[实用新型]一种用于航标灯的组合旋转曲面透镜

说明书

本实用新型涉及一种用于航标灯的组合旋转曲面透镜，包括透镜本体，透镜本体为上下对称的半回转体结构，透镜本体周部具有位于中间位置的在垂直方向将LED灯珠正面发出的光线会聚准直到－1.3°～＋1.3°范围内的圆环折射面以及位于圆环折射面两侧的圆锥折射面，透镜本体两端具有内凹的旋转抛物反射面，圆锥折射面和旋转抛物反射面形成将LED灯珠侧面发出的光线会聚准直到上述的角度范围内的三角翼结构，透镜本体内部设有用以放置LED灯珠的透镜腔；圆环折射面包括中心圆环面、第一环带圆环面以及第二环带圆环面。可将LED灯珠正面、侧面发出的光线都传播至有效角度范围内，在垂直方向对光束进行准直，在水平方向保持大角度发光，光学效率很高，光能损失小。

技术领域

本实用新型涉及航标灯光学技术领域，特别是一种用于航标灯的组合旋转曲面透镜。

背景技术

航标灯是为保证船舶在夜间安全航行而安装在某些航标上的一类交通灯。它在夜间发出规定的灯光颜色和闪光频率，达到规定的照射角度和能见距离。

航标灯的发展经历了煤油灯航标灯、白炽灯航标灯、发光二极管（LED）航标灯、集成光源太阳能一体化航标灯、太阳能一体化智能航标灯这几个发展阶段。

航标灯的发光模式要求垂直水平面方向准直发光，水平方向全角360°发光。根据航标灯的发光特点，设计合适的准直透镜，与光源组成发光模块，然后采用不同发光模块的阵列组合产生水平方向角度360°垂直方向小角度的“圆盘形”光束。

目前，航标灯多采用发光二极管（LED）作为光源，LED发光芯片是半球180°发光，并且具有朗伯面光源的发光特性，即使带有封装透镜的LED发光角度依旧很大。因此，LED光源必须搭配合适的透镜使用才能满足对航标灯照射角度和光强分布的要求。针对光源发光特性与航标灯行业相关标准要求，设计合适的航标灯透镜是航标灯发展过程中必须考虑的重要环节。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种光学效率很高，光能损失小的用于航标灯的组合旋转曲面透镜，可将LED灯珠正面、侧面发出的光线都传播至有效角度范围内。

本实用新型采用以下方案实现：一种用于航标灯的组合旋转曲面透镜，包括透镜本体，所述透镜本体为上下对称的半回转体结构，透镜本体周部具有位于中间位置的在垂直方向将LED灯珠正面发出的光线会聚准直到－1.3°～＋1.3°范围内的圆环折射面以及位于圆环折射面两侧的圆锥折射面，透镜本体两端具有内凹的旋转抛物反射面，圆锥折射面和旋转抛物反射面形成将LED灯珠侧面发出的光线会聚准直到上述的角度范围内的三角翼结构，透镜本体内部设有用以放置LED灯珠的透镜腔；所述圆环折射面包括中心圆环面、位于中心圆环面两侧的第一环带圆环面以及位于第一环带圆环面朝外一侧的第二环带圆环面；所述圆锥折射面包括由内向外依次设置的第一环带圆锥面、第二环带圆锥面、第三环带圆锥面和第四环带圆锥面。

进一步的，所述第一环带圆锥面的竖向截面线段与旋转轴的夹角为6°、在光轴上的投影长度为0.55mm；所述第二环带圆锥面的竖向截面线段与旋转轴的夹角为16°、在光轴上的投影长度为0.95mm；所述第三环带圆锥面的竖向截面线段与旋转轴的夹角为20°、在光轴上的投影长度为3.44mm；所述第三环带圆锥面的竖向截面线段与旋转轴的夹角为25.78°、在光轴上的投影长度为3.44mm。

进一步的，所述中心圆环面、第一环带圆环面和第二环带圆环面三者曲率半径相同但圆心位置不同，三者的曲率半径都为24.52mm。

进一步的，所述旋转抛物反射面的竖向截面曲线符合二次抛物曲线方程：y²=20.52x。

进一步的，所述旋转抛物反射面的竖向截面曲线在旋转轴上的投影长度为21.42mm、在光轴上的投影长度为33.88mm；所述透镜本体的高度为87.28mm。