多功能光學組套的製作方法

2023-06-07 19:56:16

專利名稱：多功能光學組套的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學技術領域，具體涉及一種多功能光學組套。
背景技術：
手電筒作為一種簡易的手持照明工具，已經被人們所廣泛使用。傳統的白熾燈或LED的手電筒，均是由一個呈拋物線的凹面反射鏡、以及設置在 凹面反射鏡焦點上的白熾燈或LED光源構成，其使用時候，光源正中央及附近的光會直射 出去，從而使得光線效率得不到很好的利用，使中間反射出來的光不夠強，從而不能很好地 實現遠距離照明。也有的手電筒採用的凸透鏡呈雙面凸或單面凸，但是在有限的應用空間中，兩端 的光得不到很好的利用，使中間射出來平行光束的光不夠強，從而不能很好地實現大範圍 且亮度較強的近距離照明，只能實現較窄範圍且亮度較弱的近距離照明。綜上所述，開發一種能夠實現遠近距離照射的快速轉換，並針對遠近距離均可以 形成較好的光線特性，光線浪費少的光學組套，已經成為業內關注的焦點。
發明內容針對現有技術的不足，本實用新型的目的旨在於提供一種多功能光學組套，其能 夠實現遠近距離照射的快速轉換，並針對遠近距離均可以形成較好的光線特性，光線利用率高。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種多功能光學組套，至少包括反射鏡，以及光源，所述反射鏡呈碗狀結構並在底 部具有開口，所述光源的發光點位於所述反射鏡的軸線上，所述反射鏡內位於光源的前端 設置有一凸透鏡組件，其焦點的連接線與反射鏡的軸線重合；所述光源可沿所述反射鏡的 軸線活動。所述凸透鏡組件包括第一凸透鏡、連接於所述凸透鏡下表面周緣支撐柱，所述支 撐柱的下端周緣與所述反射鏡的下端周緣固定連接；所述支撐柱的下端面開設有一沿所述 反射鏡軸線方向延伸至所述第一凸透鏡下表面的導向盲孔，所述導向盲孔的孔徑與所述光 源的外部輪廓匹配。所述支撐柱呈圓柱臺狀，所述導向盲孔呈與之匹配的圓柱臺狀。所述支撐柱的母線與其軸線夾角為13-20°，所述導向盲孔的母線與其軸線夾角 為 13-20° 。所述支撐柱的下端周緣設置有與所述反射鏡下端部匹配連接的第一延伸凸緣。所述第一凸透鏡、所述支撐柱、第一延伸凸緣為一體成型的透光結構。所述凸透鏡組件包括第二凸透鏡、連接於所述凸透鏡周緣與所述反射鏡上端周緣 之間的呈碗狀結構支撐板。所述反光碗的底部開口尺寸大於所述光源外部尺寸。
3[0016]所述支撐板的上端周緣設置有與所述反光碗頂端部匹配連接的第二延伸凸緣；所 述第二凸透鏡、支撐板、第二延伸凸緣為一體成型的透光結構。所述支撐板外表面的切面與其徑向截面之間的夾角為35-40°。本實用新型所闡述的多功能光學組套，其有益效果在於1、其射出的光線，能夠形成適應於較遠距離照明的特性，並且減少了光線的浪費。2、可以實現近距離大範圍均勻的照明。3、可以沿著反射鏡的軸線，拉長或減小光源與反光鏡及凸透鏡組件之間的距離， 以實現遠近距離照明的快速轉換。4、結構簡單、製作方便，有利於推廣使用。

圖1為本實用新型一種多功能光學組套的結構示意圖；圖2為圖1所示多功能光學組套的安裝示意圖；圖3a、!3b為圖1所示多功能光學組套的使用狀態示意圖；圖4為本實用新型另一種多功能光學組套的結構示意圖；圖5為圖4所示多功能光學組套的安裝示意圖；圖6a、6b為圖4所示多功能光學組套的使用狀態示意圖。
具體實施方式
下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本實用新型的多功能光學組套做進一步描 述，以便於更清楚的理解本實用新型所要求保護的技術思想。如圖1、2所示，為本實用新型的一種多功能光學組套，包括LED發光源11、反光鏡 12、凸透鏡組件13，其中反光鏡12呈碗狀並且底部具有一開口，其內表面的縱向截面成拋 物線狀，在其內表面具有一層採用電鍍工藝製作的膜層；凸透鏡組件13中間部分為一凸透 鏡131，在凸透鏡131的周緣下表面連接有一支撐柱132，其下端面上開設有一沿其長度方 向的導向盲孔133，導向盲孔133 —直向上延伸至凸透鏡131的下表面，在支撐柱132的下 端周緣，向其徑向延伸有一連接凸緣134，連接凸緣134的上表面與反光鏡12的底端面連 接；在這裡需要注意的是，支撐柱132、連接凸緣134、凸透鏡131可以是一體成型結構，並且 由透光材料(如PMMA或玻璃)製作而成，此外，支撐柱132的軸線、凸透鏡131焦點的連線 與反光鏡12的軸線A重合，LED發光源11安裝於反光鏡12的軸線A上，導向盲孔133的 孔徑大於LED發光源11的外部最大尺寸。