電筒的制作方法
【專利摘要】一種電筒，包括設有出光口的燈頭殼、收容于燈頭殼的中部的光線收集器收容于燈頭殼靠近出光口的一端的復眼透鏡、及收容于燈頭殼內的LED光源。光線收集器包括：頂面，設有多個依次相連通的圓臺形凹槽，多個圓臺形凹槽均相對于光軸對稱，并且多個圓臺形凹槽的半徑從頂面朝向光線收集器內部依次減小；底面，與頂面相對設置，底面設有沿光軸延伸的盲孔及位于盲孔底部的弧形的凸臺部；側面，連接于頂面與底面之間，側面為繞光軸旋轉對稱的外凸弧形面，并且側面為全反射面。LED光源包括位于光線收集器的盲孔外的LED基板及位于光線收集器的盲孔內、固定于LED基板上的LED。上述電筒的照射范圍內的各區域的照度較為均勻。
【專利說明】電筒
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及一種照明燈具，特別是涉及一種電筒。
【【背景技術】】
[0002]電筒作為日常生活中常見照明燈具中的一種，其發展也較為迅速。第一代電筒，俗稱“老式電筒”，燈泡一般采用鎢絲白熾燈泡，發光效率低，使用壽命較短，易被燒壞。電池采用大號堿性電池，容積大但續航能力不高。第一代電筒的外殼為表面電鍍的鐵皮，輕質但工藝簡單。特征:燈泡充入保護氣體+高性能電池，以鋁合金作為外殼材料。第二代電筒，無論在性能還是外觀方面都有了全新的突破。第二代電筒的一個典型代表是采用氪氣燈泡及堿性電池，燈泡壽命更長，電池續航時間更持久。以鋁合金作為外殼材料，表面采用氧化處理工藝，工藝精細，外觀精美，色彩豐富，質感頗佳。另一典型代表是采用氙氣燈泡及鋰離子電池，燈泡壽命更長，亮度大大提升，色溫更高，并提出“戰術電筒”的概念，為電筒開辟了一片嶄新的市場。第三代電筒最主要的特征是采用了 LED光源，由于LED光源本身結構的原因，可靠性更好。
[0003]然而，第三代電筒的配光都是中心的照度很高，光斑中心向邊緣照度降低非常顯著。
【
【發明內容】
】
[0004]鑒于上述狀況，有必要提供一種照射范圍內各區域的照度較為均勻的電筒。
[0005]一種電筒，包括:
[0006]燈頭殼，設有出光口 ；
[0007]光線收集器，收容于所述燈頭殼的中部，所述光線收集器具有光軸，所述光線收集器包括:
[0008]頂面,設有多個依次相連通的圓臺形凹槽,所述多個圓臺形凹槽均相對于所述光軸對稱，并且所述多個圓臺形凹槽的半徑從所述頂面朝向所述光線收集器內部依次減小；
[0009]底面，與所述頂面相對設置，所述底面設有沿所述光軸延伸的盲孔及位于所述盲孔底部的弧形的凸臺部；
[0010]側面，連接于所述頂面與底面之間，所述側面為繞所述光軸旋轉對稱的外凸弧形面，并且所述側面為全反射面；
[0011]復眼透鏡，收容于所述燈頭殼靠近所述出光口的一端，并且與所述光線收集器的頂面相對設置；及
[0012]LED光源，收容于所述燈頭殼內，并且與所述光線收集器的底面相對設置，所述LED光源包括位于所述光線收集器的盲孔外的LED基板及位于所述光線收集器的盲孔內、固定于所述LED基板上的LED ；
[0013]其中，所述LED發射的光線從所述盲孔的側壁及所述凸臺部入射到所述光線收集器內，從所述光線收集器的頂面射出，并經過所述復眼透鏡后，再從所述出光口射出。[0014]上述電筒的光線收集器將LED光源發出的發散的光束收窄成發射角度較小的光束，此光束通過復眼透鏡形成照度均勻的光斑，因此，上述電筒的照射范圍內的各區域的照度較為均勻。[0015]在其中一個實施例中，還包括燈筒外殼，所述燈頭殼包括燈頭外殼及與所述燈頭外殼可拆卸連接的散熱外殼，所述燈頭外殼通過所述散熱外殼與所述燈筒外殼的一端固定連接，所述LED光源收容于所述散熱外殼內。
[0016]在其中一個實施例中，還包括收集器保持架及收集器固定環，所述收集器固定環將所述光線收集器固定于所述收集器保持架內，所述收集器保持架固定于所述散熱外殼內。
