一种大直径小光束角透镜及应用其的探照灯的制作方法

1.本实用新型涉及一种透镜及探照灯，更具体地说，涉及一种大直径小光束角透镜及应用其的探照灯。


背景技术：

2.透镜，是一种将各种光源发射的光线聚拢成一定光束角、形成特定光分布要求的器件，是各种高要求光照产品中最重要的零件。在探照灯等灯具中，需要小光束角来满足远距离照射要求，而透镜要聚拢形成很小的光束角，则须较大直径尺寸。影响透镜质量及使用效果的因素包含材料、曲面及形状设计、尺寸大小、加工精度、变形、透镜的安装定位及固定等。透镜材料一般是采用玻璃及透明的塑胶(如pc、pmma)等。由于天然玻璃的难加工性，目前一般是使用塑胶材料通过模具注塑成型。而大直径尺寸透镜注塑成型一直是个难点，变形很大不容易精确成型。另外，现有透镜的安装定位精度较差，容易松动，严重影响透镜的光线聚拢效果。led灯珠的性能和使用寿命受温度影响很大，在led灯珠上安装透镜后，现有透镜与led基板形成密闭空间，阻隔了led灯珠附近的空气流通，容易导致led散热效果变差。
3.基于现有透镜设计存在的上述问题，亟需对现有透镜的结构进行改进，以满足大直径小光束角透镜的成型精度和安装定位要求。