上述裝置安裝在手電筒後，LED發光源11相對固定的安裝在手電筒本體上，而反 光鏡12固定安裝在手電筒的可沿手電筒長度方向活動的前蓋上，如此，當反光鏡12帶動凸 透鏡組件13遠離LED發光源11活動，至LED發光源11位於導向盲孔133的開口外時，如 圖3a所示，光線從LED發光源11射出後，周邊的光線經過支撐柱132的折射後，再經反光 鏡12反射後射出，中間的發散光線直接經過凸透鏡131的聚光作用，形成較為聚攏的光線 束，適應於較遠距離的照射；本實用新型中，可以將反射鏡12的焦點與凸透鏡131的焦點重 合，LED發光源11位於其二者焦點處時，凸透鏡131將中間的光折射成平行光，而兩側的未 經凸透鏡131折射的光線則被反光鏡12反射成平行光，由此，可將大於88%的光束利用與遠距離照明。當反光鏡12帶動凸透鏡組件13靠近LED發光源11活動，至LED發光源位於 導向盲孔133內並靠近凸透鏡131的下表面時，如圖北，光線從LED發光源11射出後，周邊 的光線經過支撐柱132的折射後，再經反光鏡12反射後射出向反光鏡12的軸線聚攏，而中 間的發散光線經過凸透鏡131作用後射出，反射鏡12將兩邊未經過凸透鏡131的光線向前 反射，由此，實現光的泛焦，產生較為均勻的月亮光，適用於近距離的大範圍照明。當然，上述凸透鏡組件13的支撐柱132還可以是圓臺狀結構，相應的，其上的導向 盲孔133也為與之匹配的圓臺狀結構，其二者圓臺的母線與其軸線的夾角a為13-20°，可 以根據實際情況，優先選擇15或16°。相對於現有的同類光學組套，上述結構可以針對距離的遠近，形成相對較為良好 的照射特性，避免了光線的發散浪費。同時可以沿著反射鏡的軸線，拉長或減小光源與反光 鏡及凸透鏡組件之間的距離，以實現遠近距離照明的快速轉換。參見圖4、5，為本實用新型的另一種光學組套，其包括LED發光源21、反光鏡22、凸 透鏡組件23，其中LED發光源21、反光鏡22與上述結構相同，不同之處在於，本方案的凸透 鏡組件23呈碗狀，其碗底部為一凸透鏡231，凸透鏡231的周緣連接有支撐板232，支撐板 232的周緣延伸有沿其徑向的連接凸緣233，連接凸緣233的下表面與反光鏡22的上端部 固定連接。反光鏡22的下端部開口大於LED發光源21的外部最大尺寸。凸透鏡231、支撐 板232、連接凸緣233為一體成型結構，並採用透光材料(如PMMA或玻璃)製作而成，凸透 鏡組件23的軸線與反光鏡22的軸線B重合，且LED發光源21安裝於軸線B上。當反光鏡22帶動凸透鏡組件23遠離LED發光源21移動，至LED發光源21位於 反光鏡22的下端開口以外時，如圖6a所示，光線從LED發光源21射出，位於周邊的光線經 過反光鏡22反射，在經過支撐板232折射後形成相對較為聚攏的光束射出，中間的光線經 由凸透鏡231處理後，實現聚攏，適應於較遠距離的照射，當凸透鏡231的焦點與反光鏡22 的焦點重合，且LED發光源21位於其二者的焦點時，對光線的利用率最大。當反光鏡22帶 動凸透鏡組件23靠近LED發光源21移動，至LED發光源21位於反光鏡22內部並靠近凸 透鏡231的下表面，如圖6b所示，周邊的光線經由反光鏡22反射，在經由支撐板232折射 後射出，反射鏡22將兩邊未經過凸透鏡231的光線向前反射，由此，實現光的泛焦，產生較 為均勻的月亮光，適用於近距離的大範圍照明。凸透鏡組件23中，支撐板232的外表面切面與其徑向截面之間的夾角b為 35-40°，其中以36°最為合適。相對於現有的同類光學組套，上述結構可以針對距離的遠 近，形成相對較為良好的照射特性，避免了光線的發散浪費.同時此結構還可以沿著反射 鏡的軸線，拉長或減小光源與反光鏡及凸透鏡組件之間的距離，以實現遠近距離照明的快 速轉換，形成相對較為良好的照射特性，避免了光線的發散浪費。上述兩種光學組套的反光鏡由塑料或鋁合金，在其作為反光面的內表面採用電 鍍、化學鍍、真空鍍等表面處理工藝設置有一層反光效果較佳的鍍膜層。