CN103017083B - 透镜模块和具有该透镜模块的照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光源的透镜模块(10)，包括底座(1)、至少两个透镜(2)，其特征在于，所述底座(1)包括安装孔(3)，所述至少两个透镜(2)至少利用出光部分(4)可旋转地安装在所述安装孔(3)中，每一个透镜的出光部分(4)具有结构化的表面(5)，通过所述透镜(2)在所述安装孔(3)中的旋转来调整所述结构化的表面(5)相对于入射光的取向用于输出组合的光分布图案。此外本发明还涉及一种具有该透镜模块的照明装置。根据本发明的透镜模块制造和装配成本低廉，并且具有较强的通用性和用户友好性，通过简单的调整就可以获得理想的光分布图案。

Description

透镜模块和具有该透镜模块的照明装置

技术领域

本发明涉及一种用于光源的透镜模块和一种具有该透镜模块的照明装置。

背景技术

在现代的照明装置中，透镜或反射体是重要的组成部分，用于获得理想的照明效果。根据不同的使用目的，需要可以形成不同光分布图案的透镜模块。例如，在走廊上优选地需要椭圆形的光分布图案，由此可以减少所需的照明装置数量，而在使用泛光灯时，通常希望获得圆形的光分布图案。在现有技术的照明装置中，透镜模块常常被一体地注塑而成。由此产生的缺点一方面在于，对于不同的使用目的必须选择不同的透镜模块，这样会显著地增加安装成本；另一方面，由于透镜模块的方向角和光束角不同，因此用户不得不有针对性地选择使用透镜模块，在一个照明装置中安装多个适合的模块才能实现所期望的光效果。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种新型的用于光源的透镜模块以及一种具有该透镜模块的照明装置，这种透镜模块制造和装配成本低廉，并且具有较强的通用性和用户友好性，通过简单的调整就可以获得理想的光分布图案。

根据本发明提出一种用于光源的透镜模块，包括底座、至少两个透镜，其中底座包括安装孔，至少两个透镜至少利用出光部分可旋转地安装在安装孔中，每一个透镜的出光部分具有结构化的表面，通过透镜在安装孔中的旋转来调整结构化的表面相对于入射光的取向用于输出组合的光分布图案。通过将透镜的出光部分的表面根据光学原理进行结构化，从而可以将输入的光以预定的角度输出，进而通过旋转各个透镜的出光部分对单个透镜模块输出的光斑进行组合，从而可以获得各种理想的不同的光分布图案。由此可以根据不同的应用环境进行简单便捷的调整，充分地体现了根据本发明的透镜模块的较高的通用性。在此，出光部分至少包括结构化的表面，在一定条件下也可以包括透镜和结构化表面连接的部分。

在根据本发明的一个优选的设计中，结构化的表面具有V缺口阵列或者波浪形缺口阵列。这种结构化的表面有利地引起光束在穿透该表面以后朝向预定的方向偏转。

在根据本发明的一个优选的设计中，V缺口阵列或者波浪形缺口阵列包括多个平行的列。这种结构化的表面有利地使得光束朝向同一方向偏转。

在根据本发明的一个优选的设计中，透镜包括：从内部接收所述入射光的、具有内反射壁的杯状部分；以及形成出光部分的薄片，该薄片覆盖杯状部分的开口。在此，透镜的杯状部分和薄片可形成用于容纳光源的封闭腔体。并且该薄片远离内反射壁的表面被结构化，即具有V缺口阵列或者波浪形缺口阵列。各个单独的透镜可以作为一个整体在安装孔中旋转，由于具有结构化的表面，透镜可以根据自身的角位产生朝向预定方向的偏光效果。

在根据本发明的一个优选的设计中，底座具有在出光侧的外侧表面，薄片与底座的外侧表面齐平。这种设计确保了透镜模块的外观美观，有利于装配。

在根据本发明的一个优选的设计中，薄片防旋转地与杯状部分安装在一起。此外，透镜也可以由杯状部分和薄片一体制成。由此体现了作为一个整体的透镜的良好的可拆卸性，并且便于对各个透镜进行调整。

在根据本发明的一个优选的设计中，还包括安装在杯状部分上的旋转环和用于将旋转环固定到底座与外侧表面相对的内侧表面上的锁定件。通过对旋转环进行操纵、例如对其进行旋转，可以带动整个透镜进行旋转，在将透镜旋转到适合的位置时，能够利用锁定件实现对旋转环的限位固定。

