CN112664906A - 一种透镜及灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明所述透镜，包括：入光面，光线由外部经所述入光面进入所述透镜发生折射，至少部分所述入光面设置有第一微结构，所述第一微结构为阵列排布的条状凸起；出光面，光线从所述透镜内部射出，经所述出光面发生折射，至少部分所述出光面设置有第二微结构，所述微结构为阵列排布的条状凸起；所述第一微结构和所述第二微结构的排布方向相互垂直。该透镜在透镜的出光面和入光面分别采用相互正交的微结构进行混光，可在不同的方向进行混光，相对于传统的珠面微结构来说光程更长，混光能力更为强大。该透镜在解决小角度透镜的色差问题，多颗SMD的重影问题，RGB灯具的颜色混合不均的问题中均可产生较好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种透镜，特别是一种用于照明灯具的透镜以及包括该透镜的灯具。
背景技术
LED透镜的混光技术一直是业界难题。在小角度射灯透镜中，由于白光LED的荧光粉涂覆工艺问题，LED边缘的颜色（偏黄）和中间的颜色（偏蓝）不同，因此黄斑的问题一直困扰设计者。在使用RGB的彩光LED的灯具中，由于混光不均会导致色彩斑驳，严重影响用户体验。传统的透镜混光方式是采用表面磨砂或者蚀纹的方式，但是这种方式光效损失较多，且蚀纹深度不易控制。配光角度需要经过多次调试才能准确，很多的设计者会在透镜的出光面添加一些珠面微结构来进行混光，这种混光方式由于混光距离较短，因此混光能力不足，经常不能够消除黄斑或者颜色不均的问题，有时候需要在表面再进行轻微的蚀纹。
发明内容
本发明的目的是为了至少解决上述问题之一，提供一种可以实现良好混光效果的透镜及灯具。
本发明为实现上述功能，所采用的技术方案是提供一种透镜，其特征在于，所述透镜包括：
入光面，光线由外部经所述入光面进入所述透镜发生折射，至少部分所述入光面设置有第一微结构，所述第一微结构为阵列排布的条状凸起；
出光面，光线从所述透镜内部射出，经所述出光面发生折射，至少部分所述出光面设置有第二微结构，所述第二微结构为阵列排布的条状凸起；所述第一微结构和所述第二微结构的排布方向相互垂直。
优选地，所述透镜还包括设置在所述入光面和出光面之间的反射面，所述透镜内部的光线在所述反射面处发生反射，至少部分所述反射面设置有第三微结构。
优选地，所述第三微结构为排布方向与第一微结构或第二微结构的排布方向相互垂直的凸起结构。
优选地，所述第三微结构为排布方向与第一微结构和第二微结构的排布方向均相互垂直的凸起结构。
优选地，所述透镜为绕中心轴旋转而成的回旋体，所述第一微结构和所述第二微结构中的一者为绕所述中心轴周向排布的条状凸起或扇面展开的条状凸起，其延伸方向和所述中心轴相交，另一者为阵列排布的环状凸起，所述中心轴垂直于任一所述环状凸起所在平面。
优选地，所述第三微结构为绕所述中心轴周向排布的条状凸起，或扇面展开的条状凸起，或阵列排布的环状凸起，所述中心轴垂直于任一所述环状凸起所在平面，或为同时具有周向排布及径向排布的鳞甲结构。
优选地，所述条状凸起其截面呈齿状或其截面顶部为弧线。
优选地，所述透镜为菲涅尔透镜，包括至少两个所述入光面及至少两个所述反射面，所述入光面和所述反射面交替设置。
本申请还提供一种灯具，包括灯体和设置在灯体内的光源，其特征在于：所述灯具还包括如上所述的透镜，所述透镜覆盖所述光源。。
本发明提供的透镜在透镜的出光面和入光面分别采用相互正交的微结构进行混光，可在不同的方向进行混光，相对于传统的珠面微结构来说光程更长，混光能力更为强大。该透镜在解决小角度透镜的色差问题，多颗SMD的重影问题，RGB灯具的颜色混合不均的问题中均可产生较好的效果。
附图说明
图1是本发明透镜一优选实施例的结构示意图；
图2是图1透镜的正面视图；
图3是图1透镜的背面视图；
图4是图1透镜的混光光路图；
图5是本发明透镜另一优选实施例的结构示意图；
图6是图5透镜另一方向的结构示意图；
图7是本发明透镜又一优选实施例的结构示意图；
图8是图7透镜另一方向的结构示意图；
图9是本发明灯具一优选实施例的爆炸视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的透镜及灯具作进一步的详细说明。
本申请一优选实施例的透镜如图1、图2、图3所示，该透镜为一回旋型透镜，为绕一中心轴旋转而成的回旋体，包括入光面101、出光面102以及连接入光面101和出光面102的反射面103。在其他较佳实施例中，透镜也可以为以类似图4的截面进行直线拉伸的拉伸型透镜，或者为环形透镜，本申请对此不作限定。光线由外部经入光面101进入透镜时发生第一次折射，由透镜内部行进至反射面103处发生反射，再经过出光面102出射发生第二次折射。由入光面101到出光面102是光线在透镜内部走过的最长光程。本实施例透镜分别在入光面101设置第一微结构1011、出光面102设置第二微结构1021用于混光，这样可使得两个混光结构光程长，混光效果最佳。
在入光面101和出光面102设置的微结构可以覆盖整个表面，也可以仅在入光面101和出光面102的部分区域设置微结构，本申请对此不作限定。在本实施例中，设置在入光面101包括顶面和侧面，整体呈圆台状，第一微结构1011仅设置在圆台顶部位置，为多个同心的环形凸起，沿径向由内向外排布。由于圆台顶面为弧面，各环形凸起并不在同一平面，透镜的中心轴垂直于每一个环状凸起所在的平面。出光面102为平面，其上设置的第二微结构1021为围绕中心轴扇面展开的条状凸起。在这个实施例中，第一微结构1011的排布方向为径向，第二微结构1021扇面展开其排布方向为周向，这两者的排布方向相互垂直，从不同方向对光束进行混光，可以达到最好的组合混光效果。
