CN104180208A - 灯具及其透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透镜包括出光面、入光面及连接在出光面与入光面之间的外曲面，入光面形成有凹槽，凹槽的底部为趋向入光面方向凸出的球面，凹槽的内壁垂直于出光面，当光源发光时，光源发出的光的第一光束通过凹槽的球面折射入至出光面，再通过出光面折射出，形成第一窄光束，光源发出的光的第二光束通过凹槽的内壁折射至外曲面，通过外曲面进行全反射，再通过出光面折射出，形成第二窄光束，其中，第一光束相对光源的中心轴的发散角不大于16度，第二光束相对光源的中心轴的发散角大于16度，第一及第二窄光束相对光源的中心轴的发散角不大于12度。本发明实现了使光源发出的光全部照射于预设范围内，避免光能损坏。本发明还提供一种灯具。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种灯具及其透镜。
背景技术
目前随着发光二极管芯片和封装工艺的成熟，发光二极管亮度要求足以满足各个照明领域的需求。因此，发光二极管在各个领域被广泛应用。在具体应用领域中，为符合该领域的行业或国家标准，需要对发光二极管应用进行二次光学设计。而在进行发光二极管应用的二次光学设计中，由于发光二极管的发光角度的原因，发光二极管的大部分光线不经反射体而直接照射出去的，而未能照射到用户所需的范围，从而造成了光能损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灯具及其透镜，以灯具的光源发出的光照射在用户所需的范围内，从而避免光能损耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透镜，应用于灯具内，以对所述灯具的光源发出的光进行配光，从而输出窄光束，所述透镜包括出光面、入光面及连接在所述出光面与所述入光面之间的外曲面，所述入光面的面积小于所述出光面的面积，所述入光面向内凹陷形成有凹槽，所述凹槽的底部为趋向所述入光面方面凸出的球面，所述凹槽的内壁垂直于所述出光面，当所述光源设置于所述入光面处时，所述光源发出的光的第一光束通过所述凹槽的球面折射至所述出光面，再通过所述出光面折射出，从而形成第一窄光束，所述光源发出的光的第二光束通过所述凹槽的内壁折射至所述外曲面，通过所述外曲面进行全反射至所述出光面，再通过所述出光面折射出，从而形成第二窄光束，其中，所述第一光束相对所述光源的中心轴的发散角小于或等于16度，所述第二光束相对所述光源的中心轴的发散角大于16度，所述第一及第二窄光束相对所述光源10的中心轴的发散角小于或等于12度。
其中，所述外曲面是自所述出光面边缘逐渐向上收拢延伸形成的。
其中，所述第一窄光束为以光源的中心轴为轴，所述第一窄光束相对所述轴的发散角为5度。
其中，所述第二窄光束为以光源的中心轴为轴，所述第二窄光束相对所述轴的发散角为8度。
其中，所述透镜的材质为塑胶材质。
其中，所述出光面与所述入光面平行。
其中，所述透镜是轴对称结构，所述透镜呈圆锥台状。
本发明还提供一种灯具，包括光源及上述透镜，所述透镜对所述光源发出的光进行配光，以输出窄光束。
其中，所述光源为朗伯型发光二极管。
本发明一种透镜包括出光面、入光面及连接在所述出光面与所述入光面之间的外曲面，所述入光面的面积小于所述出光面的面积，所述入光面向内凹陷形成有凹槽，所述凹槽的底部为趋向所述入光面的球面，所述凹槽的内壁垂直于所述出光面，当所述光源设置于所述入光面处时，所述光源发出的光的第一光束通过所述凹槽的球面折射入至所述出光面，再通过所述出光面折射出，从而形成第一窄光束，所述光源发出的光的第二光束通过所述凹槽的内壁折射至所述外曲面，通过所述外曲面进行全反射至所述出光面，再通过所述出光面折射出，从而形成第二窄光束，其中，所述第一光束相对所述光源的中心轴的发散夹角小于或等于16度，所述第二光束相对所述光源的中心轴的发散角大于16度，所述第一及第二窄光束相对所述光源10的中心轴的发散角小于或等于12度。因此，本发明实现了使所述光源发出的光全部照射于预设范围（由所述出光面射出的光束均相对所述光源10的中心轴的发散角小于或等于12度）内，从而避免了光能损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施方式提供的一种灯具的正面图；
图2是图1沿A-A方向的剖面图；
图3是图1的光路图；
图4是图1的照射效果图；
图5是图1的配光曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种灯具100。所述灯具100包括光源10及透镜20。所述透镜20用于对所述光源10发出的光进行配光，从而输出窄光束。