技术实现要素：

4.1.实用新型要解决的技术问题
5.本实用新型的目的在于克服现有大直径透镜存在成型精度较差、安装定位精度和稳定性差、以及对光源散热性能影响大等不足，提供一种大直径小光束角透镜及应用其的探照灯，采用本实用新型的技术方案，通过在透镜主体的出光面设置阶梯台阶工艺孔，使透镜主体的壁厚相对均匀，减小了透镜注塑成型时的变形，提高了透镜的制作精度，同时也减小了透镜的重量，降低了透镜制作的材料成本；另外，通过在透镜主体的安装定位面上设置两个固定螺钉孔和两个定位柱，在保证led灯珠与透镜对中性的同时，也保证了固定不松动，提高了透镜的安装定位精度和稳定性；通过导气槽能够使led光源产生的热量及时流通排走，改善了led光源的工作环境，有利于提高led光源的发光性能和使用寿命。
6.2.技术方案
7.为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
8.本实用新型的一种大直径小光束角透镜，由注塑工艺一体成型，包括透镜主体，所述的透镜主体具有喇叭状反射曲面，所述的透镜主体的后端设有光源孔，所述的光源孔内设有入光面，所述的透镜主体的前端设有出光面，所述的出光面上设有向透镜主体内侧设置的阶梯台阶工艺孔，所述的阶梯台阶工艺孔具有至少两个与透镜主体同轴设置的圆柱孔，且各个圆柱孔的直径由透镜主体的前端向后端依次减小，用以使透镜主体的壁厚相对均匀。
9.更进一步地，所述的透镜主体的后端设有安装定位面，所述的安装定位面上设有两个固定螺钉孔和两个定位柱。
10.更进一步地，两个所述的固定螺钉孔和两个所述的定位柱分别在透镜主体的安装定位面外周对称设置，且两个所述的固定螺钉孔和两个所述的定位柱呈“十”字交叉分布。
11.更进一步地，所述的安装定位面上还设有与光源孔相连通的导气槽。
12.更进一步地，所述的导气槽在安装定位面的环形周边均匀设有四个。
13.本实用新型的一种探照灯，具有上述的大直径小光束角透镜。
14.3.有益效果
15.采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
16.(1)本实用新型的一种大直径小光束角透镜，其由注塑工艺一体成型，包括透镜主体，透镜主体的出光面上设有向透镜主体内侧设置的阶梯台阶工艺孔，阶梯台阶工艺孔具有至少两个与透镜主体同轴设置的圆柱孔，且各个圆柱孔的直径由透镜主体的前端向后端依次减小，使透镜主体的壁厚相对均匀，减小了透镜注塑成型时的变形，提高了透镜的曲面制作精度，同时也减小了透镜的重量，降低了透镜制作的材料成本；
17.(2)本实用新型的一种大直径小光束角透镜，其透镜主体的后端设有安装定位面，安装定位面上设有两个固定螺钉孔和两个定位柱，在保证led灯珠与透镜对中性的同时，也保证了固定不松动，提高了透镜的安装定位精度和稳定性；
18.(3)本实用新型的一种大直径小光束角透镜，其两个固定螺钉孔和两个定位柱分别在透镜主体的安装定位面外周对称设置，且两个固定螺钉孔和两个定位柱呈“十”字交叉分布，使固定螺钉孔和定位柱交替均匀分布，进一步提高了透镜的安装精度和牢固性；
19.(4)本实用新型的一种大直径小光束角透镜，其安装定位面上还设有与光源孔相连通的导气槽，通过导气槽能够使led光源产生的热量及时流通排走，改善了led光源的工作环境，有利于提高led光源的发光性能和使用寿命；导气槽在安装定位面的环形周边均匀设有四个，更加便于形成空气对流，加速散热；
20.(5)本实用新型的一种应用上述大直径小光束角透镜的探照灯，由于透镜的制作精度和安装定位精度得到大幅提升，因此探照灯的发光效率也得到大幅提升，照射距离更远；并且，更加利于led光源的散热，提高了探照灯的性能稳定性和使用寿命。
附图说明
21.图1为本实用新型的一种大直径小光束角透镜的结构示意图。
22.示意图中的标号说明：
23.1、透镜主体；1-1、反射曲面；1-2、入光面；1-3、出光面；1-4、阶梯台阶工艺孔；2、安装定位面；3、固定螺钉孔；4、定位柱；5、导气槽。
具体实施方式
24.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。
25.图1为本实用新型的一种大直径小光束角透镜的侧视结构示意图。如图1所示，该大直径小光束角透镜，包括透镜主体1，透镜主体1具有喇叭状反射曲面1-1，即透镜主体1呈前大后小的曲面锥台结构，透镜主体1的后端设有光源孔，用于安装容纳led灯珠，光源孔内
设有入光面1-2，led光源发出的光线由入光面1-2进入透镜主体1，透镜主体1的前端设有出光面1-3，光线经过透镜的反射和折射后从出光面1-3射出。该大直径小光束角透镜，由注塑工艺一体成型，常见材质为pc(学名：聚碳酸酯)和pmma(学名：聚甲基丙烯酸甲酯)，由于注塑成型时易发生收缩变形而影响透镜的光学设计精度，因此本实用新型在出光面1-3上设有向透镜主体1内侧设置的阶梯台阶工艺孔1-4，该阶梯台阶工艺孔1-4具有至少两个与透镜主体1同轴设置的圆柱孔，且各个圆柱孔的直径由透镜主体1的前端向后端依次减小，用以使透镜主体1的壁厚相对均匀，进而减小透镜注塑成型时的变形，提高透镜的曲面制作精度，同时也减小了透镜的重量，降低了透镜制作的材料成本。
