非球面聚焦透镜及透镜组的制作方法

[0001]
本实用新型的实施方式涉及一种光学元件，特别涉及一种非球面聚焦透镜。


背景技术：

[0002]
透镜，作为一种光学元件，其主要作用是用于聚光，而在外科手术工作中所采用的照明装置，要求其照明的工作距离跨度较大，同时需要对聚光和对抑制光斑的要求较高，因此，对镜头中所采用的透镜要求也就相对较高，而目前的做法一般是通过较多数量的球面聚焦透镜的组合以达到较大范围的工作间距的调整，但这样无疑造成照明设备的成本上升，同时造成照明元件的体积过大，同时由于过多的透镜会导致有部分光线在传导是，会产生不必要的散射现象，从而就会影响照明设备的聚光性能。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的实施方式的目的在于提供一种非球面聚焦透镜，可在不影响照明设备聚光性能的同时，还能使得照明设备具有较大工作间距。
[0004]
为了实现上述目的，本实用新型的实施方式设计了一种非球面聚焦透镜，包括：光学有效部、环绕于所述光学有效部的非光学有效部；所述光学有效部包括：进光侧、与所述进光侧相对的出光侧；所述进光侧包括：
[0005]
球面，朝远离所述出光侧的方向凸起；
[0006]
环形内凹弧面，绕所述球面的周向环设，且朝所述出光侧的方向内凹；所述环形内凹弧面的内沿与所述球面的外沿相连；
[0007]
其中，所述环形内凹弧面的内沿到外沿的弧长与所述球面的半径相等。
[0008]
另外，本实用新型的实施方式还提供了一种透镜组，包括：如上所述的非球面聚焦透镜、遮光片，遮光片设置于非球面聚焦透镜的出光侧的一侧。
[0009]
同现有技术相比，由于透镜的光学有效部的进光侧由球面和环形内凹面构成，同时环形内凹面是绕球面的周向环设，并与球面的外沿相连，通过球面可实现照明设备在较近范围内的聚光，而通过环形内凹面可实现照明设备在较远范围内的聚光，从而使得照明设备具有较大的工作间距，因此在实际应用时可极大的减少透镜的数量，在降低照明设备生产成本的同时，还能减小照明设备中照明元件的体积，并且由于透镜数量的减少，可降低光线的散射现象，从而提高了照明设备的聚光性能。
[0010]
另外，所述环形内凹弧面自所述内沿到所述外沿的内凹曲率逐渐变小。
[0011]
另外，所述出光侧为一平面；
[0012]
或者，所述出光侧朝所述进光侧的方向内凹，为一内凹的弧面。
[0013]
另外，所述非光学有效部包括：
[0014]
第一平面，与所述进光侧的所述环形内凹面的外沿相连；
[0015]
第二平面，与所述第一平面相对且平行，并与所述出光侧的外沿相连；
[0016]
所述第二平面绕所述非光学有效部的轴线方向，由内至外设有若干条环形纹路。
[0017]
另外，各所述环形纹路凸出于所述第二平面。
[0018]
另外，各所述环形纹路依次相连，形成螺旋结构。
[0019]
另外，所述第二平面还设有环形支撑部，所述环形支撑部为所述第二平面有部分朝远离所述第一平面的方向凸出形成；
[0020]
其中，各所述环形纹路位于所述环形支撑部的内侧的一侧。
[0021]
另外，所述环形支撑部的内侧开设环形凹槽，用于安装遮光片。
[0022]
另外，所述非光学有效部的外沿开设环形凹槽。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型第一实施方式的非球面聚焦透镜的结构示意图；
[0024]
图2为图1中a部的局部放大图；
[0025]
图3为本实用新型第一实施方式中环形纹路为斜面结合竖直面时的示意图；
[0026]
图4为本实用新型第一实施方式中环形纹路为圆弧面时的示意图；
[0027]
图5为本实用新型第一实施方式中两片透镜在堆叠时的结构示意图；
[0028]
图6为本实用新型第二实施方式的透镜组的结构示意图。
具体实施方式
[0029]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0030]
本实用新型的第一实施方式涉及一种非球面聚焦透镜，如图1所示，包括：光学有效部1、环绕于光学有效部的非光学有效部2。其中，光学有效部1包括：进光侧11、与进光侧11相对的出光侧12。
[0031]
同时，如图1所示，进光侧11包括：球面111和环形内凹面112。其中，球面111朝远离出光侧12的方向凸起，而环形内凹弧面112绕球面111的周向环设，且朝出光侧12的方向内凹，并且环形内凹弧面112的内沿与球面111的外沿相连。另外，在本实施方式中，环形内凹弧面112的内沿到外沿的弧长与球面111的半径相等。
[0032]
