CN105221968A - 一种照明灯具 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/10—Construction

Abstract

本发明提供了一种照明灯具，包括具有光轴的透镜，依次沿光轴的延伸方向上设置的发光元件和反射器，透镜包括靠近发光元件的内表面和远离发光元件的外表面，内表面包括顶面和环面，环面沿光轴的延伸方向延伸且环绕光轴，并截止于顶面，顶面的半径与环面沿光轴的延伸方向的高度的比值范围为3/4至8/5，发光元件的第一光线依次经过顶面和外表面的折射形成第一出射光，发光元件的第二光线先依次经过环面和外表面的折射、再经过反射面的反射从而形成第二出射光。

Description

一种照明灯具
技术领域
本发明涉及一种照明灯具。
背景技术
目前，利用透镜加反射器的光学结构改善光斑的方式越来越普遍，其光斑效果好，比单反射器结构的光斑更加均匀，比单透镜结构的光斑的边缘收光性更好。市面上普遍采用同一款透镜配合多款反射器以达到不同光束角的目的，但这种结构配置的光学效率较低。
因此，为了在使得光斑效果更好的同时，增强光学效率，亟需一种具有特殊设计的透镜和反射器结构的照明灯具。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种通过分配发光元件出射光的比例，达到增加光学效率的照明灯具。
本发明公开了一种照明灯具，包括具有光轴的透镜，依次沿所述光轴的延伸方向上设置的发光元件和反射器，所述透镜包括靠近所述发光元件的内表面和远离所述发光元件的外表面，所述内表面包括顶面和环面，所述环面沿所述光轴的延伸方向延伸且环绕所述光轴，并截止于所述顶面，所述顶面的半径与所述环面沿所述光轴的延伸方向的高度的比值范围为3/4至8/5，所述发光元件的第一光线依次经过所述顶面和所述外表面的折射形成第一出射光，所述发光元件的第二光线先依次经过所述环面和所述外表面的折射、再经过所述反射面的反射从而形成第二出射光。
优选地，所述顶面为平面，或者为向所述发光元件凸出的圆弧面。
优选地，所述光轴穿过所述顶面的中心。
优选地，所述外表面包括接收所述第一光线、与所述顶面相对的中间部分，所述中间部分为平面结构或者菲涅耳透镜结构。
优选地，所述外表面为球面或者类球面。
优选地，所述反射面为圆弧面。
优选地，所述透镜还包括底面，位于所述反射器的底部，连接所述内表面和所述外表面。
优选地，所述底面与所述反射器的底部平齐。
优选地，所述发光元件为点光源或面光源。
优选地，所述发光元件为多个，每一所述发光元件外均设有一所述透镜；多个所述透镜形成一透镜组。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.根据本发明配置的照明灯具，能够通过分配透镜直接出光与经过反射器出光的光线的比例，以达到增加灯具光学效率的目的。
2.根据本发明配置的照明灯具，通过设计具有相应的顶面和环面的尺寸比例的透镜，可以得到不同光束角的出射光线。
附图说明
图1为符合本发明优选实施例的照明灯具中，为出射窄光束角而配置的结构示意图；
图2为图1中透镜的结构示意图；
图3为图1的光路图；
图4为符合本发明优选实施例的照明灯具中，为出射中光束角或宽光束角而配置的结构示意图；
图5为图4中透镜的结构示意图；
图6为图4的光路图。
附图标记：
1-透镜，11-光轴，12-内表面，13-外表面，14-顶面，15-环面，16-底面；
2-发光元件；
3-反射器；
41-第一光线，42-第一出射光；
51-第二光线，52-第二出射光；
r-顶面的半径，h-环面的高度。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参阅图1至图6，符合本发明优选实施例中的照明灯具，其包括透镜1、发光元件2和反射器3，透镜1具有一个光轴11，沿该光轴11的延伸方向，发光元件2和反射器3依次设置，组成一个能够将发光元件2的出射光分成透镜1直接出射和经过反射器3的反射而出射的两部分光线的照明灯具。
如图2和图5所示，透镜1包括内表面12和外表面13，在本发明的一个优选实施例中，透镜1还包括连接内表面12和外表面13的底面16。其中，内表面12靠近发光元件2用于接收发光元件2的出射光，外表面13远离发光元件2，且在一些具体实施例中外表面13与反射器3的反射面可以接触或者外表面13的直径最大处固定在反射器3的反射面上，用于出射光线，底面16设置在反射器3的底部，优选与反射器3的底部平齐，设置在承载有发光元件2的基板上从而实现固定。
在本发明的一个优选实施例中，底面16是一种环形表面，内表面12和外表面13分别从底面16的内侧和外侧沿光轴11的延伸方向凸出，从而使得内表面12围设形成一个腔体，增大接收发光元件2的出射光的角度，在本发明的具体实施例中，发光元件2所发射出的与光轴11的夹角在±120°范围内的光线均能够被透镜1的内表面12所接收。其中，透镜1的内表面12包括顶面14和环面15，顶面14为自透镜1的底部沿光轴11的延伸方向拉伸形成的与透镜1的底部有一定距离的入射表面，环面15自透镜1的底部沿光轴11的延伸方向拉伸形成的环绕光轴11，在一些优选实施例中，环面15为圆柱面，环面15截止于顶面14。优选地，光轴11穿过顶面14的中心，使得经过照明灯具出射的光斑可以接近于中心对称图形。这样，发光元件2的出射光线能够均匀地照射到透镜1的内表面12上，达到较好的均匀出射的光斑效果。当然，本发明也可以根据特殊照明场合的需要，通过改变环面15相对光轴11的倾斜角度，或者将发光元件2偏光轴11设置等等手段，以达到特殊照明场合要求的非均匀出射的光斑效果。
