CN104595847B - 透镜 - Google Patents

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胡朝景
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources

Abstract

一种透镜，包括入光面及与入光面相对设置的出光面，透镜还包括穿设入光面及出光面的光轴，出光面包括多个不连续的曲面，每一曲面在靠近光轴的位置内凹，在远离光轴的位置外凸。透镜可产生多股独立的光束，从而实现多区域照明的效果。

Description

透镜
技术领域
本发明涉及一种透镜，特别是指一种照明用透镜。
背景技术
发光二极管作为新兴的光源，已被广泛地应用于各种用途当中，特别是用于各种照明灯具。现有的灯具为了实现多区域的照明效果，通常是将多个发光二极管分别设为不同的朝向，使相应的发光二极管朝向各自的区域照明，由此组合形成所需的光型。然而，由于需要使用大量的发光二极管，导致灯具的整体成本较高。并且，此种灯具还需要为各发光二极管配备不同的支架以将发光二极管定位于不同的朝向，从而更增加了灯具的生产及制造成本。
发明内容
因此，有必要提供一种成本较低的透镜。
一种透镜，包括入光面及出光面，透镜还包括穿过入光面及出光面的光轴，出光面包括多个不连续的曲面，每一曲面在靠近光轴的位置向内凹陷，在远离光轴的位置向外凸出。
由于透镜的出光面曲面为不连续设置，因而每一曲面均可对应产生一照明区域。并且，当透镜搭配光源使用时，每一曲面凹陷的部分可将光轴附近的光线扩散，每一曲面凸出的部分可将远离光轴的光线会聚，从而使各照明区域获得独立的光束。此外，由于仅需搭配透镜使用即可获得多区域的照明效果，而透镜的制造成本也相对较低，因而使用透镜的灯具的整体成本也可得到有效的降低。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明一实施例的透镜的立体图。
图2为图1的透镜的倒置图。
图3为图1的透镜的仰视图。
图4为图1的透镜沿IV-IV线的剖面图，其中一光源被置于透镜内。
图5为图1的透镜沿V-V线的剖面图，其中光源被置于透镜内。
图6为图1的透镜的光型图。
主要元件符号说明
发光二极管 10
透镜 20
空腔 200
底面 22
入光面 24
弧面 240
界线 242
交点 244
出光面 26
曲面 260
凹面 261
交线 262
凸面 263
交点 264
侧面 28
平面 280
光束 30
暗区 32
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及5，示出了本发明一实施例的透镜20，其用于对发光二极管10的光线进行调节，以形成所需的光型。
透镜20由透明的材质一体成型，如环氧树脂、硅胶、玻璃等。透镜20整体大致呈方形，其包括一底面22、一形成于底面22内的入光面24、一与底面22相对设置的出光面26及一连接出光面26及底面22的侧面28。透镜20还包括一穿过发光二极管10、入光面24中心及出光面26中心的光轴O。
请一并参阅图2-4，透镜20的底面22呈方形，其中部向上凹陷而形成一空腔200。空腔200大致呈锥形，其用于收容发光二极管10。空腔200在透镜20底面22的开口为方形。空腔200的直径自下至上逐渐减小。空腔200的内壁面形成透镜20的入光面24。本实施例中，入光面24由不连续的四弧面240连接而成。每一弧面240大致呈三角形，其向内并向上弯曲。每一弧面240的宽度自下至上逐渐减小。每一弧面240本身为平滑的弧面。相邻的二弧面240之间为非平滑连接，因而在相邻二的弧面240之间形成一界线242。界线242为弧线，其自透镜20的底面22向上并向内弯曲延伸。四界线242两两相对设置，且共同相交于同一交点244。光轴O穿过四界线242的交点244。每二相对的界线242共面，且于交点244处平滑连接。每一弧面240的曲率从其二界线242朝向中部逐渐增大。发光二极管10发出的光线经由入光面24进入透镜20内。由于透镜20的四弧面240均为不连续，因而光线在进入透镜20时将被四弧面240所扩散并分隔而形成四股基本独立的光束。
请一并参阅图6，透镜20的出光面26由不连续的四曲面260连接而成。四曲面260与入光面24的四弧面240一一对应。每一曲面260大致呈三角形，从而使出光面26整体呈现出锥形的构造。每一曲面260的宽度自外向内逐渐减小。每一曲面260本身为平滑的曲面，其在靠近光轴O的位置处向下凹陷而形成一凹面261，在远离光轴O的位置处向上凸出而形成一凸面263。凸面263与凹面261平滑连接，且凸面263的曲率大于凹面261的曲率，凸面263的面积大于凹面261的面积。每一曲面260的高度自内向外先逐渐增大再逐渐减小。相邻的二曲面260之间为非平滑连接，因而在相邻的二曲面260之间形成一交线262。交线262为曲线，其自外向内先向上弯曲再向下弯曲。每一交线262与相应的一界线242正对。四交线262两两相对设置，且共同相交于同一交点264。光轴O同样穿过四交线262的交点264。每二相对的交线262共面，且于交点264平滑连接。每一曲面260的凸面263的曲率从其二交线262朝向中部逐渐增大，每一曲面260的凹面261的曲率也从其二交线262朝向中部逐渐增大。进入透镜20内的基本独立的四股光束分别对应照射到出光面26的四曲面260上，每一曲面260的凹面261将对应的光束中偏离光轴O角度较小的光线进一步扩散，每一曲面260的凸面263则将对应的光束中偏离光轴O角度较大的光线进行会聚。由此，从出光面26出射的光线最终形成四股清晰的光束30。四股光束30之间则形成一大致呈四角星的暗区32，四股光束30通过暗区32分隔。由于发光二极管10的光线被透镜20调整为四股独立的光束30，因而可同时对多个区域进行照明。并且，透镜20的制造成本较低，因而可有效降低使用透镜20的灯具的成本。此外，透镜20的安装过程也较为快捷，因而可有效简化使用透镜20的灯具的安装过程。
侧面28垂直于底面22并与出光面26连接。本实施例中，侧面28由四平面280连接而成。每一平面280连接底面22及一相应的曲面260。四平面280两两相对设置，且均垂直于底面22。每二相邻的平面280相互垂直，每二相对的平面280相互平行。

Claims (9)

1.一种透镜，包括入光面及与入光面相对设置的出光面，所述透镜还包括穿设入光面及出光面的光轴，其特征在于：所述出光面包括多个不连续的曲面，相邻的两曲面之间为非平滑连接，每两相邻的曲面之间形成交线，每一曲面在靠近光轴的位置内凹，在远离光轴的位置外凸；所述入光面包括多个不连续的弧面，每一弧面与相应的一曲面相对设置，每两相邻的两弧面之间为非平滑连接，每相邻的两弧面之间形成界线；每一交线与相应的界线正对。
2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：每一曲面在内凹处形成凹面，在外凸处形成凸面，凸面与凹面平滑连接。
3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于：凹面的曲率小于凸面的曲率。
4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：每一曲面的宽度朝向光轴逐渐减小。
5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：各交线共同相交于位于光轴上的同一交点。
6.如权利要求5所述的透镜，其特征在于：每二相对的交线在交点平滑连接。
7.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：每一弧面为宽度自下至上逐渐减小的凹面。
8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：还包括开设有空腔的底面，入光面形成于空腔内。
9.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：还包括具有多个平面的侧面，每一平面连接相应的曲面及底面，每一平面垂直于底面。
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