上述凸透鏡組件的凸透鏡的上表面(也就是光線射出面)的曲率半徑小於下表面 (也就是光線的入射面)的曲率半徑；凸透鏡的直徑相對於光學組套的直徑的比例在1比 1. 3與1比1. 6之間，優選為1比1. 4 ；凸透鏡的厚度相對於光學組套的高度的比例在1比 7與1比4之間，優選為1比5 ；光學組套的直徑相對於其高度的比例在1與2之間，優選在 1. 5與1. 75之間。[0039]根據公知常識，本實用新型中的光源可以採用其他發光體代替，在這裡不做過多 的贅述。對於本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各 種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬於本實用新型權利要求的保 護範圍之內。
權利要求1.一種多功能光學組套，至少包括反射鏡，以及光源，所述反射鏡呈碗狀結構並在底部 具有開口，所述光源的發光點位於所述反射鏡的軸線上，其特徵在於，所述反射鏡內位於光 源的前端設置有一凸透鏡組件，其焦點的連接線與反射鏡的軸線重合；所述光源可沿所述 反射鏡的軸線活動。
2.如權利要求1所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述凸透鏡組件包括第一凸透 鏡、連接於所述凸透鏡下表面周緣支撐柱，所述支撐柱的下端周緣與所述反射鏡的下端周 緣固定連接；所述支撐柱的下端面開設有一沿所述反射鏡軸線方向延伸至所述第一凸透鏡 下表面的導向盲孔，所述導向盲孔的孔徑與所述光源的外部輪廓匹配。
3.如權利要求2所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述支撐柱呈圓柱臺狀，所述導 向盲孔呈與之匹配的圓柱臺狀。
4.如權利要求3所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述支撐柱的母線與其軸線夾 角為13-20°，所述導向盲孔的母線與其軸線夾角為13-20°。
5.如權利要求2所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述支撐柱的下端周緣設置有 與所述反射鏡下端部匹配連接的第一延伸凸緣。
6.如權利要求5所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述第一凸透鏡、所述支撐柱、 第一延伸凸緣為一體成型的透光結構。
7.如權利要求1所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述凸透鏡組件包括第二凸透 鏡、連接於所述凸透鏡周緣與所述反射鏡上端周緣之間的呈碗狀結構支撐板。
8.如權利要求7所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述反光碗的底部開口尺寸大 於所述光源外部尺寸。
9.如權利要求7所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述支撐板的上端周緣設置有 與所述反光碗頂端部匹配連接的第二延伸凸緣；所述第二凸透鏡、支撐板、第二延伸凸緣為 一體成型的透光結構。
10.如權利要求7所述的多功能光學組套，其特徵在於，所述支撐板外表面的切面與其 徑向截面之間的夾角為35-40°。
專利摘要一種多功能光學組套，至少包括反射鏡，以及光源，所述反射鏡呈碗狀結構並在底部具有開口，所述光源的發光點位於所述反射鏡的軸線上，所述反射鏡內位於光源的前端設置有一凸透鏡組件，其焦點的連接線與反射鏡的軸線重合；所述光源可沿所述反射鏡的軸線活動；經由本實用新型射出的光線，能夠形成適應於較遠距離照明的特性，並且減少了光線的浪費；可以實現近距離大範圍均勻的照明；同時可以沿著反射鏡的軸線，拉長或減小光源與反光鏡及凸透鏡組件之間的距離，以實現遠近距離照明的快速轉換，形成相對較為良好的照射特性，避免了光線的發散浪費；本實用新型結構簡單、製作方便，有利於推廣使用。
文檔編號F21V13/04GK201819153SQ20102027422
公開日2011年5月4日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者葉秀敏 申請人:葉秀敏