CN107631209A - 一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，包括透镜本体，所述透镜本体包括第一入光面，第二入光面，第一全反射面，防水壁面，第二全反射面和出光面，光线从所述第二入光面进入后依次经过第一全反射面，防水壁面和第二全反射面，最后从所述出光面准直射出；所述防水壁面设置在所述第一全反射面和第二全反射面之间，所述第一全反射面的边缘光线穿过所述防水壁面与所述第二全反射面的边缘光线重合。本发明在第二全反射面设置有剖切面的原理，巧妙地将一部分光导引到相应暗区的位置，实现暗区的填补，再通过添加微结构实现柔和过度。

Description

一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构

技术领域

本发明涉及透镜领域，具体涉及一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构。

背景技术

洗墙灯，顾名思义，让灯光像水一样洗过墙面，主要也是用来做建筑装饰照明之用，还有用来勾勒大型建筑的轮廓。洗墙灯外形种类非常多，分别有长条形、圆形、方形、长短、大小都可以自行选择，适用于不同的造型的建筑安装及使用。

在设计洗墙灯透镜时，往往会在墙面底部出现与透镜和墙面距离相当大小的暗区，对于洗墙灯而言是不可接受的，传统方法一般是在透镜顶部加磨砂纹路，这种方法使得透镜的有效利用率降低，影响洗墙高度。

因此有待对现有技术进行进一步改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的提供一种光学利用率高，有效利用光学曲面面积，提高光学性能的中部具有防水壁面结构的洗墙灯透镜。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，包括透镜本体，所述透镜本体包括第一入光面，第二入光面，第一全反射面，第二全反射面和出光面，光源发出的光线一部分从第一入光面射入后直接从所述出光面准直射出；另一部分光线从所述第二入光面进入后依次经过第一全反射面，防水壁面和第二全反射面，最后从所述出光面准直射出；

所述第二入光面，第一全反射面，第二全反射面和出光面以所述第一入光面为中心对称地设置在所述第一入光面的四周；

所述第二全反射面的局部设置有与竖直方向形成一定夹角的剖切面，照射到所述剖切面的光线形成全反射后折向剖切面的另一侧，再由所述出射面打到墙面的暗区位置；

所述夹角的度数为：3-15度，所述剖切面的高度为所述透镜本体高度的三分之一。

优选地，所述剖切面为平面或者光滑曲面。

优选地，所述透镜本体安装有基板，且所述基板宽度方向垂直于墙面，长度方向平行于墙面，所述剖切面在基板长度方向的长度大于与宽度方向的长度。

优选地，还包括防水壁面，所述防水壁面设置在所述第一全反射面和第二全反射面之间，所述第一全反射面的边缘光线穿过所述防水壁面与所述第二全反射面的边缘光线重合。

优选地，所述防水壁面的厚度为3-6mm。

优选地，所述第一入光面为圆形上凸的光滑曲面。

优选地，所述第一全反射面和第二全反射面为平面或者光滑曲面。

优选地，所述出光面由中央位置向四周延伸设置有用于形成长条形光斑的微结构，所述微结构包括若干微结构元，所述微结构元两正交方向的曲率不一致，微结构元可以为椭球面或其他具有两正交方向的曲率不一致特性的自由曲面。

优选地，所述微结构元曲率大的方向用于形成光斑长边，曲率小的方向用于形成光斑窄边；从中心向外，微结构元曲率小的方向的曲率逐渐减小。

优选地，所述微结构形成形状为矩形、六边形或者螺旋形。

本发明有益的技术效果：本发明在第二全反射面设置有剖切面的原理，巧妙地将一部分光导引到相应暗区的位置，实现暗区的填补，再通过添加微结构实现柔和过度。

附图说明

图1为本发明的局部结构示意图(未切剖切面时)。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明的使用状态示意图。

图4为本发明微结构示意图。

图5为本发明微结构示意图。

图中各部件对应的标号：第一入光面1，第二入光面2，第一全反射面3，防水壁面4，第二全反射面5，出光面6，剖切面7，微结构8，微结构元9，墙面10。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，包括透镜本体，所述透镜本体包括第一入光面1，第二入光面2，第一全反射面3，防水壁面4，第二全反射面5和出光面6，光源发出的光线一部分从第一入光面1射入后直接从所述出光6准直射出，这部分光线全部射出，没有杂散光，光学利用率光；另一部分光线从所述第二入光面2你进入后依次经过第一全反射面3，防水壁面4和第二全反射面5，最后从所述出光面6准直射出，并且所述第一全反射面3的边缘光线穿过所述防水壁面4与所述第二全反射面5的边缘光线重合或者仅有极小的角度差，这样就不会有多余的光线打到防水壁面上，从而提高了透镜的光学利用率。这里所述防水壁面4的厚度为3-6mm。本实施例防水壁面4取优选值3.5mm。

本实施例中，所述第二入光面2，第一全反射面3，防水壁面4，第二全反射面5和出光面6以所述第一入光面1为中心对称地设置在所述第一入光面1的四周；所述第一入光面1为圆形上凸的光滑曲面。所述第一全反射面3和第二全反射面5为平面或者光滑曲面。将防水壁面4设置在第一全反射面3和第二全反射面5之间，即设置在透镜中部，使得整个透镜更便于注塑成型，在外形尺寸一定下光学性能更加优越；同时该设计使得从光源中心发出的光线都能够准直出射，不会有光源中心出射的光线进入代替光学面的带防水结构位置，从而抑制了杂散光，并提高了光利用效率。

