CN106352255A - 一种点状聚光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚光技术领域，特别涉及一种点状聚光装置，包括发光装置、聚光透镜和导光透镜，所述聚光透镜安装于所述发光装置上方，所述导管透镜安装于所述聚光透镜上，所述聚光透镜和所述导光透镜为旋转体，且所述聚光透镜和所述导光透镜的中心轴线为同一直线，所述导光透镜包括导光盘及与所述导光盘连接为一体的导光柱，所述发光装置发出的光依次通过所述聚光透镜和所述导光透镜成点状均匀的导出。本发明通过发光装置、聚光透镜和导光透镜的配合，能让功率相对小的发光元件达到高照射度和高均匀性的效果，同时本发明由非常简单的零部件组合而成，可大幅度降低成本。

Description

一种点状聚光装置
技术领域
本发明属于聚光技术领域，特别涉及一种点状聚光装置。
背景技术
在工业使用的光源领域，为了获得良好的光照度，通常需要将发光体发出的光线聚集为点状，但是现有的点状聚光装置对光照的聚集效果(即光的利用效率)比较差，导致光照度不够，而且在点状聚光装置照射的目标区域会出现光的照射度不均匀的现象。因此，为了解决光源光照度不够的情况，一般采用增加发光元件(比如LED元件)使用功率的方法，使得LED元件处于满负荷或者接近满负荷的工作状态，然而在这样的工作状态下，LED元件使用寿命会显著降低，而且照射度不均匀的问题依然没有很好的解决；为了解决照射度不均匀的问题，可以在光线射出的位置增加一层可使光均匀散射的膜状零部件，提高一些照射度均匀性，但是增加此种膜状零部件会使光的透过率降低，减小了光的照射度。所以，现有技术中聚光装置光的高照射度和高均匀性是不可兼得的。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种点状聚光装置，使得聚光装置具兼具有高照射度和高均匀性的特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种点状聚光装置，包括发光装置、聚光透镜和导光透镜，所述聚光透镜安装于所述发光装置，所述导管透镜安装于所述聚光透镜，所述聚光透镜和所述导光透镜为旋转体，且所述聚光透镜和所述导光透镜的中心轴线为同一直线，所述导光透镜包括导光盘及与所述导光盘连接为一体的导光柱，所述导光盘的底部设置有第一折射曲面，所述发光装置发出的光依次通过所述聚光透镜和所述导光透镜成点状导出。
作为本发明所述的点状聚光装置的一种改进，所述聚光透镜包括聚光本体及设置于所述聚光本体顶部的聚光盘，所述聚光盘与所述导光盘对接，所述聚光本体设置有第二折射曲面、环形折射面和反射面，所述第二折射曲面和所述环形折射面组合形成一聚光槽。
作为本发明所述的点状聚光装置的一种改进，所述第一折射曲面和所述第二折射曲面均符合二次曲面公式：其中，K为二次曲面系数，R为曲率半径，C2＝X2+Y2，X、Y、Z是以曲面顶点为坐标原点的坐标。
作为本发明所述的点状聚光装置的一种改进，所述第一折射曲面的曲面系数为-2±0.1，曲率半径为6.8～19mm，所述第二折射曲面的曲面系数为-2.9±0.58，曲率半径为1.2～4mm。
作为本发明所述的点状聚光装置的一种改进，所述第一折射曲面的曲率半径为8±0.4mm，所述第二折射曲面的曲率半径为3±0.15。
作为本发明所述的点状聚光装置的一种改进，所述发光装置包括PCB基板及设置于所述PCB基板的发光元件，所述发光元件安装于所述聚光透镜内。