[0017]在其中一個實施例中，還包括基板支架，所述基板支架收容于所述散熱外殼內，并且所述基板支架開設有用于收納驅動控制元件的收容槽，所述LED基板固定于所述基板支架與所述收容槽的開口相對的一側。
[0018]在其中一個實施例中，還包括透鏡固定環，所述透鏡固定環將所述復眼透鏡固定于所述燈頭外殼內。
[0019]在其中一個實施例中，還包括尾殼，所述尾殼與所述燈筒外殼的另一端可拆卸連接，并且所述尾殼上設有開關按鍵及充電座。
[0020]在其中一個實施例中，所述復眼透鏡的入光面及出光面均設有陣列排布的正六邊形或正方形的小透鏡。
[0021]在其中一個實施例中，所述復眼透鏡的入光面上的小透鏡與所述復眼透鏡的出光面上的小透鏡一一對應設置。
[0022]在其中一個實施例中，所述盲孔為圓柱孔，所述凸臺部為圓弧形或橢圓弧形。
[0023]在其中一個實施例中，所述側面涂覆有反射層或貼附有反射膜。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0024]圖1為本發明的一實施方式的電筒的剖面圖；
[0025]圖2為圖1所示電筒的分解圖；
[0026]圖3為圖1所示電筒的光線收集器的俯視圖；
[0027]圖4為圖1所示電筒的光線收集器的剖面圖；
[0028]圖5為圖1所示電筒的復眼透鏡的俯視圖；
[0029]圖6為圖1所示電筒的復眼透鏡與光線收集器及LED光源組裝成光學系統時的剖面圖；
[0030]圖7為圖6所示電筒的復眼透鏡的小透鏡為正六邊形時光斑照度的仿真測試圖；
[0031]圖8為圖6所示電筒的復眼透鏡的小透鏡為正方形時的光斑照度的仿真測試圖；
[0032]圖9為圖6所示電筒的復眼透鏡的小透鏡為正六邊形時光斑照度的實際效果圖。
【【具體實施方式】】
[0033]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0034]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0035]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的【技術領域】的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0036]請參閱圖1及圖2，本發明實施方式的電筒100，包括燈頭殼110、光線收集器120、復眼透鏡130及LED光源140。光線收集器120、復眼透鏡130及LED光源140均位于所述燈頭殼110內，并且LED光源140、光線收集器120、復眼透鏡130依次設置，以共同形成電筒100的燈頭結構。
[0037]具體在本實施方式中，電筒100還包括燈筒外殼150及尾殼160，燈頭殼110與燈筒外殼150的一端可拆卸連接，尾殼160與燈筒外殼150的另一端可拆卸連接，例如，燈頭殼110與燈筒外殼150的一端螺紋連接，尾殼160與燈筒外殼150的另一端螺紋連接。燈頭殼110、燈筒外殼150及尾殼160共同形成電筒100的殼體結構。當然，在其他實施方式中，燈頭殼110、燈筒外殼150及尾殼160可為一體成型結構；或者，燈頭殼110與燈筒外殼150 —體成型；或者，燈筒外殼150與尾殼160 —體成型。尾殼160上設有開關按鍵161及充電座163，開關按鍵161用于控制LED光源140的開關或/及光強的大小，充電座163用于給燈筒外殼150內的電池200進行充電。
[0038]燈頭殼110設有出光口，LED光源140發射的光線最終從該出光口射出。具體在本實施方式中，燈頭殼110為圓筒狀結構，出光口設有該圓筒狀結構的一端。當然，在本發明中，燈頭殼110不限于圓筒狀結構，也可為其形狀的結構，例如，棱臺形結構。