请继续参阅图2及图3，所述透镜20包括出光面21、入光面22及连接在所述出光面21与所述入光面22之间的外曲面23。所述入光面22的面积小于所述出光面21的面积。所述入光面22向内凹陷形成有凹槽24。所述凹槽24的底部为趋向所述入光面22方向凸出的球面242。所述凹槽24的内壁244垂直于所述出光面21。当所述光源10设置于所述入光面21处时，所述光源10发出的光的第一光束11通过所述凹槽24的球面242折射至所述出光面21，再通过所述出光面21折射出，从而形成第一窄光束111。所述光源10发出的光的第二光束12通过所述凹槽24的内壁244折射至所述外曲面23，通过所述外曲面23进行全反射至所述出光面21，再通过所述出光面21折射出，从而形成第二窄光束121。其中，所述第一光束11相对所述光源10的中心轴I的发散角θ1小于或等于16度以内。所述第二光束12相对所述光源10的中心轴I的发散角θ2大于16度，所述第一及第二窄光束111及121相对所述光源10的中心轴I的发散角小于或等于12度。
具体地，所述第一窄光束111相对所述光源10的中心轴I的发散角小于或等于5度。所述第二窄光束121相对所述光源10的中心轴I的发散角小于或等于8度。
在本实施方式中，所述透镜20是轴对称结构。所述透镜20概呈圆锥台状。所述外曲面23是自所述出光面21边缘逐渐向上收拢延伸形成的。所述透镜100的材质为塑胶材质，如亚克力材质。所述出光面21与所述入光面22平行。所述光源10为朗伯型发光二极管。
请继续参考图4及图5，将一个朗伯型发光二极管安装至所述透镜20的入光面22处。通过模拟仿真可知，通过所述透镜20对所述朗伯型发光二极管发出的光进行配光后，在2米远测试位置最高光照度可以达到700lux，其中光斑半径为0.4米。
本发明所述透镜20包括出光面21、入光面22及连接在所述出光面21与所述入光面22之间的外曲面23。所述入光面22的面积小于所述出光面21的面积。所述入光面22向内凹陷形成有凹槽24。所述凹槽24的底部为趋向所述入光面22的球面242。所述凹槽24的内壁244垂直于所述出光面21。当所述光源10设置于所述入光面21处时，所述光源10发出的光的第一光束11通过所述凹槽24的球面242折射入至所述出光面21，再通过所述出光面21折射出，从而形成第一窄光束111。所述光源10发出的光的第二光束12通过所述凹槽24的内壁244折射至所述外曲面23，通过所述外曲面23进行全反射至所述出光面21，再通过所述出光面21折射出，从而形成第二窄光束121。其中，所述第一光束11相对所述光源10的中心轴I的发散角θ1小于或等于16度以内。所述第二光束12相对所述光源10的中心轴I的发散角θ2大于16度，所述第一及第二窄光束111及121相对所述光源10的中心轴I的发散角小于或等于12度。因此，本发明实现了使所述光源10发出的光全部照射在预定范围（由所述出光面21射出的光束均相对所述光源10的中心轴I的发散角小于或等于12度），从而避免了光能损耗。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种透镜，应用于灯具内，以对所述灯具的光源发出的光进行配光，从而输出窄光束，其特征在于：所述透镜包括出光面、入光面及连接在所述出光面与所述入光面之间的外曲面，所述入光面的面积小于所述出光面的面积，所述入光面向内凹陷形成有凹槽，所述凹槽的底部为趋向所述入光面方向凸出的球面，所述凹槽的内壁垂直于所述出光面，当所述光源设置于所述入光面处时，所述光源发出的光的第一光束通过所述凹槽的球面折射至所述出光面，再通过所述出光面折射出，从而形成第一窄光束，所述光源发出的光的第二光束通过所述凹槽的内壁折射至所述外曲面，通过所述外曲面进行全反射至所述出光面，再通过所述出光面折射出，从而形成第二窄光束，其中，所述第一光束相对所述光源的中心轴的发散角小于或等于16度，所述第二光束相对所述光源的中心轴的发散角大于16度，所述第一及第二窄光束与所述光源的中心轴的发散角小于或等于12度。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述外曲面是自所述出光面边缘逐渐向上收拢延伸形成的。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一窄光束为以光源的中心轴为轴，所述第一窄光束相对所述轴的发散角为5度。
4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第二窄光束为以光源的中心轴为轴，所述第二窄光束相对所述轴之间的发散角为8度。
5.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜的材质为塑胶材质。
6.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述出光面与所述入光面平行。
7.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜是轴对称结构，所述透镜呈圆锥台状。
8.一种灯具，包括光源及如权利要求1-7任一项所述的透镜，所述透镜对所述光源发出的光进行配光，以输出窄光束。
9.根据权利要求8所述的灯具，其特征在于，所述光源为朗伯型发光二极管。
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