在符合本发明的优选实施例中，可以通过调节透镜1的顶面14的半径r与环面15沿光轴11的延伸方向的高度h之间的大小关系，以得到不同光束角度的出射光线，例如，r/h的比值较大时，可以得到较宽光束角度的出射光线，即发散的混合光线，r/h的比值较小时，则可以得到较窄光束角度的出射光线，即汇聚的聚焦光线。在本发明的优选实施例中，顶面14的半径r与环面15沿光轴11的延伸方向的高度h的比值范围为3/4至8/5，当r/h接近或等于3/4时，发光元件2经过透镜1和反射器3后的出射光线为汇聚的聚焦光线，即窄光束角度出射光，当r/h接近或等于8/5时，发光元件2经过透镜1和反射器3后的出射光线为发散的混合光线，即宽光束角度出射光，当r/h接近或等于2.35时，发光元件2经过透镜1和反射器3后的出射光线的光束角度趋于适中，即中光束角度出射光。通过上述配置，本发明的照明灯具可以根据不同照明场合的要求，选用具有相应r/h值的透镜1，其中当r/h值为3/4时，从照明灯具出射的光线的光束角度为60°的窄光束，当r/h值为8/5时，从照明灯具出射的光线的光束角度为98°的宽光束，当然，当r/h值在3/4至8/5的范围内时，从照明灯具出射的光线的光束角度在60°至98°之间。宽光束角度的出射光辐射范围大，光斑均匀，比较适合大范围照明的场合，窄光束角度的出射光聚焦能力强，光斑亮度高，比较适合需要针对性照明的场合，本发明的照明灯具能够灵活地根据不同的照明场合选用不同的透镜1形成符合要求的照明模式。
如图3和图6所示，从发光元件2出射的第一光线41依次经过顶面14和外表面13的折射形成第一出射光42，从发光元件2出射的第二光线51先依次经过环面15和外表面13的折射、再经过反射面的反射从而形成第二出射光52。通过分配透镜1直接出光与经过反射器3出光的光线的比例，即第一出射光42和第二出射光52的比例，针对在不同的照明场合，在不损失光斑特性的前提下，达到增加照明灯具光学效率的目的。
在本发明的优选实施例中，透镜1的顶面14设计成平面，或者向发光元件2方向凸出的圆弧面。当顶面14为平面时，顶面14与外表面13形成平凸透镜的结构，出射光线时的畸变比较小，接近于理想透镜1；当顶面14为圆弧面时，顶面14与外表面13形成双凸透镜的结构，对于光线的汇聚能力更强，在需要形成窄光束的场合具有较强的作用。
在本发明的优选实施例中，透镜1的外表面13是一种球面或者类球面，增强出射光线的发散效果，在需要形成宽光束的场合具有较强的作用。
在本发明的优选实施例中，透镜1的外表面13上，用于接收并折射第一光线41最终形成第一出射光42的、与顶面14相对的中间部分，可以设计成平面结构或者菲涅耳透镜1结构。当外表面13的中间部分是菲涅耳透镜的结构时，能够得到更强的聚光性能，同时还具有较大的辐射面积，既能够适应需求窄光束的照明场合，又能够适应需求宽光束的照明场合。
在本发明的优选实施例中，照明灯具的透镜1可以适应不同种类的发光元件2，例如点光源或者面光源，针对点光源和面光源，该透镜1的内表面12均能够接收入射角度在±120°范围内的光线。
在本发明的优选实施例中，在同一个反射器3的底部，可以设置多组发光元件2和透镜1的组合，每一透镜1均设在发光元件2的前方，多个发光元件2可以固定在同一个安装基础(未示出)上，多个透镜1可以形成一个集成、完整的透镜组。并且，透镜组中所选用的透镜1可以完全相同，也可以多样化，既可以通过集成多个r/h值接近3/4的透镜1加强汇聚效果，也可以通过集成多个r/h值接近8/5的透镜1加强光斑的均匀效果和辐射面积，还可以混合多种r/h值的透镜1以适应特定照明场合的要求。
根据本发明配置的照明灯具，能够通过分配透镜1直接出光与经过反射器3出光的光线的比例，以达到增加灯具光学效率的目的。此外，通过设计具有相应的顶面14和环面15的尺寸比例的透镜1，可以得到不同光束角的出射光线。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种照明灯具，包括具有光轴的透镜，依次沿所述光轴的延伸方向上设置的发光元件和反射器，所述透镜包括靠近所述发光元件的内表面和远离所述发光元件的外表面，其特征在于，
所述内表面包括顶面和环面，所述环面沿所述光轴的延伸方向延伸且环绕所述光轴，并截止于所述顶面，所述顶面的半径与所述环面沿所述光轴的延伸方向的高度的比值范围为3/4至8/5，所述发光元件的第一光线依次经过所述顶面和所述外表面的折射形成第一出射光，所述发光元件的第二光线先依次经过所述环面和所述外表面的折射、再经过所述反射器的反射面的反射从而形成第二出射光。
2.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述顶面为平面，或者为向所述发光元件凸出的圆弧面。
3.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述光轴穿过所述顶面的中心。
4.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述外表面包括接收所述第一光线、与所述顶面相对的中间部分，所述中间部分为平面结构或者菲涅耳透镜结构。
5.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述外表面为球面或者类球面。
6.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述反射面为圆弧面。
7.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述透镜还包括底面，位于所述反射器的底部，连接所述内表面和所述外表面。
8.如权利要求7所述的照明灯具，其特征在于，所述底面与所述反射器的底部平齐。
9.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述发光元件为点光源或面光源。
10.如权利要求1所述的照明灯具，其特征在于，所述发光元件为多个，每一所述发光元件外均设有一所述透镜；多个所述透镜形成一透镜组。
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