CN105546432A - 洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种洗墙灯透镜，包括透镜主体和支撑所述透镜主体的透镜基座，透镜主体包括接收从光源发出光线的内表面和出射光线的外表面，其中外表面包括用于将光线全反射至洗墙面的第一曲面、用于将光线折射至洗墙面的第二曲面和用于将光线全反射至洗墙面的第三曲面，所述第一曲面和所述第二曲面由连续曲线绕Y轴旋转180度所构成，所述第三曲面由连续曲线绕Y轴旋转-180度所构成的。本发明的目的是提供一种洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯，通过三个曲面的共同作用能减少杂散光，提高光效。整体透镜不需要进行偏转就能实现偏光以及洗墙面的照度均匀分布，避免洗墙墙面的近灯处与远灯处呈锐衰减情况。

Description

洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯

技术领域

本发明涉及一种洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯。

背景技术

LED洗墙灯顾名思义就是灯具的光照在墙面上就像水帘一样均匀的由上至下掠过墙面，然而在实际应用中能在小功率情况下实现远距离、高均匀性的照明效果是非常难做到的。这主要是由于LED光源本身的发光特性以及安装位置的限制，导致洗墙灯实际的照明效果是光衰迅速，洗墙墙面的光斑照度不均匀，光效偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯，通过三个曲面的共同作用能减少光线损失，提高光效，且整体透镜不需要进行偏转，便于安装。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种洗墙灯透镜，包括透镜主体和支撑所述透镜主体的透镜基座，透镜主体包括接收从光源发出光线的内表面和出射光线的外表面，其中外表面包括用于将光线全反射至洗墙面的第一曲面、用于将光线折射至洗墙面的第二曲面和用于将光线全反射至洗墙面的第三曲面，所述第一曲面、所述第二曲面和所述第三曲面由连续曲线绕Y轴旋转所构成。

可选的，所述第一曲面为全反射面，第一曲面的轮廓可通过如下积分方程限定：在此ro是θ＝θ_min时透镜起始点到原点之间的距离，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角。

可选的，第二曲面的轮廓可通过求解如下微分方程限定： 在此ro是θ＝θ_min时透镜起始点到原点之间的距离，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角，n是透镜的折射率。

可选的，第三曲面为全内反射面，第三曲面的轮廓通过求解如下微分方程限定：在此ro是θ＝θ_min时透镜起始点到原点之间的距离，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角。

可选的，所述内表面和所述透镜基座之间形成用于容纳光源的空腔。

可选的，所述第一曲面和第二曲面之间设有与Y轴垂直的第一平面。

可选的，所述第二曲面和第三曲面之间设有与Y轴垂直的第二平面。

本发明的另一目的通过一种具有前述类型洗墙灯透镜的发光模块，发光模块为LED模块，即在洗墙灯的空腔内安装有LED光源。由于发光模块具有该洗墙灯透镜，因此能够减少光线损失，提高光效。整体透镜不需要进行偏转就能实现偏光，便于安装。

附图说明

图1是本发明实施例的发光模块的截面图；

图2是本发明实施例的发光模块的立体结构示意图；

图3是本发明实施例的发光模块的照度分布图；

图4是本发明实施例的发光模块的两个剖面的光强分布图；

图5是本发明实施例的洗墙灯的结构视图；

图6是本发明实施例的洗墙灯具内安装本发明的透镜视图。

附图标注：A、第一曲面；B、第二曲面；C、第三曲面；G、洗墙灯透镜；H、第一平面；J、内表面；K、第二平面；L、光源；M、透镜主体；R、空腔；S、透镜基座。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，一种洗墙灯透镜G，包括透镜主体M和支撑透镜主体M的透镜基座S。透镜主体M包括接收从光源L发出光线的内表面J和出射光线的外表面。内表面J和透镜基座S之间形成用于容纳光源L的空腔R。图中Y轴为光轴，外表面包括用于第一曲面A、第一平面H、第二曲面B、第二平面K和第三曲面C，第一曲面A和第二曲面B由连续曲线绕Y轴旋转180度所构成；所述第三曲面C由连续曲线绕Y轴旋转-180度所构成的；第一平面H设于第一曲面A和第二曲面B之间并与Y轴垂直；第二平面K设于第二曲面B和第三曲面C之间并与Y轴垂直的。

第一曲面A为全反射面，用于将光线全反射至洗墙面，避免近灯处的光强过大。第一曲面A的轮廓可通过如下积分方程限定：在此ro是θ＝θ_min时透镜的值，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角。

第二曲面B用于将光线折射至洗墙面，实现光线的偏转、提高照度均匀度。第二曲面B的轮廓可通过求解如下微分方程限定： $r=ro*\exp \left({\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{\min }}^{\mathrm{\θ}}\right|tan\left(\frac{sin(\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ})}{sin(\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ})-n}\right)\left|d\mathrm{\θ}\right),$ 在此ro是θ＝θ_min时透镜的值，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角，n是透镜的折射率。

