[发明专利]一种光学透镜及一种矿帽灯

说明书

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种光学透镜及一种矿帽灯。 

背景技术

现有LED矿帽灯的聚光元件大部分是采用抛物面形状的反射镜，或者采用全反射二次光学透镜对LED发出的光进行会聚。 

对于采用全反射二次光学透镜的LED矿帽灯，如图1所示，现有的口径为20mm～30mm的透镜在搭配功率为1～3瓦、芯片尺寸大小为1mmx1mm左右的LED时，一般只能实现最小光束角约8°～10°，该光束角无法实现在1到3米的距离产生4000～6000Lux(勒克司)的照度。若要达到该照度要求，往往需要至少三四颗的LED，而这对于长期作业来说，电池电量很快就会被耗尽；对于单颗的LED，如果要达到该照度要求，其光束角必须控制在5°以下，然而，要产生5°以下的光束角，必须将透镜的口径增加到50mm～60mm以上，如果采用图1所示的全反射透镜结构，则需要大大地增加透镜的厚度，这样透镜注塑时的收缩量会很大，导致注塑成型非常困难，而且，随着透镜厚度的增加，透镜的重量也会大大地增加。 

因此，现在亟需另一种光学透镜能实现光束的窄角度输出。 

发明内容

本发明实施例提供一种光学透镜及一种矿帽灯，能够实现光束的窄角度输出。 

为了解决上述技术问题，本发明实施例的技术方案如下： 

一种光学透镜，包括反射面和出光面，其中，以所述反射面的中心位置为圆心，沿所述反射面的半径方向至少设置有配光曲面和反射曲面；以所述出光面的中心位置为圆心，沿所述出光面的半径方向至少设置有菲涅尔环纹面和平面； 

所述配光曲面，用于将入射到所述反射面上的光线折射至所述菲涅尔环纹面以及所述平面； 

所述反射曲面，用于将入射到所述反射曲面上的光线准直反射至所述平面； 

所述菲涅尔环纹面，用于将经所述配光曲面后入射到所述菲涅尔环纹面上的光线准直投射出所述出光面； 

所述平面，用于将经所述配光曲面后入射的光线全反射至所述反射曲面，并将经所述反射曲面后准直入射的光线准直投射出所述出光面。 

进一步，在所述反射面的中心位置设置有第一凸面，在所述出光面的中心位置设置有第二凸面；所述第一凸面与所述第二凸面满足柯勒照明条件。 

进一步，所述配光曲面对入射到所述配光曲面的光线的配光满足以下正切条件： 

θ2=tan-1(θ190·tanθ)]]>

其中，θ1为入射到所述配光曲面的光线与所述光学透镜的中心光轴间的夹角，θ2为所述入射到所述配光曲面的光线经所述配光曲面折射后的光线与所述光学透镜的中心光轴间的夹角，θ是所述平面的外周边缘到所述光学透镜反射面的中心位置与所述光学透镜的中心光轴之间的夹角。 

进一步，所述θ为65°。 

进一步，所述反射曲面上设置有屋脊棱镜阵列，所述屋脊棱镜以所述反射面的中心位置为圆心，以360°旋转排列；所述屋脊棱镜阵列用于将入射到所述反射曲面上的光线准直反射至所述平面。 

进一步，所述屋脊棱镜的形状为直角V-槽结构，入射至所述屋脊棱镜上的光线依次在所述直角V-槽结构的两个侧面进行全反射后准直入射至所述平面；所述直角V-槽结构的横截面为直角三角形，直角顶点位于所述反射曲面，两直角边分别位于所述直角V-槽结构的两个侧面。 

进一步，相邻两个屋脊棱镜的角度间距为0.5°～10°。 

优选地，相邻两个屋脊棱镜的角度间距为1°。 

一种矿帽灯，包括如权利要求1至8中任意一项所述的光学透镜和光源部件。 

进一步，所述光源部件为单颗LED灯。 

本发明实施例中的光学透镜通过上述设置，可以将光源部件发出的光线准直射出，形成聚焦光斑，实现了光束的窄角度输出，而且该光学透镜的口径大、厚度薄、重量轻。 

附图说明