26.另外，透镜的安装精度也直接影响发光光束形态。如图1所示，本实用新型中，在透镜主体1的后端设有安装定位面2，安装定位面2上设有两个固定螺钉孔3和两个定位柱4，定位柱4能够保证灯珠与透镜的对中性，固定螺钉孔3能够保证固定不松动，提高了透镜的安装定位精度和稳定性。在本实用新型中，安装定位面2上还设有与光源孔相连通的导气槽5，通过导气槽5能够使led光源产生的热量及时流通排走，改善了led光源的工作环境，有利于提高led光源的发光性能和使用寿命。
27.本实用新型还公开了一种应用上述大直径小光束角透镜的探照灯，由于透镜的制作精度和安装定位精度得到大幅提升，因此探照灯的发光效率也得到大幅提升，照射距离更远；并且，更加利于led光源的散热，提高了探照灯的性能稳定性和使用寿命。
28.下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
29.[实施例1]
[0030]
结合图1所示，本实施例的一种大直径小光束角透镜，由注塑工艺一体成型，可采用高透光性的pc和pmma塑胶制作，其包括透镜主体1，透镜主体1具有喇叭状反射曲面1-1，反射曲面1-1根据透镜的光学要求进行设计，在透镜主体1的后端设有光源孔，该光源孔呈碗状结构，在光源孔内设有入光面1-2，透镜主体1的前端设有出光面1-3，出光面1-3可设计为平面，也可设计为曲面，具体可根据透镜的光学要求进行设计；在出光面1-3上设有向透镜主体1内侧设置的阶梯台阶工艺孔1-4，阶梯台阶工艺孔1-4具有至少两个与透镜主体1同轴设置的圆柱孔，且各个圆柱孔的直径由透镜主体1的前端向后端依次减小，用以使透镜主体1的壁厚相对均匀。各个圆柱孔的直径尺寸不同，圆柱孔的深度尺寸可以相同，也可以不同，具体可根据透镜的尺寸来设计，保证透镜主体1的壁厚尽量均匀即可。圆柱孔的数量可根据透镜的轴向深度来选择，如图1中优选设计三级圆柱孔，三个圆柱孔的直径由前向后依次递减，形成三级阶梯结构。通过在透镜主体1的出光面1-3设置阶梯台阶工艺孔1-4，使透镜主体1的壁厚更加均匀，避免了透镜注塑成型时的变形，提高了透镜的制作精度，同时也减小了透镜的重量，降低了透镜制作的材料成本。
[0031]
接图1所示，本实施例的一种大直径小光束角透镜，其透镜主体1的后端设有安装定位面2，安装定位面2优选与透镜主体1的轴线相垂直，安装定位面2上设有两个固定螺钉孔3和两个定位柱4，定位柱4可与led灯珠基板上的定位孔定位配合，以保证灯珠与透镜的对中性，固定螺钉孔3内设有内螺纹，利用螺钉固定透镜，配合定位柱4的精确定位，使透镜固定牢固可靠，提高了透镜的安装定位精度和稳定性。进一步地，两个固定螺钉孔3和两个定位柱4分别在透镜主体1的安装定位面2外周对称设置，且两个固定螺钉孔3和两个定位柱4呈“十”字交叉分布，使固定螺钉孔3和定位柱4交替均匀分布，进一步提高了透镜的安装精
度和牢固性。另外，在安装定位面2上还设有与光源孔相连通的导气槽5，该导气槽5能够改善光源孔内的透气性，能够使led光源产生的热量及时流通排走，改善了led光源的工作环境，有利于提高led光源的发光性能和使用寿命。优选地，导气槽5在安装定位面2的环形周边均匀设有四个，四个导气槽5更加便于形成空气对流，加速散热。
[0032]
[实施例2]
[0033]
本实施例公开了一种探照灯，该探照灯采用led作为光源，其具有上述实施例1所述的大直径小光束角透镜。该探照灯的灯板上具有阵列分布的若干组led发光芯片，每组led发光芯片上均固定安装有一组大直径小光束角透镜，led发光芯片发出的光线经过上述大直径小光束角透镜的聚拢后形成一定光束角照射出去。由于上述透镜的制作精度和安装定位精度得到大幅提升，因此探照灯的发光效率也得到大幅提升，照射距离更远；并且，更加利于led光源的散热，提高了探照灯的性能稳定性和使用寿命。
[0034]
至于探照灯的其他结构和工作原理，均与现有探照灯相同或相似，故在此不再展开说明。
[0035]
本实用新型的一种大直径小光束角透镜及应用其的探照灯，通过在透镜主体的出光面设置阶梯台阶工艺孔，使透镜主体的壁厚相对均匀，减小了透镜注塑成型时的变形，提高了透镜的制作精度，同时也减小了透镜的重量，降低了透镜制作的材料成本；另外，通过在透镜主体的安装定位面上设置两个固定螺钉孔和两个定位柱，在保证led灯珠与透镜对中性的同时，也保证了固定不松动，提高了透镜的安装定位精度和稳定性；通过导气槽能够使led光源产生的热量及时流通排走，改善了led光源的工作环境，有利于提高led光源的发光性能和使用寿命。
[0036]
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。