在根据本发明的另一个优选的设计中，锁定件设计为卡勾。也可以考虑将锁定件设计为其他具有锁定功能的元件。

在根据本发明的另一个优选的设计中，设置有至少四个对称分布的透镜。如果在透镜模块中轴对称或中心对称地布置四个或八个或更多的透镜，通过对各个透镜的角位进行调整，则可以更加精确地对各个透镜的出射光的光斑进行组合，以便获得较为复杂的光分布图。

优选地，透镜为四个，并且透镜彼此布置成正方形阵列。在这种简单的情况下，通过旋转底座中的各个具有结构化表面的透镜，可以形成具有简单的几何形的光分布图。

在根据本发明的一个优选的设计中，透镜的结构化的表面具有相同角位，用于组合形成条形光分布图案。也就是说，各个透镜的结构化表面具有相同的指向，从而使全部出射光朝向一个方向偏转，由此形成了长条形的光分布图案。

而在根据本发明的另一个优选的设计中，透镜的结构化的表面彼此具有90°的角位差，用于组合形成心形光分布图案。在此情况下，各个相邻的透镜的结构化表面具有相互垂直的指向，从而使两部分偏转的出射光相互垂直，由此组合成心形的光分布图案。

本发明还涉及一种照明装置，其包括上述透镜模块和安装在透镜模块的各个透镜中的发光组件，其中发光组件包括电路板和设置在电路板上的光源。

在根据本发明的一个优选的设计中，光源位于由杯状部分和薄片限定出的封闭腔体中，并且位于和薄片相对的位置上。

优选地，光源为LED。也可以选用常用的荧光光源或其他形式的光源作为LED的替代物。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的透镜模块的底面立体图；

图2是根据本发明的透镜的侧视图；

图3是图2中透镜的光路图；

图4a是根据本发明的透镜模块的第一实施例的正视图；

图4b是图4a中透镜模块的光分布图；

图5a是根据本发明的透镜模块的第二实施例的正视图；

图5b是图5a中透镜模块的光分布图；

图6a是根据本发明的透镜模块的第三实施例的正视图；

图6b是图6a中透镜模块的光分布图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的透镜模块的底面立体图。透镜模块10包括底座1、透镜2(在该实施方式中为四个透镜)以及安装孔3。为了使透镜2的至少出光部分4可以旋转地安装在安装孔3中，因此透镜模块10还包括用于安装在透镜2上的旋转环8和用于将旋转环8固定到底座1的内表面上的锁定件9。透镜2包括具有内反射壁的杯状部分6，旋转环8设置在该杯状部分6上。

由于各个透镜2具有结构化的表面5(参见图2-5)，因此可以使出射光朝向预定方向偏转。通过利用旋转环8带动杯状部分6和进而出光部分4在安装孔3中进行旋转，可以调整各个透镜2所产生的光斑，并在处于适合的角位时利用锁定件9、例如卡勾将透镜2锁定在该位置上。对于整个透镜模块10而言，基于透镜2分别产生的单个光斑可以组合出所期望的光分布图案。由此可以实现利用尽可能少的透镜模块10产生形状各异的光分布图，极大地减少了在根据现有技术的照明装置中需要安装的透镜模块10的数量。此外由于通过机械连接将透镜2可以旋转地固定在底座1中，因此可以较容易地对各个透镜2进行更换或调整，由此充分体现了较强的用户友好性和通用性。

图2是根据本发明的单个透镜的侧视图。透镜2具有杯状部分6和防旋转地固定并覆盖在杯状部分6上的薄片7，由此限定出用于容纳光源13的封闭腔体。此外，透镜2也可以由杯状部分6和薄片7一体制成。在此，薄片7用作出光部分4。为了获得良好的光效率，杯状部分6具有内反射壁，并且薄片7具有结构化的表面5。在图中示出的实施方式中，结构化的表面5具有V缺口阵列11。在此V缺口阵列11包括多个平行的列。当然也可以以波浪形缺口阵列来代替V缺口阵列11。为了便于对透镜2进行调整或拆装，薄片7防旋转地与杯状部分6安装在一起。

结合图3中示出的光路图可以看出，光源13发出的入射光在杯状部分6经过反射后，穿过薄片7由结构化的表面5射出。基于结构化的表面5上的V缺口阵列11，使得出射光朝向预定的方向偏转(在图3中朝向左边)。也就是说，这种透镜2可以实现偏光效果。

图4a是根据本发明的透镜模块的第一实施例的正视图。四个透镜2的出光部分4对称地位于底座1的安装孔3中，形成正方形的四个顶点。为了美观并且便于安装，至少薄片7优选地位于安装孔3中，并且和底座1的表面齐平。在此实施例中，经过在安装孔3中对透镜2进行旋转地调节，使结构化的表面5上的V缺口阵列11指向垂直方向。参考图4b可以看出，这样调整的透镜2使出射光朝向同一方向偏转，由此得到均匀的长条形的光分布图案。这种光分布效果特别适合于走廊照明或其他对于长形延伸区域的照明。

