CN112283603A - 一种透镜以及带有该透镜的灯具 - Google Patents

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陈东
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Abstract

本发明公开了一种透镜，所述透镜为长条形，所述透镜的底面为进光面，所述透镜的顶面为第一出光面，所述透镜的一侧至少部分为第一全反射面，所述透镜的另一侧至少部分为第二全反射面，所述进光面的外侧设有带主光轴的光源设置处，在所述透镜的横截面中，所述主光轴穿过所述进光面和第一出光面的中间区域，所述透镜中靠近所述主光轴的部分光线直接通过第一出光面出射，所述透镜中远离所述主光轴的部分光线经过所述第二全反射面和第一全反射面全反射后通过所述第一出光面出射，所述透镜设有第一全反射面的一侧设有位于第一全反射面和第一出光面之间的第二出光面，所述透镜中远离所述主光轴的部分光线直接通过第二出光面出射。

Description

一种透镜以及带有该透镜的灯具
技术领域
本发明涉及照明技术领域，特别是一种透镜以及带有该透镜的灯具。
背景技术
在节能环保的背景下，LED灯具因其具有出光效率高、聚光性能好而越来越多地应用于居家、商业照明领域。同时，人们也在不断的追求更佳的光照效果，因而也希望LED灯具能够满足各种照明需求。特别是在需要大面积、远距离照射的情况下，希望能够使得被照射区域的照度尽可能的均匀一致。由于LED芯片自带的出光效果不能满足照明要求，因而需要通过透镜配合以进行二次光学设计而满足特定配光要求。根据光线照射的规律，相比较光线照射距离近的被照射区域，光线照射距离越远，散射越厉害，照射范围越大，因而被照射距离越远的区域照度越小，导致了照射均匀度不好的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种透镜以及带有该透镜的灯具，以解决上述技术问题。
一种透镜，所述透镜为长条形，所述透镜的底面为进光面，所述透镜的顶面为第一出光面，所述透镜的一侧至少部分为第一全反射面，所述透镜的另一侧至少部分为第二全反射面，所述进光面的外侧设有带主光轴的光源设置处，在所述透镜的横截面中，所述主光轴穿过所述进光面和第一出光面的中间区域，所述透镜中靠近所述主光轴的部分光线直接通过第一出光面出射，所述透镜中远离所述主光轴的部分光线经过所述第二全反射面和第一全反射面全反射后通过所述第一出光面出射，所述透镜设有第一全反射面的一侧设有位于第一全反射面和第一出光面之间的第二出光面，所述透镜中远离所述主光轴的部分光线直接通过第二出光面出射。
优选的，所述第一全反射面的外侧设有与所述透镜长度方向平行的照射面，所述主光轴与照射面的夹角为0°～20°。
优选的，经过所述第二全反射面全反射后通过所述第一出光面出射的光线与所述照射面的夹角大于经过所述第一全反射面全反射后通过所述第一出光面出射的光线与所述照射面的夹角。
优选的，直接通过第二出光面出射的光线与所述照射面的夹角大于经过所述第一全反射面全反射后通过所述第一出光面出射的光线与所述照射面的夹角。
优选的，所述透镜的底面内凹形成沉槽，所述沉槽的内壁形成所述进光面。
优选的，所述沉槽的顶面为聚光曲面，从聚光曲面入射的光线直接通过第一出光面出射。
优选的，所述第二出光面为扩散面。
优选的，所述第二出光面为磨砂面。
优选的，所述第二出光面为扩散曲面。
一种灯具，包括灯架，设置在所述灯架上的光源，其特征在于，所述灯架上还设有上述的透镜，所述光源位于光源设置处。
优选的，所述光源的最大光强方向和所述主光轴重合。
优选的，所述灯架为长条形，横截面为U型，所述灯架的一侧设有光源和透镜，另一侧为遮光罩。
优选的，还包括设置在所述灯架上的电路板，所述光源采用LED芯片，设有多个，沿着长度方向间隔设置在所述电路板上。
本发明的技术效果：
本发明的透镜和灯具，可以多光线进行分组管理，得到照射面积更大，照明更均匀的出光效果。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本实施例的透镜的立体结构示意图。
图2为本实施例的透镜的结构示意图。
图3为本实施例的灯具的结构示意图。
图4为本实施例的灯具在照射面上的光路示意图。
图5为图4中A部分的放大示意图。
图6为另一个实施例的透镜的结构示意图。