如图2－3所示，所述第二全反射面5的局部设置有与竖直方向形成一定夹角的剖切面7，照射到所述剖切面7的光线形成全反射后折向剖切面7的另一侧，再由所述出射面6打到墙面10的暗区位置，所述剖切面的高度为所述透镜本体高度的三分之一。所述夹角的度数为：3-15度。本实施例选角度的优选值5度。

所述剖切面7为平面或者光滑曲面，改变剖切面7的形状可以调整出射光的反射的位置，实现对暗区的补偿。

所述透镜本体安装有基板(图中未画出)，且所述基板宽度方向垂直于墙面10，长度方向平行于墙面10，所述剖切面7在基板长度方向的长度大于与宽度方向的长度。通常的洗墙灯透镜是以安装基板宽度为透镜直径做成的圆形旋转对称透镜。然而，透镜在安装的长度方向的间距是大于安装基板宽度，这个方向的长度是可以适当放大的。利用本发明的透镜阵列，通过在第二全反射面部分剖切出剖切面，透镜在基板长度方向的长度大于与宽度方向，除了实现补偿暗区的功能以外，还有助于增大透镜的发光面积，从而缩小透镜的洗墙高度。

如图4－5所示，所述出光面由中央位置向四周延伸设置有用于形成长条形光斑的微结构8，所述微结构包括若干微结构元9，所述微结构元9两正交方向的曲率不一致，具体地，所述微结构元9在横向与纵向方向的曲率均从中心往外围均匀递减，且横向方向与纵向方向均匀递减的公差不相同，微结构元9可以为椭球面或其他具有两正交方向的曲率不一致特性的自由曲面。

所述微结构的排布形成可以为矩形、六边形、螺旋形或其他任意排布形式。

所述微结构元9曲率大的方向用于形成光斑长边，曲率小的方向用于形成光斑窄边；从中心向外，微结构元9曲率小的方向的曲率逐渐减小。

通过单独调整每个微结构元的两正交方向的曲率可以实现对光斑配光的精细化处理。以解决使用高色温白光灯珠时长条形光斑窄边的黄边问题为例，使用多组不同的微结构元组合，一组微结构元窄边方向曲率较大用来淡化底部黄边，一组微结构元的曲率较小用来提高洗墙高度，一组曲率居中的微结构元用来柔和光斑过渡，从而在洗墙高度牺牲较小的情况下消除底部黄边；

以提高洗墙均匀度为例，洗墙面均匀度绝大部分是由窄边的配光决定，可以通多使用多组不同窄边曲率的微结构元，不同组的窄边曲率由大到小分布，可以在不牺牲洗墙高度的情况下大大提高透镜整体洗墙的均匀性。

本发明的微结构设计能有效地解决使用多色灯珠时长条形光斑窄边的混光问题；能有效地解决使用高色温白光灯珠时长条形光斑窄边的黄边问题；能有效地解决洗墙灯底部暗区及不均匀现象问题等等。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，包括透镜本体，其特征在于，所述透镜本体包括第一入光面，第二入光面，第一全反射面，第二全反射面和出光面，光源发出的光线一部分从第一入光面射入后直接从所述出光面准直射出；另一部分光线从所述第二入光面进入后依次经过第一全反射面，防水壁面和第二全反射面，最后从所述出光面准直射出；

所述第二入光面，第一全反射面，第二全反射面和出光面以所述第一入光面为中心对称地设置在所述第一入光面的四周；

所述第二全反射面的局部设置有与竖直方向形成一定夹角的剖切面，照射到所述剖切面的光线形成全反射后折向剖切面的另一侧，再由所述出射面打到墙面的暗区位置；

所述夹角的度数为：3-15度，所述剖切面的高度为所述透镜本体高度的三分之一。

2.如权利要求1所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述剖切面为平面或者光滑曲面。

3.如权利要求1或2所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述透镜本体安装有基板，且所述基板宽度方向垂直于墙面，长度方向平行于墙面，所述剖切面在基板长度方向的长度大于与宽度方向的长度。

4.如权利要求1所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，还包括防水壁面，所述防水壁面设置在所述第一全反射面和第二全反射面之间，所述第一全反射面的边缘光线穿过所述防水壁面与所述第二全反射面的边缘光线重合。

5.如权利要求1所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述防水壁面的厚度为3-6mm。

6.如权利要求1所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述第一入光面为圆形上凸的光滑曲面。

7.如权利要求1所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述第一全反射面和第二全反射面为平面或者光滑曲面。

8.如权利要求1或4所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述出光面由中央位置向四周延伸设置有用于形成长条形光斑的微结构，所述微结构包括若干微结构元，所述微结构元两正交方向的曲率不一致，微结构元可以为椭球面或其他具有两正交方向的曲率不一致特性的自由曲面。

9.如权利要求8所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述微结构元曲率大的方向用于形成光斑长边，曲率小的方向用于形成光斑窄边；从中心向外，微结构元曲率小的方向的曲率逐渐减小。

10.如权利要求9所述的一种用于补偿洗墙灯底部暗区的透镜结构，其特征在于，所述微结构形成形状为矩形、六边形或者螺旋形。