[發明專利]一種聚光透鏡及使用該聚光透鏡的燈具

有效

• 申請號: 201010241941.6
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101893200A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 周明杰;羅英達
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21S2/00;F21V17/00;F21Y101/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

【技術領域】

本發明涉及一種透鏡，尤其涉及一種適用于LED光源的聚光透鏡以及使用該聚光透鏡的燈具。

【背景技術】

隨著制造科技和半導體技術的發展，LED光源以其耗電少、亮度強日益成為傳統光源的替代品。

但是，LED光源受本身特性所限，輻射角度很大，容易擴散。在使用LED光源時需要對其進行聚光。

目前，對LED光源的聚光方式一般采用拋物面的反光杯，但是這種方式要實現發光角非常小(如發光角小于5度)需要將反光杯尺寸做得比較大，否則LED光源發光角較小的光線無法被利用，導致LED光源最終的發光角較大，同時浪費大量的制造材料。也有采用凸透鏡對LED光源進行聚光的，但這種方式LED發光角較大的光線無法被利用，對LED光源光通量的利用率比較低，最終導致燈具的光效利用率太低。

【發明內容】

有鑒于此，有必要提供一種充分利用LED光源光線，發光角小于5度的聚光透鏡以及使用該聚光透鏡的燈具。

一種聚光透鏡，所述聚光透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，直徑較小的第一端面中部向內凹陷形成一用于適配容置LED光源的光源容置腔，直徑較大的第二端面中部向內凹陷形成凸面朝向第二端面的凸球面，聚光透鏡的側壁為全反射面，所述圓臺型透鏡的母線為拋物線，所述光源容置腔為半球型容置腔，所述光源容置腔球心與LED光源中心以及所述母線焦點重合。

優選的，所述光源容置腔表面為供光源光線入射到所述聚光透鏡的半球面。

優選的，所述凸球面半徑為R，且滿足：

1/R＝1/[2(n-1)L]，

其中，L為凸球面的球面頂點到LED光源中心距離，n為聚光透鏡折射率。

優選的，所述母線焦距大于等于所述光源容置腔的球面半徑。

優選的，所述光源容置腔球面半徑為2.45mm，所述折射率n為1.59，所述凸球面的球面頂點到光源中心距離L為14mm，所述凸球面半徑R為8.25mm，所述母線焦距為3.5mm。

優選的，所述聚光透鏡的材質采用聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯。

一種包括上述所述聚光透鏡的燈具。

優選的，所述燈具包括三個同一水平分布，規則設置的聚光透鏡。

優選的，所述每一個聚光透鏡獨立的對應一個LED光源。

上述聚光透鏡以及使用該聚光透鏡的燈具，第一端面中部向內凹陷形成光源容置腔，第二端面中部向內凹陷形成凸面朝向第二端面的凸球面，側壁為全反射面，圓臺型透鏡的母線為拋物線，光源容置腔為半球型容置腔，且球心與光源中心和母線焦點重合，從而對LED光源任意角度的光線進行聚光，控制聚光透鏡出射光線發光角小于5度，充分利用LED光源光線，極大的提高了對LED光源光線的利用率，大大增強了對光線的聚光效果。

【附圖說明】

圖1是一個實施例中聚光透鏡結構剖面圖；

圖2是一個實施例中聚光透鏡結構俯視圖；

圖3是一個實施例中聚光透鏡結構側視圖；

圖4是一個實施例中聚光透鏡原理圖；

圖5是一個實施例中聚光透鏡出射光線配光曲線示意圖；

圖6是一個實施例中燈具結構示意圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述。

該聚光透鏡為以透鏡光軸對稱的圓臺型透鏡，直徑較小的第一端面中部向內凹陷形成一個用于適配容置LED光源的光源容置腔，直徑較大的第二端面中部向內凹陷形成凸面朝向第二端面的凸球面，聚光透鏡的側壁為全反射面，圓臺型透鏡的母線為拋物線，該母線繞透鏡光軸旋轉360度形成聚光透鏡的側壁，光源容置腔為半球型容置腔，其球心與LED光源中心以及母線焦點重合。

圖1是一個實施例中聚光透鏡結構剖面圖。圖2是一個實施例中聚光透鏡結構俯視圖。圖3是一個實施例中聚光透鏡結構側視圖。結合圖1和圖3，該聚光透鏡為圓臺型透鏡，包括第一端面100、第二端面200以及連接第一端面100和第二端面200的側壁300。

第一端面100中部向內凹陷形成光源容置腔110。該實施例中，光源容置腔110為半球型容置腔。LED光源光線經光源容置腔110的半球面111入射進聚光透鏡。光源容置腔110球面半徑為R₁，大小根據LED光源的具體尺寸確定。光源容置腔110球心與LED光源中心重合。