一种变焦透镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变焦透镜，由第一入光面、第二入光面和第一出光面、第二出光面和杯体面组成；杯体面由杯体入光面和杯体反光面组成，杯体反光面为一棱镜面；杯体面包括杯体入光面和杯体反光面，其被经过光轴的平面截取的曲线为两条相互平行的直线；第二入光面包含靠上端的大角度入光面和靠下端的小角度入光面；第二出光面包含靠上端的大角度出光面和靠下端的小角度出光面。本实用新型专利技术变焦范围大、注塑成本低、重量轻且便于使用。

【技术实现步骤摘要】
一种变焦透镜
本技术涉及透镜
，特别是涉及一种变焦透镜。
技术介绍
变焦透镜已广泛应用于室内商业照明和户外手电同照明。LED的变焦方案中，有的需要更长的变焦行程，有的需要更短的变焦行程。在专利CN201630054292.7记录的技术方案中，变焦行程很短，缺点是由于两件的耦合效率较低加上变焦逸散光无法收集，造成效率较低；另一种利用全反射透镜技术的变焦方案如中国专利CN201811261600公开的一种组合透镜及采用该组合透镜的灯具，包括透镜，所述透镜上设置有供光线折射出透镜的出射区域，还包括有与所述出射区域配合设置的柔光镜片，所述柔光镜片具有入射侧面和出射侧面，由所述出射区域射出的光线中，至少有一部分由所述入射侧面折射进入柔光镜片，再由所述出射侧面折射至照明区域，所述柔光镜片上设有柔光区域，所述柔光区域用于对照射在其上的光线进行扩散，使由所述柔光区域射出光线形成边缘柔和的光斑单元。该专利的组合透镜可以保证很高的效率和光斑品质，但是变焦范围较小，单一透镜只能做到从12度到36度的变焦范围。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，设计一种变焦范围大、注塑成本低、重量轻且便于使用的基于一体注塑成型的变焦透镜。为实现上述技术目的，本技术的技术方案是：一种变焦透镜方案，该变焦透镜为由第一入光面、第二入光面和第一出光面、第二出光面和杯体面组成的杯状结构；所述杯状结构的底部开设有用于安装光源的安装槽；所述安装槽的开口朝下且其顶部向上突出所述杯状结构的底面；所述安装槽的顶部内表面为第一入光面，其顶部外表面为第一出光面，其内侧面为第二入光面，外侧面为第二出光面；所述第二入光面包括靠上端的大角度入光面和靠下端的小角度入光面；第二出光面包括靠上端的大角度出光面和靠下端的小角度出光面；所述杯体面由杯体入光面和杯体反光面组成，杯体反光面为电镀的光滑曲面或非电镀的齿状反光面或棱镜面；所述杯体面被经过光轴的平面截取的曲线为两条相互平行的直线；从光源发出的光线分两种机制出射：机制一是经过第一入光面折射后，经过第一出光面折射出射；机制二是经过第二入光面折射后，再经过第二出光面折射，进入杯体入光面，再经过杯体反光面全反射后，从杯体入光面出射。其中，机制二的光线又分为两套光路，一套光线经过大角度入光面和大角度出光面；另一套经过小角度入光面和小角度出光面；大角度入光面在小角度入光面的上面，大角度入光面和小角度入光面非平滑连接共同构成机制二的第二入光面；大角度出光面在小角度出光面的上面，大角度出光面和小角度出光面非平滑连接共同构成机制二的第二出光面。优选地，所述大角度入光面和大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为平行的两条直线或者相同的两条自由曲线。优选地，所述大角度入光面被经过光轴的平面截取的曲线为一直线，大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为一内凹的曲线。优选地，所述大角度入光面和大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为内凹曲线，所述大角度出光面截取曲线的凹陷程度大于所述大角度入光面截取曲线的凹陷程度；所述大角度出光面截取曲线斜率的最大值和最小值的差值大于所述大角度入光面截线斜率的最大值和最小值的差值。优选地，所述大角度入光面和大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为外凸曲线，所述大角度出光面截取曲线的突出程度小于所述大角度入光面截取曲线的突出程度；所述大角度出光面截取曲线斜率的最大值和最小值的差值小于所述大角度入光面截取曲线斜率的最大值和最小值的差值。优选地，所述小角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为凸出的曲线，所述小角度入光面被经过光轴的平面截取的曲线为直线。优选地，所述小角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为向外凸出的曲线，所述小角度入光面被经过光轴的平面截取的曲线为向内凸出的曲线；所述小角度入光面最低点的横坐标与透镜底部最大口径的比值不小于0.6；所述第一入光面为近似平面的球面，第一出光面为向外凸起的非球面曲面；所述杯体反光面被经过光轴的平面截取的曲线为直线，该直线与水平面的夹角β不小于60度且不大于75度。优选地，还包括位于所述安装槽内的光源第一焦点和光源第二焦点，所述光源第二焦点位于所述光源第一焦点的上方，本技术的光源在光源第一焦点O1和光源第二焦点O2之间移动，当光源从光源第一焦点到O1光源第二焦点O2移动时，光束角逐渐增大；其中，光源在光源第一焦点O1的时候，光斑角度最小；当光源在光源第二焦点O2的时候，光斑角度最大；所述光源第一焦点与第一入光面边缘端点的连线同光轴的夹角不大于30度；所述光源第二焦点与第一入光面边缘端点连线同光轴的夹角不小于50度；所述光源第一焦点O1与小角度入光面底端端点的连线同光轴夹角不小于60度；所述光源第二焦点与小角度入光面顶部端点的连线同光轴夹角不小于75度；所述光源第一焦点发出的光线经过小角度入光面和小角度出光面折射后的光线为平行光束，该光束与水平面的夹角α与所述杯体面截线与水平面夹角β的关系为：β＝α/2+π/4。优选地，所述小角度入光面和小角度出光面为自由曲面，其截线按照以下方法生成：给定小角度出光面截线的曲线函数f(x,y)，根据杯体面截线与水平面夹角α和光源第一焦点O1，按照以下步骤逐点生成小角度入光面截线曲线：(a)大角度出光面截线的终点同时为小角度出光面起点P0设定为初始点；(b)计算通过P0的函数的法线方向，计算出经过P0角度α的直线经过曲面折射后的光线，给定光线长度l得到小角度入光面截线初始点Q0；(c)通过Q0到光源第一焦点O1的连线Q0O1和P0Q0，根据斯聂尔定律计算出小角度入光面第一点的切向矢量(d)计算与直线向下偏离dl的且与其平行的直线与函数f(x,y)的交点P1；(e)计算通过P1的函数f(x,y)|P1的法线方向，计算出经过P1斜率α的直线经过曲面折射后的光线与经过Q0方向为的直线相交于Q1；(f)通过Q1到第一焦点O1的连线Q1O1和P1Q1，根据斯聂尔定律计算出小角度入光面第二点的切向矢量(g)根据dl的偏移量不断重复(d)到(f)的步骤，从而计算出小角度入光面截线上各点Q2,Q3,Q4,...,Qn，直到O1Qn与光轴的夹角小于设定值；(h)将Q0到Qn平滑连接形成小角度入光面截线；2)给定小角度入光面截线的曲线函数g(x,y)，根据杯面截线的斜率α和小角度焦点O1，按照以下方法逐点生成小角度出光面截线曲线：(a).大角度入光面截线的终点同时为小角度入光面起点Q0设定为初始点；(b).计算通过Q0的函数的法线方向根据斯聂尔定律计算出直线O1Q0经过曲面折射后的光线给定光线长度l得到小角度出光面截线初始点P0；(c).通过直线P0Q0经过P0出射到角度α的直线，根据斯聂尔定律计算出小角度出光面第一点的切向矢量(d).计算从下焦点O1与直线与偏离微小角度dθ的直线与函数g(x,y)交点Q1；(e).计算通过Q1的函数的法线方向，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变焦透镜，其特征在于，该变焦透镜为由第一入光面、第二入光面和第一出光面、第二出光面和杯体面组成的杯状结构；所述杯状结构的底部开设有用于安装光源的安装槽；所述安装槽的开口朝下且其顶部向上突出所述杯状结构的底面；所述安装槽的顶部内表面为第一入光面，其顶部外表面为第一出光面，其内侧面为第二入光面，外侧面为第二出光面；所述第二入光面包括靠上端的大角度入光面和靠下端的小角度入光面；第二出光面包括靠上端的大角度出光面和靠下端的小角度出光面；所述杯体面由杯体入光面和杯体反光面组成，所述杯体反光面为一棱镜面；所述杯体面被经过光轴的平面截取的曲线为两条相互平行的直线。/n