[0039]具體在本實施方式中，燈頭殼110包括燈頭外殼111及與燈頭外殼111可拆卸連接的散熱外殼113，燈頭外殼111通過散熱外殼113與燈筒外殼150的一端固定連接，LED光源140收容于散熱外殼113內。散熱外殼113可米用導熱性較好的金屬制成,例如,銅、鋁等。由于LED光源140的發光效率與其散熱性能有著重要影響，LED光源140收容于散熱外殼113內，可提高LED光源140的散熱效率，從而提高LED光源140的發光效率。進一步地，為了提高LED光源140的散熱效率，散熱外殼113的外側還設有多個散熱鰭片。
[0040]光線收集器120收容于燈頭殼110的中部，具體在本實施方式中，電筒100還包括收集器保持架171及收集器固定環173，收集器固定環173將光線收集器120固定于收集器保持架171內，收集器保持架171固定于散熱外殼113內。
[0041]請同時參閱圖3及圖4，光線收集器120具有光軸0，即光軸O為光線收集器120的對稱軸。光線收集器120由透光性較好的材料制成。光線收集器120包括頂面121、底面123及側面125。
[0042]頂面121設有多個依次相連通的圓臺形凹槽121a,多個圓臺形凹槽121a均相對于光軸O對稱，并且多個圓臺形凹槽121a的半徑從頂面121朝向光線收集器120內部依次減小。具體在本實施方式中，圓臺形凹槽121a為三個，其形成三階臺階狀。當然，在其他實施方式中，圓臺形凹槽121a可以為兩個及三個以上，可以根據實際需要設置。
[0043]底面123與頂面121相對設置，底面123設有沿光軸O延伸的盲孔123a及位于盲孔123a底部的弧形的凸臺部123b。具體在本實施方式中，盲孔123a為圓柱孔，凸臺部123b為圓弧形或橢圓弧形。
[0044]側面125連接于頂面121與底面123之間，側面125為繞光軸O旋轉對稱的外凸弧形面，并且側面125為全反射面。為了形成全反射面，側面125涂覆有反射層或貼附有反射膜。
[0045]請一并參閱圖5及圖6，復眼透鏡130收容于燈頭殼110靠近出光口的一端，并且與光線收集器120的頂面121相對設置。具體在本實施方式中，電筒100還包括透鏡固定環133，透鏡固定環133將復眼透鏡130固定于燈頭殼110的燈頭外殼111內。復眼透鏡130的入光面及出光面均設有陣列排布的正六邊形或正方形的小透鏡131。復眼透鏡130的入光面上的小透鏡131與復眼透鏡130出光面上的小透鏡131 —一對應設置。需要說明的是，此處“一一對應”是指小透鏡131的數量、大小均相同，位置相對。
[0046]LED光源140收容于燈頭殼110內，并且與光線收集器120的底面123相對設置。LED光源140包括LED基板及LED，LED基板位于光線收集器120的盲孔123a外，LED位于光線收集器120的盲孔123a內，并固定于LED基板上。具體在本實施方式中，電筒100還包括基板支架141,基板支架141收容于散熱外殼113內，并且基板支架141開設有用于收納驅動控制元件的收容槽，LED基板固定于基板支架141與收容槽的開口相對的一側。
[0047]其中，LED發射的光線從盲孔123a的側壁及凸臺部123b入射到光線收集器120內，從光線收集器120的頂面121射出，并經過復眼透鏡130后，再從出光口射出。
[0048]進步一地，電筒100還包括提手180及透明件190，提手180固定于燈筒外殼150上。提手180上設有吊環181，用于將電筒100吊掛起來。提手180上裝有吊環181，既可方便在使用中手提，也可使用背帶掛吊環181而進行肩挎式攜帶。
[0049]透明件190固定于燈頭殼110內，并封閉燈頭殼110的出光口。具體的，透明件190與燈頭殼110的燈頭外殼111之間可采用膠粘接，也可用螺紋壓圈旋合壓緊。
[0050]復眼透鏡130與光線收集器120、LED光源140組成光學系統，用以形成照度高度均勻的光斑。光線收集器120將LED光源140發出的發散的光束收窄成發射角度較小的光束，此光束通過復眼透鏡130形成照度均勻的光斑。請參閱圖7及圖8，對復眼透鏡130與光線收集器120組成光學系統產生的光板的光強進行仿真測試。其中，圖7為復眼透鏡130的小透鏡131為正六邊形時的仿真測試圖，其形成的光斑為正六邊形，并且光斑在X方向及Y方向的照度均較為均勻，最大照度為約92，最小照度約70。圖8為復眼透鏡130的小透鏡131為正方形時的仿真測試圖，其形成的光斑為正方形，并且光斑在X方向及Y方向的照度均較為均勻，最大照度約85,最小照度約70。
