透鏡及具有該透鏡的照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種透鏡，其包括基座部及整形部，所述基座部包括相對平行的入光平面及第一平面，所述入光平面開設半球形凹槽，所述整形部位于所述第一平面上，所述整形部與基座部同軸設置，所述整形部包括曲面及四個第二平面，四個所述第二平面平行于所述透鏡的光軸，四個所述第二平面呈矩形環(huán)繞所述曲面，所述曲面與所述四個平面相交，光線經(jīng)所述曲面透射出矩形光斑，所述曲面與所述半球形凹槽同心。光線通過所述透鏡后產(chǎn)生矩形光斑，具有均勻光照場。另外，本發(fā)明提供一種具有所述透鏡的照明裝置。
【專利說明】透鏡及具有該透鏡的照明裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及照明領域，更涉及一種光學系統(tǒng)及采用該光學系統(tǒng)的照明裝置。
【背景技術】
[0002]LED (Light Emitting D1de,發(fā)光二極管)作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，隨著它的發(fā)光效率高，耗電量少，使用壽命長等優(yōu)點，LED在照明領域的應用也愈來愈廣。如在專用普通照明(手電筒、路燈)和特種照明(軍用照明燈、醫(yī)用手術燈)等。但由于LED光源為點光源，中心亮度較高，邊緣亮度較低，所以光斑呈圓形狀。但這種光斑在特殊的領域里并不適宜，所以需要對LED進行二次配光。
[0003]市場上的二次配光透鏡多以圓形光斑為主，并不適用于某種特定領域如醫(yī)療領域。因為圓形光斑銜接性不好，所以會產(chǎn)生光斑重疊處，浪費光能，產(chǎn)生光污染，對醫(yī)療過程產(chǎn)生不良的影響；另外圓形光斑會有“盲區(qū)”，容易遺漏治療“縫隙”。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有均勻光照，透射矩形光斑的透鏡。
[0005]一種透鏡，其包括基座部及整形部，所述基座部包括相對平行的入光平面及第一平面，所述入光平面開設半球形凹槽，所述整形部位于所述第一平面上，所述整形部與基座部同軸設置，所述整形部包括曲面及四個第二平面，四個所述第二平面平行于所述透鏡的光軸，四個所述第二平面呈矩形環(huán)繞所述曲面，所述曲面與所述四個平面相交，光線經(jīng)所述曲面透射出矩形光斑，所述曲面與所述半球形凹槽同心。
[0006]其中，四個所述第二平面呈正方形環(huán)繞所述曲面，光線經(jīng)所述曲面透射出方形光斑。
[0007]其中，所述基座部為圓柱形。
[0008]其中，所述基座部的直徑為3.669毫米，所述基座部的厚度為0.98毫米。
[0009]其中，所述曲面為自由曲面。
[0010]其中，所述透鏡厚度為2.5mm。
[0011]其中，所述半球形凹槽的半徑為0.5mm。
[0012]其中，所述第二平面為扇形平面。
[0013]其中，所述第二平面沿光軸方向上的拱高為1.132毫米，其中兩個所述第二平面的跨度為2.520毫米，另外兩個所述第二平面的跨度為2.666毫米。
[0014]一種照明裝置，其包括光源及上述的透鏡，所述光源位于所述半球形凹槽的球心處，且正對所述整形部發(fā)光。
[0015]相對于現(xiàn)有技術，光線通過所述整形部出射，實現(xiàn)了矩形光斑，且具有均勻的光照場。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明實施例提供的照明裝置的結構示意圖；
[0018]圖2是圖1所示照明裝置的另一視角的示意圖；
[0019]圖3是圖1所示照明裝置的透鏡的示意圖；
[0020]圖4是圖3所示透鏡的俯視圖；
[0021]圖5是圖1所示照明裝置的光路示意圖；
[0022]圖6是圖1所示照明裝置極坐標表示的配光曲線圖；
[0023]圖7是圖1所示照明裝置直角坐標表示配光曲線圖；
[0024]圖8是圖1所示照明裝置的光斑示意圖；
[0025]圖9是圖8所示照明裝置直角坐標表示配光曲線圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0027]請一并參閱圖1至圖3，本發(fā)明實施例提供一種照明裝置100，其包括光源10及一個透鏡20。本實施例中，所述光源10為發(fā)光二極管。當然，在其他實施方式中，所述光源10也可以是其他類型的光源。所述透鏡20材質為PC塑料(Polycarbonate聚碳酸酯)。當然，在其他實施方式中，所述透鏡20也可以采用玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，亞克力)等制成。