【技术特征摘要】
20200723 CN 20201071985211.一种变焦透镜，其特征在于，该变焦透镜为由第一入光面、第二入光面和第一出光面、第二出光面和杯体面组成的杯状结构；所述杯状结构的底部开设有用于安装光源的安装槽；所述安装槽的开口朝下且其顶部向上突出所述杯状结构的底面；所述安装槽的顶部内表面为第一入光面，其顶部外表面为第一出光面，其内侧面为第二入光面，外侧面为第二出光面；所述第二入光面包括靠上端的大角度入光面和靠下端的小角度入光面；第二出光面包括靠上端的大角度出光面和靠下端的小角度出光面；所述杯体面由杯体入光面和杯体反光面组成，所述杯体反光面为一棱镜面；所述杯体面被经过光轴的平面截取的曲线为两条相互平行的直线。


2.根据权利要求1所述的一种变焦透镜，其特征在于：所述大角度入光面和大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为平行的两条直线或者相同的两条自由曲线。


3.根据权利要求2所述的一种变焦透镜，其特征在于：所述大角度入光面被经过光轴的平面截取的曲线为一直线，大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为一内凹的曲线。


4.根据权利要求2所述的一种变焦透镜，其特征在于：所述大角度入光面和大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为内凹曲线，所述大角度出光面截取曲线的凹陷程度大于所述大角度入光面截取曲线的凹陷程度；所述大角度出光面截取曲线斜率的最大值和最小值的差值大于所述大角度入光面截线斜率的最大值和最小值的差值。


5.根据权利要求2所述的一种变焦透镜，其特征在于：所述大角度入光面和大角度出光面被经过光轴的平面截取的曲线为外凸曲线，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱道勇，罗滔，何瑞钊，凌敏捷，
申请(专利权)人：广州市意顿光学设计有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44