本发明的有益效果在于：本发明包括发光装置、聚光透镜和导光透镜，所述聚光透镜安装于所述发光装置上方，所述导管透镜安装于所述聚光透镜上，所述聚光透镜和所述导光透镜为旋转体，且所述聚光透镜和所述导光透镜的中心轴线为同一直线，所述导光透镜包括导光盘及与所述导光盘连接为一体的导光柱，所述导光盘的底部设置有第一折射曲面，所述发光装置发出的光依次通过所述聚光透镜和所述导光透镜成点状均匀的导出。本发明通过发光装置、聚光透镜和导光透镜的配合，提高了光照的利用率，以功率相对小的发光元件实现了高照射度，同时，通过独特的光路设计，实现了高均匀性，而且本发明由非常简单的零部件组合而成，可以大幅度降低成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的光线聚焦的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1和2所示，一种点状聚光装置，包括发光装置1、聚光透镜2和导光透镜3，聚光透镜2安装于发光装置1，导管透镜安装于聚光透镜2，聚光透镜2和导光透镜3为旋转体，且聚光透镜2和导光透镜3的中心轴线为同一直线，发光装置1发出的光依次通过聚光透镜2和导光透镜3导出，导光透镜3包括导光盘31及与导光盘31连接为一体的导光柱32，导光柱32为圆柱结构，导光盘31的底部设置有第一折射曲面33。
优选地，聚光透镜2包括聚光本体21及设置于聚光本体21顶部的聚光盘22，聚光盘22与导光盘31对接，聚光本体21设置有第二折射曲面23、环形折射面24和反射面25，第二折射曲面23和环形折射面24组合形成一聚光槽26。
优选地，第一折射曲面33和第二折射曲面23均符合二次曲面公式：其中，K为二次曲面系数，R为曲率半径，C2＝X2+Y2，X、Y、Z是以曲面顶点为坐标原点的坐标。第一折射曲面33的曲面系数为-2±0.1曲率半径为6.8～19mm，第二折射曲面23的曲面系数为-2.9±0.58，曲率半径为1.2～4mm。具体地，第一折射曲面33曲率半径为8±0.4mm，第二折射曲面23的曲率半径为3±0.15mm。
优选地，发光装置1包括PCB基板11及设置于PCB基板11的发光元件12，发光元件12安装于聚光透镜2内，发光元件12为LED发光元件。
使用时，发光元件12发出的光通过聚光透镜2的折射和反射后再经过导光透镜3将发出的光全部引导出去，提高了光照的利用率，从而使得本发明能够达到很高的照射度，同时，通过对聚光透镜和导光透镜独特的设计，提升了光照的均匀性。发光元件12发出的可以利用的光是向四周发散的，由于聚光透镜2和导光透镜3为旋转体结构，所以发光元件12发出的任意方向的光都会经过环形折射面24折射到反射面25，然后再经过反射面25反射到聚光盘22，最后经过第一折射曲面33的折射集中汇聚到导光柱32内，最后通过导光柱32的引导形成点状的光束照射出去，达到所需要的高照射度和高均匀性的光的效果。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种点状聚光装置，其特征在于：包括发光装置、聚光透镜和导光透镜，所述聚光透镜安装于所述发光装置上方，所述导光透镜安装于所述聚光透镜上，所述聚光透镜和所述导光透镜为旋转体，且所述聚光透镜和所述导光透镜的中心轴线为同一直线，所述导光透镜包括导光盘及与所述导光盘连接为一体的导光柱，所述导光盘的底部设置有第一折射曲面，所述发光装置发出的光依次通过所述聚光透镜和所述导光透镜导出。
2.根据权利要求1所述的点状聚光装置，其特征在于：所述聚光透镜包括聚光本体及设置于所述聚光本体顶部的聚光盘，所述聚光盘与所述导光盘对接，所述聚光本体设置有第二折射曲面、环形折射面和反射面，所述第二折射曲面和所述环形折射面组合形成一聚光槽。
3.根据权利要求2所述的点状聚光装置，其特征在于：所述第一折射曲面和所述第二折射曲面均符合二次曲面公式：其中，K为二次曲面系数，R为曲率半径，C2＝X2+Y2，X、Y、Z是以曲面顶点为坐标原点的坐标。
4.根据权利要求3所述的点状聚光装置，其特征在于：所述第一折射曲面的曲面系数为-2±0.1、曲率半径为6.8～19mm，所述第二折射曲面的曲面系数为-2.9±0.058、曲率半径为1.2～4mm。
5.根据权利要求4所述的点状聚光装置，其特征在于：所述第一折射曲面的曲率半径为8±0.4mm，所述第二折射曲面的曲率半径为3±0.15mm。
6.根据权利要求1所述的点状聚光装置，其特征在于：所述发光装置包括PCB基板及设置于所述PCB基板的发光元件，所述发光元件安装于所述聚光透镜内。
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