通过上述内容不难看出，由于透镜的光学有效部1的进光侧11由球面111和环形内凹面112构成，同时环形内凹面112是绕球面111的周向环设，并与球面111的外沿相连。结合图1不难看出，通过球面可实现照明设备在较近范围内的聚光，而通过环形内凹面112可实现照明设备在较远范围的聚光，从而使得照明设备具有较大的工作间距，因此在实际应用时可极大的减少透镜的数量，在降低照明设备生产成本的同时，还能减小照明设备中照明元件的体积，并且由于透镜数量的减少，可降低光线的散射现象，从而提高了照明设备的聚光性能。
[0033]
具体地说，在本实施方式中，如图1所示，环形内凹弧面112自内沿到外沿的内凹曲率逐渐变小。从而使得环形内凹面112与非光学有效部2之间不会产生棱角，且连接较为平缓。
[0034]
并且，值得一提的是，在本实施方式中，如图1所示，出光侧12为一平面。当然，在实际应用时，该出光侧12也可以为一内凹的弧面或外凸的弧面，以满足照明设备在不同工况下的使用需求。
[0035]
另外，在本实施方式中，如图1所示，非光学有效部2包括：第一平面21和第二平面22。其中，第一平面21与进光侧11的环形内凹面112的外沿相连，而第二平面22与第一平面21相对且平行，并与出光侧12的外沿相连。同时，结合图3所示，第二平面22绕非光学有效部2的轴线方向，由内至外设有若干条环形纹路3。由此可知，通过各环形纹路3可进一步有效抑制光源杂光的不规则散射，使杂光难以通过透镜，改善鬼影及耀光等现象，从而提高透镜的聚光性能。
[0036]
作为优选地方案，在本实施方式中，结合图2所示，各环形纹路3可依次相连，以形成螺旋结构，通过螺旋结构可增大杂光通过透镜的非光学有效部的难度，从而进一步提高本实施方式的透镜的聚光性能。并且，需要说明的是，在本实施方式中，如图2所示，螺旋结构中的各环形纹路3包含第一斜面31、与第一斜面31相连的第二斜面32。且每个环形纹路3的第一斜面31和第二斜面32分别与相邻设置的环形纹路3的第一斜面31或第二斜面32进行连接。同时，每个环形纹路3的第一斜面31和第二斜面32相连的一端为一尖锐部33，从而使得整个环形纹路3近似一个三角形结构，通过尖锐部33能有效减弱入射光线的强度，使非光学有效部内杂光通过透镜的概率大大降低。而作为优选的方案，如图2所示，环形纹路3的截面为一个等腰三角形，这样可以使得透镜像侧表面的非光学有效部在对杂光进行散射时，可以更为均匀的将杂光朝向各个方向进行散射，从而进一步降低光纤的散射，从而降低杂光的能量。
[0037]
并且，需要说明的是，为了进一步提高透镜像侧表面非光学有效部对杂光的散射效果，在本实施方式中，环形纹路3也可铺满整个非光学有效部的非承靠部位。同时，为了方便透镜的生产和装配，各环形纹路3与非光学有效部2之间可采用一体成型的工艺。
[0038]
当然，在实际应用时，如图3所示，各环形纹路3也可以是由一斜面35和一竖直面34相互连接组成。或者如图4所示，各环形纹路3整体为一环形的圆弧面36。通过此种形式的环形纹路同样可以使非光学有效部2阻止杂光通过透镜的概率大大降低。
[0039]
此外，如图1所示，非光学有效部2的第二平面22还设有环形支撑部4。具体为，该环形支撑部4可以为一独立部件，而在本实施方式中，该环形支撑部4为第二平面22朝远离第一平面21的方向凸出形成。通过环形支撑部4，可使得本实施方式的非球面聚焦透镜能够与另一透镜进行装配。比如说，当采用两片透镜时，如图5所示，可在另一片透镜5的非光学有效部51上开设与环形支撑部4配合的环形凹槽52，并且将本实施方式的非球面聚焦透镜的环形支撑部4嵌设于环形凹槽52内，从而实现两片透镜的装配。
[0040]
作为优选地方案，如图1所示，环形支撑部4的内侧还开设环形凹槽41，通过该环形凹槽41，可实现对遮光片6的固定，通过遮光片6可对不需要穿过透镜的杂光进行遮挡，从而进一步提高透镜的聚光性能。
[0041]
另外，在本实施方式中，为了实现透镜在照明设备中的定位，如图1所示，非光学有效部2的外沿开设环形凹槽23，通过环形凹槽23可使得照明设备壳体上的定位环可直接嵌入该凹槽中，从而实现对该透镜的定位。
[0042]
本实用新型的第二实施方式涉及一种透镜组，如图6所示，包括：如第一实施方式
所示的非球面聚焦透镜、遮光片6。其中，遮光片6设置于非球面聚焦透镜的出光侧12的一侧。
[0043]
通过上述内容不难看出，由于透镜的光学有效部1的进光侧11由球面111和环形内凹面112构成，同时环形内凹面112是绕球面111的周向环设，并与球面111的外沿相连。结合图1不难看出，通过球面可实现照明设备在较近范围内的聚光，而通过环形内凹面112可实现照明设备在较远范围的聚光，使得照明设备具有较大的工作间距，因此在实际应用时可极大的减少透镜的数量，在降低照明设备生产成本的同时，还能减小照明设备中照明元件的体积，并且由于透镜数量的减少，可降低光线的散射现象，从而提高了照明设备的聚光性能。同时，通过遮光片6可对不需要穿过透镜的杂光进行遮挡，从而进一步提高透镜的聚光性能。
[0044]
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。