为了取得更好的混光效果，在本实施中的反射面103上设置了第三微结构1031，第三微结构1031为设置在反射面103表面的环状凸起，透镜的中心轴垂直于每一个环状凸起所在的平面，其排布方向和第一微结构1011一样垂直于第二微结构1021的排布方向。在其他较佳实施例中，第三微结构1031也可以为绕透镜中心轴周向排布的条状凸起，和第一微结构1011的排布方向相互垂直。第三微结构1031的加入使得光线从进入透镜到出射一共经过了三个设置有微结构的光学表面，通过三次混光光色更为均匀，其混光光路图如图4所示。而第三微结构1031的排布方向选择和第一微结构1011、第二微结构1021中的一者的排布方向垂直，也有助于提升混光效果。
在本实施例中，第一微结构1011、第二微结构1021、第三微结构1031的条状突起，其截面顶部为弧线。在其他较佳实施例中也可以采用截面为齿状的条状结构。
而在如图5、图6的另一较佳实施例中，第三微结构1031的排布方向同时和第一微结构1011、第二微结构1021的排布方向垂直，即其既有环状排布，又有沿周向的排布，形成一种鳞甲结构，其混光效果更佳。图5实施例的入光面101、出光面102均和图1实施例结构一致，这里就不再赘述。
本申请的另一优选实施例为如图7、图8所示，该透镜为回旋型菲涅尔透镜。包括更多个交替设置的入光面101和反射面103。各入光面101上均设置有第一微结构1011，第一微结构1011为绕所述透镜中心轴周向排布的条状突起。各反射面103上均设置有第三微结构1031，第三微结构1031为绕所述透镜中心轴周向排布的条状突起。透镜顶面为出光面102，出光面102上设置有第二微结构1021，第二微结构1021为沿径向向外排布的多个环状凸起。第二微结构1021的排布方向和第一微结构1011、第三微结构1031的排布方向垂直。光线在透镜中经过三次混光，可有效消除黄斑，混光效果好。
本申请提出的在不同光学表面设置排布方向相互垂直的微结构，并不要求微结构覆盖全部光学表面，仅在其部分区域设置微结构也可实现本申请效果。如在图7实施例中，第一微结构1011、第二微结构1021、第三微结构1031均仅设置在所在光学表面的部分。在入光面101，其顶部表面未设置微结构。在反射面102，其最外层接近出光面103部分未设置微结构。在出光面103，中间位置设置了珠面级结构，而未设置本申请提出的和其他光学表面微结构相互垂直的条状凸起。经过试验，该透镜同样获得了较好的混光效果。
图9为本申请提出灯具的一较佳实施例，该灯具为一射灯，包括面环5、灯体4、光源3、后盖2以及图7实施例所述的透镜1。灯体4和后盖2构成灯具主体，其内设置有光源3和透镜1，透镜1覆盖光源3对光源3进行配光。面环5设置灯体4外侧，其上设置有用以固定灯具的安装部。该实施例射灯通过本申请提出的透镜1对LED光源3进行配光，光色均匀，混光效果好。当然本申请提出的透镜1还可用于其他各类灯具，如吸顶灯、台灯等，本申请对此不作限定。
上文对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本发明穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能做出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本发明的范围之内。
Claims (9)
1.一种透镜，其特征在于，所述透镜包括：
入光面，光线由外部经所述入光面进入所述透镜发生折射，至少部分所述入光面设置有第一微结构，所述第一微结构为阵列排布的条状凸起；
出光面，光线从所述透镜内部射出，经所述出光面发生折射，至少部分所述出光面设置有第二微结构，所述第二微结构为阵列排布的条状凸起；所述第一微结构和所述第二微结构的排布方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述透镜还包括设置在所述入光面和出光面之间的反射面，所述透镜内部的光线在所述反射面处发生反射，至少部分所述反射面设置有第三微结构。
3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述第三微结构为排布方向与第一微结构或第二微结构的排布方向相互垂直的凸起结构。
4.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述第三微结构为排布方向与第一微结构和第二微结构的排布方向均相互垂直的凸起结构。
5.根据权利要求1-4任一所述的透镜，其特征在于：所述透镜为绕中心轴旋转而成的回旋体，所述第一微结构和所述第二微结构中的一者为绕所述中心轴周向排布的条状凸起或扇面展开的条状凸起，其延伸方向和所述中心轴相交，另一者为阵列排布的环状凸起，所述中心轴垂直于任一所述环状凸起所在平面。
6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于：所述第三微结构为绕所述中心轴周向排布的条状凸起，或扇面展开的条状凸起，或阵列排布的环状凸起，所述中心轴垂直于任一所述环状凸起所在平面，或为同时具有周向排布及径向排布的鳞甲结构。
7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于：所述条状凸起其截面呈齿状或其截面顶部为弧线。
8.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于：所述透镜为菲涅尔透镜，包括至少两个所述入光面及至少两个所述反射面，所述入光面和所述反射面交替设置。
9.一种灯具，包括灯体和设置在灯体内的光源，其特征在于：所述灯具还包括如权利要求1-8任一所述的透镜，所述透镜覆盖所述光源。
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