[0028]該透鏡10包括基座部11及整形部12。所述基座部11包括相對平行的入光平面Ila及第一平面11b，所述入光平面Ila開設半球形凹槽11c。本實施方式中，所述基座部11為圓柱形。所述光源10位于所述半球形凹槽Ilc的球心處，且正對所述整形部12發(fā)光。具體地，所述透鏡厚度H為2.5mm。所述基座部11的直徑為3.669毫米。所述基座部11的厚度Hl為0.98毫米。所述半球形凹槽Ilc的半徑R為0.5mm。當然，在其他實施方式中，所述基座部11也可以是棱柱、棱臺等軸對稱結構。
[0029]所述整形部12位于所述第一平面Ilb上，所述整形部12與基座部11同軸設置，所述整形部12包括曲面12a及四個第二平面12b，四個所述第二平面12b平行于所述透鏡20的光軸00’。四個所述第二平面12b呈矩形環(huán)繞所述曲面12a，所述曲面12a與所述四個平面12b相交，光線經(jīng)所述曲面12a透射出矩形光斑，所述曲面12a與所述半球形凹槽Ilc同心。為了獲得正方形光斑，四個所述第二平面12b呈正方形環(huán)繞所述曲面12a，光線經(jīng)所述曲面12a透射出方形光斑。具體地，所述曲面12為自由曲面，所述第二平面12b為扇形平面。所述第二平面12b沿光軸方向上的拱高H2為1.132毫米，其中兩個所述第二平面12b的跨度LI為2.520毫米，另外兩個所述第二平面12b的跨度L2為2.666毫米(請參見圖4)。
[0030]請參見圖5，使用時，該發(fā)光二極管光源10發(fā)出的光經(jīng)由所述半球形凹槽Ilc入射至所述透鏡10中，由“圓的切線必垂直于經(jīng)過切點的半徑定律”以及折射定律可知，光線經(jīng)所述半球形凹槽Ilc后傳輸方向不變。隨后光線再經(jīng)過所述曲面12后發(fā)生折射，產(chǎn)生方形均勻光斑。
[0031]圖6是所示照明裝置100采用極坐標表示的配光曲線圖，由該配光曲線圖可見該照明裝置100能夠實現(xiàn)夾角為40度的聚光照明。圖8是照明裝置100的光斑示意圖，圖9是照明裝置100采用直角坐標表示的配光曲線圖。圖8是照明裝置100在I米處遠的照度圖。由圖8可看出，所述透鏡10產(chǎn)生的光斑為方形均勻光斑。
[0032]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種透鏡，其包括基座部及整形部，所述基座部包括相對平行的入光平面及第一平面，所述入光平面開設半球形凹槽，所述整形部位于所述第一平面上，所述整形部與基座部同軸設置，所述整形部包括曲面及四個第二平面，四個所述第二平面平行于所述透鏡的光軸，四個所述第二平面呈矩形環(huán)繞所述曲面，所述曲面與所述四個平面相交，光線經(jīng)所述曲面透射出矩形光斑，所述曲面與所述半球形凹槽同心。
2.如權利要求1所述的透鏡，其特征在于，四個所述第二平面呈正方形環(huán)繞所述曲面，光線經(jīng)所述曲面透射出方形光斑。
3.如權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述基座部為圓柱形。
4.如權利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述基座部的直徑為3.669毫米，所述基座部的厚度為0.98毫米。
5.如權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述曲面為自由曲面。
6.如權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡厚度為2.5mm。
7.如權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述半球形凹槽的半徑為0.5mm。
8.如權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述第二平面為扇形平面。
9.如權利要求8所述的照明裝置，其特征在于，所述第二平面沿光軸方向上的拱高為1.132毫米，其中兩個所述第二平面的跨度為2.520毫米，另外兩個所述第二平面的跨度為2.666暈米。
10.一種照明裝置，其包括光源及如權利要求1-9任意一項所述的透鏡，所述光源位于所述半球形凹槽的球心處，且正對所述整形部發(fā)光。
【文檔編號】F21W131/20GK104075238SQ201310108665
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權日:2013年3月29日
【發(fā)明者】周明杰, 藍潔琳 申請人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司