图5a是根据本发明的透镜模块的第二实施例的正视图。在该实施例中，将各个透镜2分别相对于相邻透镜旋转90°。从图中可以看出，各个透镜2的V缺口阵列11彼此垂直，基于偏光效果，这样自然会使出射光的两组光斑相互垂直。结合图5b可以看出这种透镜模块10的光分布图。相互垂直的光斑组合成心形，由于四个透镜2设计为对称分布，因此该心形光分布图案的两个边缘区域相互垂直并且具有相等的长度和面积。这种光分布效果特别适合于拐角照明或其他对于角落区域的照明。通过调整透镜2的角位，避免出射光照射在例如墙壁等无需照明的区域上，由此可以节省能耗，提高有效照明区域的光效率。

还可以根据具体应用条件在安装孔3中旋转透镜2，将其调整到其他适合的角位，例如在图6a中可以使两列透镜2具有60°的角位差，用于组合成在图6b中示出的具有60°夹角的心形光分布图案。当然，也可以通过在底座1中设置多于四个的透镜2，并且分别对各个透镜2、特别是其结构化的表面5的取向进行调整，从而可以获得更加精准的光分布图案。

在具有上述透镜模块10的根据本发明的照明装置中，还包括有安装在透镜模块10的各个透镜2中的发光组件12，其中发光组件12包括电路板和设置在其上的光源13。光源13位于由杯状部分6和薄片7限定出的封闭腔体中，并且位于和薄片7相对的位置上。光源13例如可以是LED，也可以是其他常规的光源。例如卤素光源或荧光光源。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标号列表

1 底座

2 透镜

3 安装孔

4 出光部分

5 结构化的表面

6 杯状部分

7 薄片

8 旋转环

9 锁定件

10 透镜模块

11 V缺口阵列/波浪形缺口阵列

12 发光组件

13 光源

Claims (14)

1.一种用于光源的透镜模块(10)，包括底座(1)、至少两个透镜(2)，其特征在于，所述底座(1)包括安装孔(3)，所述至少两个透镜(2)至少利用出光部分(4)可旋转地安装在所述安装孔(3)中，每一个透镜(2)的出光部分(4)具有结构化的表面(5)，通过所述透镜(2)在所述安装孔(3)中的旋转来调整所述结构化的表面(5)相对于入射光的取向用于输出组合的光分布图案，其中，所述透镜(2)包括：从内部接收所述入射光的、具有内反射壁的杯状部分(6)；以及形成所述出光部分(4)的薄片(7)，所述薄片(7)覆盖所述杯状部分(6)的开口。

2.根据权利要求1所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述结构化的表面(5)具有V缺口阵列或者波浪形缺口阵列(11)。

3.根据权利要求2所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述V缺口阵列或者波浪形缺口阵列(11)包括多个平行的列。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述底座(1)具有在出光侧的外侧表面，所述薄片(7)与所述底座(1)的外侧表面齐平。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述薄片(7)防旋转地与所述杯状部分(6)安装在一起。

6.根据权利要求5所述的透镜模块(10)，其特征在于，还包括安装在所述杯状部分(6)上的旋转环(8)和用于将所述旋转环(8)固定到所述底座(1)与外侧表面相对的内侧表面上的锁定件(9)。

7.根据权利要求6所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述锁定件(9)设计为卡勾。

8.根据权利要求6所述的透镜模块(10)，其特征在于，设置有至少四个对称分布的所述透镜(2)。

9.根据权利要求8所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述透镜(2)为四个，并且所述透镜(2)彼此布置成正方形阵列。

10.根据权利要求9所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述透镜(2)的所述结构化的表面(5)具有相同角位，用于组合形成条形光分布图案。

11.根据权利要求9所述的透镜模块(10)，其特征在于，所述透镜(2)的所述结构化的表面(5)彼此具有90°的角位差，用于组合形成心形光分布图案。

12.一种照明装置，其特征在于，具有根据权利要求1-11中任一项所述的透镜模块(10)和安装在所述透镜模块(10)的各个透镜(2)中的发光组件(12)，其中所述发光组件(12)包括电路板和设置在所述电路板上的光源(13)。

13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，所述光源(13)位于由杯状部分(6)和薄片(7)限定出的封闭腔体中，并且位于和所述薄片(7)相对的位置上。

14.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，所述光源(13)为LED。