图7为另一个实施例的透镜的结构示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1～5所示，本实施例的透镜100为长条形，长条形的透镜便于制造适用于条形灯具使用，可以对应多个点光源进行配光，为了便于制造，其沿着长度方向的形状相同，可以通过挤压成型或者注塑成型制造。本实施例的透镜100通过顶面、底面和两侧包围成型，其中，所述透镜100的底面为进光面101，所述透镜100的顶面为第一出光面102，所述透镜100的一侧至少部分为第一全反射面103，所述透镜100的另一侧至少部分为第二全反射面104，透镜100两侧为全反射面的设计是现有技术，一般就是向外倾斜设置，可以是弧形表面也可以是平直表面。所述进光面101的外侧设有带主光轴201的光源设置处200，本实施例的光源设置处200用于布置光源，本实施例采用的光源一般具有最大光强方向，我们将最大光强方向定义为主光轴201所在的位置。
因为本发明的重点在于垂直长度方向平面中的配光，而长度方向的配光可以通过光源的设置来控制，因此重点在所述透镜100的横截面中，所述主光轴201穿过所述进光面101和第一出光面102的中间区域，所述透镜100中靠近所述主光轴201的部分光线直接通过第一出光面102出射，所述透镜100中远离所述主光轴201的部分光线经过所述第二全反射面104和第一全反射面103全反射后通过所述第一出光面102出射，上述是现有技术的配光方案，两侧的全反射将光源两侧的光全反射后出射，此时，第一全反射面103的外侧将没有光照，当本实施例的透镜100用在大范围的照明中，照射面400设置在所述透镜100的侧面，上述设置会导致透镜100垂直到照射面400的区域没有光，会有暗区，为此，本实施例中，所述透镜100设有第一全反射面103的一侧设有位于第一全反射面103和第一出光面102之间的第二出光面105，所述透镜100中远离所述主光轴201的部分光线直接通过第二出光面105出射。所述透镜100中的光线是指从进光面101进入透镜的光线。
本实施例中，第一出光面102和第二出光面105相交成锐角，角度为75°～89°。当然此角度可以根据需要进行设定，只要第二出光面105设置在侧面，第一出光面102设置在顶面即可。
本实施例中，所述透镜100中远离所述主光轴201的部分光线是指光源中的大角度光线，光强较弱，所述透镜100中靠近所述主光轴201的部分光线是指光源中的小角度光线，光强较强，其中最大光强方向在主光轴201所在的位置。由于第二出光面105设置在第一全反射面103和第一出光面102之间，通过第一出光面102出射的光线相对在第一全反射面103全反射的光线距离主光轴201更近，从第二出光面105直接出射的光线可以照亮透镜100垂直到照射面400的区域，从而可以将整个照射面400照亮。
为了得到较大的照射范围，本实施例中，所述第一全反射面103的外侧设有与所述透镜100长度方向平行的照射面400，所述主光轴201与照射面400的夹角α为0°～20°。平面401与照射面400平行。
经过所述第二全反射面104全反射后通过所述第一出光面102出射的光线与所述照射面400的夹角大于经过所述第一全反射面103全反射后通过所述第一出光面102出射的光线与所述照射面400的夹角。可以看出，经过所述第二全反射面104全反射后通过所述第一出光面102出射的光线主要照射距离透镜100较近的位置，而经过所述第一全反射面103全反射后通过所述第一出光面102出射的光线以及直接通过第一出光面102出射的光线照射到距离透镜100较远的位置，这样，既可以实现在照射面400上的连续均匀大范围的照明。
同样的，直接通过第二出光面105出射的光线与所述照射面400的夹角大于经过所述第一全反射面103全反射后通过所述第一出光面102出射的光线与所述照射面400的夹角。直接通过第二出光面105出射的光线主要照射距离透镜100更近的位置。
为了提高光线利用率，本实施例中，所述透镜100的底面内凹形成沉槽1011，所述沉槽1011的内壁形成所述进光面101。进一步的，所述沉槽1011的顶面为聚光曲面1012，从聚光曲面1012入射的光线直接通过第一出光面102出射。照亮远处。另外，沉槽1011的两侧壁1013将光线折射到两侧，其中，在第一全反射面103全反射的光线基本与主光轴平行或者夹角很小，照射较远的区域，
为了使从所述第二出光面105出射的光线照射范围更大，所述第二出光面105为扩散面。本实施例中，第二出光面105为磨砂面。
如图6所示，在另一个实施例中，所述第二出光面105为扩散曲面。
如图7所示，在另一个实施例中，所述第二出光面105为多个扩散曲面连续排布形成。