第三曲面C为全内反射面，用于将光线全反射至洗墙面，实现光线的偏转、提高光效、提高照度均匀度。第三曲面C的轮廓通过求解如下微分方程限定：在此ro是θ＝θ_min时透镜的值，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角。

如图2所示，一种具有前述类型洗墙灯透镜G的发光模块，发光模块为LED模块，即在洗墙灯的空腔R内安装有LED光源L。由于发光模块具有该非旋转对称的洗墙灯透镜G，因此能够减少光线损失，提高光效。整体透镜不需要进行偏转就能实现偏光，便于安装。

如图3至4所示，发光模块的光斑在竖直方向上的目标区域内呈均匀分布，照度均匀度达到0.75以上。

如图5至6所示，一种包括多个上述类型发光模块组成的阵列的洗墙灯。由于洗墙灯具有上述发光模块，能够减少杂散光，提高光效，该洗墙灯的照度均匀分布，均匀性达到0.75以上，光效0.65以上。

本发明的构思在于，靠近洗墙墙面一侧的光线通过光线的折射来实现洗墙墙面目标照度均匀分布，通过计算第二曲面B的轮廓微分方程得到第二曲面B，在设计过程中发现由于全反射的原因，靠近洗墙墙面一侧的光线单独通过光线的折射是很难克服近灯处的峰值，于是引入第一曲面A，将发生全反射的光线转换成全内反射，实现洗墙墙面目标照度均匀分布。远离洗墙面一侧的光线通过第三曲面C，将光线反射至洗墙面，实现洗墙墙面目标照度均匀分布。由于第一曲面A、第二曲面B、第三曲面C的设计目标均是在符合设计目标的区域内实现照度均匀分布，所以透镜整体实现的是洗墙面的照度均匀分布。通过三个曲面的共同作用能减少光线损失，提高光效。整体透镜不需要进行偏转就能实现偏光，便于安装，以及洗墙面的照度均匀分布，均匀性达到0.75以上，光效0.65以上。根据本发明的透镜可以有效的控制光线，使得墙面的光斑照度呈均匀分布，且均匀度达到0.75以上，避免洗墙墙面的近灯处与远灯处呈锐衰减情况。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是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简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种洗墙灯透镜，其特征在于，包括透镜主体和支撑所述透镜主体的透镜基座，透镜主体包括接收从光源发出光线的内表面和出射光线的外表面，其中外表面包括用于将光线全反射至洗墙面的第一曲面、用于将光线折射至洗墙面的第二曲面和用于将光线全反射至洗墙面的第三曲面，所述第一曲面、所述第二曲面和所述第三曲面由连续曲线绕Y轴旋转所构成。

2.如权利要求1所述的洗墙灯透镜，其特征在于，所述第一曲面为全反射面，第一曲面的轮廓可通过如下积分方程限定：在此ro是θ＝θ_min时透镜起始点到原点之间的距离，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角。

3.如权利要求1所述的洗墙灯透镜，其特征在于，第二曲面的轮廓可通过求解如下微分方程限定： $r=ro*\exp \left({\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{min}}^{\mathrm{\θ}}\left|tan\left(\frac{\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ})}{sin(\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ})-n}\right)\right|d\mathrm{\θ}\right),$ 在此ro是θ＝θ_min时透镜起始点到原点之间的距离，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角，n是透镜的折射率。

4.如权利要求1所述的洗墙灯透镜，其特征在于，第三曲面为全内反射面，第三曲面的轮廓通过求解如下微分方程限定： $r=ro*\exp \left({\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{min}}^{\mathrm{\θ}}\left|tan\left(\frac{\mathrm{\π}-(\mathrm{\θ}+\mathrm{\γ})}{2}\right)\right|d\mathrm{\θ}\right),$ 在此ro是θ＝θ_min时透镜起始点到原点之间的距离，θ是入射光线与Y轴的夹角，γ是出射光线与Y轴的夹角。

5.如权利要求1所述的洗墙灯透镜，其特征在于，所述内表面和所述透镜基座之间形成用于容纳光源的空腔。

6.如权利要求1所述的洗墙灯透镜，其特征在于，所述第一曲面和第二曲面之间设有与Y轴垂直的第一平面。

7.如权利要求1所述的洗墙灯透镜，其特征在于，所述第二曲面和第三曲面之间设有与Y轴垂直的第二平面。

8.一种发光模块，具有根据权利要求1-7中任一项所述的洗墙灯透镜。

9.如权利要求8所述的发光模块，其特征在于，所述发光模块为LED模块。

10.一种洗墙灯，包括多个由权利要求8或9所述的发光模块组成的阵列。