[0051]請參閱圖9，復眼透鏡130的小透鏡131為正六邊形時的實際效果圖，其形成一個正六邊形的光斑，并且光斑的各處照度較為均勻。
[0052]上述電筒100的光線收集器120將LED光源140發出的發散的光束收窄成發射角度較小的光束，此光束通過復眼透鏡130形成照度均勻的光斑，因此，上述電筒100的照射范圍內的各區域的照度較為均勻。
[0053]需要說明的是，上述電筒100可以應用于在各種特殊環境下使用，例如，可作為公安刑警事故現場勘查痕跡用的勻光勘查燈具，或者，作為日常應急燈使用。
[0054]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種電筒,其特征在于,包括: 燈頭殼，設有出光口 ； 光線收集器，收容于所述燈頭殼的中部，所述光線收集器具有光軸，所述光線收集器包括: 頂面，設有多個依次相連通的圓臺形凹槽，所述多個圓臺形凹槽均相對于所述光軸對稱，并且所述多個圓臺形凹槽的半徑從所述頂面朝向所述光線收集器內部依次減小； 底面，與所述頂面相對設置，所述底面設有沿所述光軸延伸的盲孔及位于所述盲孔底部的弧形的凸臺部； 側面，連接于所述頂面與底面之間，所述側面為繞所述光軸旋轉對稱的外凸弧形面，并且所述側面為全反射面； 復眼透鏡，收容于所述燈頭殼靠近所述出光口的一端，并且與所述光線收集器的頂面相對設置；及 LED光源，收容于所述燈頭殼內，并且與所述光線收集器的底面相對設置，所述LED光源包括位于所述光線收集器的盲孔外的LED基板及位于所述光線收集器的盲孔內、固定于所述LED基板上的LED ； 其中，所述LED發射的光線從所述盲孔的側壁及所述凸臺部入射到所述光線收集器內，從所述光線收集器的頂面射出，并經過所述復眼透鏡后，再從所述出光口射出。
2.如權利要求1所述的電筒，其特征在于，還包括燈筒外殼，所述燈頭殼包括燈頭外殼及與所述燈頭外殼可拆卸連接的散熱外殼，所述燈頭外殼通過所述散熱外殼與所述燈筒外殼的一端固定連接，所述LED光源收容于所述散熱外殼內。
3.如權利要求2所述的電筒，其特征在于，還包括收集器保持架及收集器固定環，所述收集器固定環將所述光線收集器固定于所述收集器保持架內，所述收集器保持架固定于所述散熱外殼內。
4.如權利要求2所述的電筒，其特征在于，還包括基板支架，所述基板支架收容于所述散熱外殼內，并且所述基板支架開設有用于收納驅動控制元件的收容槽，所述LED基板固定于所述基板支架與所述收容槽的開口相對的一側。
5.如權利要求2所述的電筒，其特征在于，還包括透鏡固定環，所述透鏡固定環將所述復眼透鏡固定于所述燈頭外殼內。
6.如權利要求2所述的電筒，其特征在于，還包括尾殼，所述尾殼與所述燈筒外殼的另一端可拆卸連接，并且所述尾殼上設有開關按鍵及充電座。
7.如權利要求1所述的電筒，其特征在于，所述復眼透鏡的入光面及出光面均設有陣列排布的正六邊形或正方形的小透鏡。
8.如權利要求7所述的電筒，其特征在于，所述復眼透鏡的入光面上的小透鏡與所述復眼透鏡的出光面上的小透鏡一一對應設置。
9.如權利要求1所述的電筒，其特征在于，所述盲孔為圓柱孔，所述凸臺部為圓弧形或橢圓弧形。
10.如權利要求1所述的電筒，其特征在于，所述側面涂覆有反射層或貼附有反射膜。
【文檔編號】F21L4/00GK103672420SQ201210321777
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月3日 優先權日:2012年9月3日
【發明者】周明杰, 胡修元 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司