本实施例的灯具，包括灯架500，设置在所述灯架500上的光源600，所述灯架500上还设有上述的透镜100，所述光源600位于光源设置处200。
本实施例中，光源600具有最大光强方向，光源600的最大光强方向和所述主光轴201重合。
所述灯架500为长条形，横截面为U型，所述灯架500的一侧设有光源600和透镜100，另一侧为遮光罩501。
还包括设置在所述灯架500上的电路板800，所述光源600采用LED芯片，设有多个，沿着长度方向间隔设置在所述电路板800上。此时，主光轴201(最大光强方向)垂直电路板800所在平面。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种透镜(100)，所述透镜(100)为长条形，所述透镜(100)的底面为进光面(101)，所述透镜(100)的顶面为第一出光面(102)，所述透镜(100)的一侧至少部分为第一全反射面(103)，所述透镜(100)的另一侧至少部分为第二全反射面(104)，所述进光面(101)的外侧设有带主光轴(201)的光源设置处(200)，在所述透镜(100)的横截面中，所述主光轴(201)穿过所述进光面(101)和第一出光面(102)的中间区域，所述透镜(100)中靠近所述主光轴(201)的部分光线直接通过第一出光面(102)出射，所述透镜(100)中远离所述主光轴(201)的部分光线经过所述第二全反射面(104)和第一全反射面(103)全反射后通过所述第一出光面(102)出射，其特征在于，所述透镜(100)设有第一全反射面(103)的一侧设有位于第一全反射面(103)和第一出光面(102)之间的第二出光面(105)，所述透镜(100)中远离所述主光轴(201)的部分光线直接通过第二出光面(105)出射。
2.根据权利要求1所述的透镜(100)，其特征在于，所述第一全反射面(103)的外侧设有与所述透镜(100)长度方向平行的照射面(400)，所述主光轴(201)与照射面(400)的夹角为0°～20°。
3.根据权利要求2所述的透镜(100)，其特征在于，经过所述第二全反射面(104)全反射后通过所述第一出光面(102)出射的光线与所述照射面(400)的夹角大于经过所述第一全反射面(103)全反射后通过所述第一出光面(102)出射的光线与所述照射面(400)的夹角。
4.根据权利要求2所述的透镜(100)，其特征在于，直接通过第二出光面(105)出射的光线与所述照射面(400)的夹角大于经过所述第一全反射面(103)全反射后通过所述第一出光面(102)出射的光线与所述照射面(400)的夹角。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的透镜(100)，其特征在于，所述透镜(100)的底面内凹形成沉槽(1011)，所述沉槽(1011)的内壁形成所述进光面(101)。
6.根据权利要求5所述的透镜(100)，其特征在于，所述沉槽(1011)的顶面为聚光曲面(1012)，从聚光曲面(1012)入射的光线直接通过第一出光面(102)出射。
7.根据权利要求1～4任一权利要求所述的透镜(100)，其特征在于，所述第二出光面(105)为扩散面。
8.根据权利要求1～4任一权利要求所述的透镜(100)，其特征在于，所述第二出光面(105)为磨砂面。
9.根据权利要求1～4任一权利要求所述的透镜(100)，其特征在于，所述第二出光面(105)为扩散曲面。
10.一种灯具，包括灯架(500)，设置在所述灯架(500)上的光源(600)，其特征在于，所述灯架(500)上还设有如权利要求1～9任一权利要求所述的透镜(100)，所述光源(600)位于光源设置处(200)。
11.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，所述光源(600)的最大光强方向和所述主光轴(201)重合。
12.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，所述灯架(500)为长条形，横截面为U型，所述灯架(500)的一侧设有光源(600)和透镜(100)，另一侧为遮光罩(501)。
13.根据权利要求10所述的灯具，其特征在于，还包括设置在所述灯架(500)上的电路板(800)，所述光源(600)采用LED芯片，设有多个，沿着长度方向间隔设置在所述电路板(800)上。
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