的一实施例的结构示意图。
图3是光强随发光角度变化的曲线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1和图2，图1是本实用新型提供的灯具100的一实施例的截面示意图，图2是本实用新型提供的聚光装置30的一实施例的结构示意图。
本实用新型提供了一种灯具100，该灯具100可以小角度出光，以实现远距离照明的目的。
本实用新型提供了的灯具100包括壳体10、发光元件20和聚光装置30，发光元件20和聚光装置30设置于壳体10中，发光元件20发射的光经过聚光装置30以实现聚焦的目的。发光元件20可以是LED灯珠，发光元件20也可以是高压钠灯、白炽灯、钨丝灯等等。聚光装置30的数量可以是一个，聚光装置30的数量也可以是多个。
聚光装置30可以包括光束控制构件31和透镜32，光束控制构件31为轴对称件，光束控制构件31具有第一对称轴311，透镜32为轴对称件，透镜32具有第二对称轴321，光束控制构件31的第一对称轴311和透镜32的第二对称轴321重合，发光元件20安装于第一对称轴311的轴向上。光束控制构件31和透镜32用于依次接收发光元件20发出的光线，光束控制构件31用于对光线进行第一次聚焦，透镜32用于对光线进行第二次聚焦，从而实现灯具100的小角度出光，以提高光的利用率。
光束控制构件31包括依次连接的第一入射面312、全反射面313和第一出射面314，第一入射面312朝向透镜32内凹，第一入射面312用于接收发光元件20所发出的光线，全反射面313朝向第一对称轴311外凸，全反射面313至少用于将发光元件20中心发出的光经全反射面时，全反射至第一出射面314，第一出射面314朝向透镜32外凸。发光元件20中心以外的区域所发出的光也可以在全反射面313的作用下全反射至第一出射面314。
为了使本领域技术人员对本申请的聚焦原理有更深刻的认识，以下以具体的光线广播进行讲解，但不对本申请所要保护的范围造成限制。
1：发光元件20通电发出的光线通过第一入射面312进入光束控制构件31中；2：进入光束控制构件31中的大角度入射光线照射至全反射面313上，并在全反射面313上发生全反射以汇聚至第一出射面314射出，进入光束控制构件31中的小角度光线直接从第一出射面314射出，从而通过光束控制构件31对发光元件20所发出的光进行第一次聚焦；3：从第一出射面314射出的光线进入透镜32中，透镜32对光线进行第二次聚焦，从而实现灯具100如图3所示的小角度出光的目的。图3是光强随发光角度变化的曲线图。
全反射面313与发光元件20中心的连线相对于第一对称轴311的夹角A范围为30度至50度，例如，30度、45度、50度。具体地，第一对称轴311上设置有基准点，基准点用于放置发光元件20，全反射面313的各个位置与基准点的连线相对于第一对称轴311的夹角A范围为30度至50度，从而对发光元件20中心发出的30度至50度的光线进行全反射至第一出射面314。
光束控制构件31的折射率为1.45至1.65，例如1.45、1.50、1.55、1.60或者1.65。光束控制构件31的材质可以是亚克力，光束控制构件31的材质也可以是玻璃。
在一实施例中，第一入射面312、全反射面313和第一出射面314均为弧面。进一步地，光束控制构件31还包括连接面315，连接面315分别与全反射面313和第一出射面314圆滑连接，以使全反射面313、连接面315和第一出射面314构成一体的弧面。当然，连接面315还可以与第一对称轴311平行。
可选地，光束控制构件31还包括底面316，底面316分别与第一入射面312和全反射面313连接，从而避免第一入射面312和全反射面313的连接处形成尖角。
透镜32包括相互连接的第二入射面322和第二出射面323，第二入射面322垂直于第二对称轴321，第二入射面322用于接收从第一出射面314射出的光线，第二出射面323向远离光束控制构件31的方向外凸，以用于对光线进行第二次聚焦。
聚光装置30还包括装配件33，装配件33与光束控制构件31连接，装配件33用于固定光束控制构件31，装配件33可以与壳体10连接粘接或者螺钉连接，从而将光束控制构件31固定。装配件33与光束控制构件31可以是一体结构，当然，装配件33与光束控制构件31也可以是两个不同的零件组装在一起。
以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种聚光装置，所述聚光装置用于对发光元件进行聚焦，其特征在于，所述聚光装置包括：光束控制构件和透镜，所述光束控制构件的第一对称轴和所述透镜的第二对称轴重合，所述光束控制构件和所述透镜用于依次接收所述发光元件发出的光线，所述光束控制构件用于对光线进行第一次聚焦，所述透镜用于对光线进行第二次聚焦；所述光束控制构件包括依次连接的第一入射面、全反射面和第一出射面，所述第一入射面朝向所述透镜内凹，所述全反射面朝向所述第一对称轴外凸，所述第一出射面朝向所述透镜外凸，至少所述发光元件的中心发出的光在经过所述全反射面时，全反射至所述第一出射面。
2.根据权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述全反射面与所述发光元件的中心连线相对于所述第一对称轴的夹角范围为30度至50度。
3.根据权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述光束控制构件的折射率为1.45至1.65。
4.根据权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述光束控制构件的材质为亚克力或者玻璃。
5.根据权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述第一入射面、所述全反射面和所述第一出射面均为弧面。
6.根据权利要求5所述的聚光装置，其特征在于，所述光束控制构件还包括底面，所述底面分别与所述第一入射面和所述全反射面连接。
7.根据权利要求5所述的聚光装置，其特征在于，所述光束控制构件还包括连接面，所述连接面分别与所述全反射面和第一出射面圆滑连接，以使所述全反射面、所述连接面和第一出射面构成一体的弧面。
8.根据权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述聚光装置还包括装配件，所述装配件与所述光束控制构件连接，所述装配件用于固定所述光束控制构件。
9.根据权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述透镜包括相互连接的第二入射面和第二出射面，所述第二入射面垂直于所述第二对称轴，所述第二出射面向远离所述光束控制构件的方向外凸。
10.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括发光元件和权利要求1至9任一项所述的聚光装置，所述聚光装置用于对所述发光元件进行二次聚焦，以使所述灯具小角度出光。
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