CN112728503A - 配光透镜和灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配光透镜和灯具，配光透镜包括基板，基板设置有透镜单元，透镜单元为细长型结构，透镜单元具有凹部，凹部用于容纳光源；透镜单元能够对光源进行二次配光，从而得到矩形光斑。本发明的配光透镜能够将光源二次配光后得到矩形光斑，在楼道提高在楼道等环境使用具有该配光透镜的灯具时，能够减少光线的损耗，提高光线的利用率。

Description

配光透镜和灯具

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种配光透镜和灯具。

背景技术

LED采用光学器件后能适用于大多数的照明场合，但是并不适用于特定的场合，例如狭长区域的仓库过道、超市过道、地下通道、楼道等，过多的光线被照在过道两侧的货架或墙面上，造成光线利用率低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种配光透镜，对光源二次配光后得到矩形光斑，适用于狭长区域的照明，提高光线的利用率。

本发明还提出一种具有上述配光透镜的灯具。

根据本发明的第一方面实施例的配光透镜，包括：

基板，所述基板设置有透镜单元，所述透镜单元为细长型结构，所述透镜单元具有凹部，所述凹部用于容纳光源；所述透镜单元能够对所述光源进行二次配光，从而得到矩形光斑。

根据本发明实施例的配光透镜，至少具有如下有益效果：能够形成矩形光斑，减少光线的损耗，提高光线的利用率。

根据本发明的一些实施例，所述透镜单元的出光面和所述透镜单元的入光面由自由曲面组成。

根据本发明的一些实施例，所述透镜单元为多个，多个所述透镜单元的长度方向为平行和/或共线。

根据本发明的第二方面实施例的灯具，包括，

上述第一方面实施例子的配光透镜；

PCB板；

LED灯珠，所述LED灯珠设置在所述PCB板上；

所述配光透镜的所述凹部容纳至少一个所述LED灯珠。

根据本发明实施例的灯具，至少具有如下有益效果：灯具能够发出矩形光斑，能够用于在狭长场所的照明，提高光线的利用率。

根据本发明的一些实施例，所述透镜单元的所述凹部容纳多个所述LED灯珠，多个所述LED灯珠沿所述透镜单元的长度方向分布。

根据本发明的一些实施例，散热器，所述PCB板安装在所述散热器上，所述散热器与所述基板通过卡接方式连接。

根据本发明的一些实施例，所述基板与所述散热器均为圆环形结构。

根据本发明的一些实施例，所述散热器设置有密封槽，所述密封件放置在所述密封槽内，所述基板按压所述密封件从而实现所述基板和所述散热器之间的密封。

根据本发明的一些实施例，所述基板上还设置有凸起部，所述凸起部的宽度小于所述密封槽的宽度，所述凸起部按压所述密封件从而实现基板和所述散热器之间的密封。

根据本发明的一些实施例，所述基板上还设置有第一定位柱，所述散热器上设置有第二定位柱，所述第一定位柱和所述第二定位柱之一上设置有定位孔，所述第二定位柱与所述第一定位柱对准以实现所述基板和所述散热器的定位。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明第一方面实施例的配光透镜俯视图；

图2为图1中透镜单元长度方向示意图；

图3为图1中透镜单元宽度方向示意图；

图4为图1中透镜单元C90/270平面角的光线示意图；

图5为图1中透镜单元C0/180平面角的光线示意图；

图6为本发明第二方面实施例的灯具俯视图；

图7为图6中A-A截面剖视图；

图8为图6中B-B截面剖视图；

图9为图8中Ⅰ处放大图；

图10为图6中灯具展开图。

附图标记：

配光透镜100 基板110 第一面111 第二面112 凸起部113 透镜单元120 入光面121 出光面122 卡槽130 PCB板200 LED灯珠300 散热器400 本体410 凹槽411 密封槽413安装孔412 散热片420 卡扣430。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明(实用新型)中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面结合附图1至附图6来描述本发明第一方面实施例的配光透镜。

配光透镜100包括基板110，基板110上设置透镜单元120，透镜单元120 为细长型结构，透镜单元120具有凹部，凹部用于容纳光源，透镜单元120对光源进行二次配光，从而得到矩形光斑。

具体的，如图1所示，透镜单元120为细长型结构，细长型结构是指透镜单元120的长度远大于宽度，其中图2中示出了透镜单元120在长度方向的视图，图3示出了透镜单元120在宽度方向的视图。透镜单元120的出光面122相对于基板110的第二面112向外凸出，入光面121相对于基板110的第一面111朝向第二面112的方向凸出，入光面121的下部形成一个凹部，该凹部用于容纳光源，光源为LED灯珠，LED灯珠发出的光线经过透镜单元120，透镜单元120二次配光后，从而得到矩形的光斑。基板110和透镜单元120通过一体成型的方式形成，其材质可以是PC(聚碳酸酯)、硅胶、玻璃或PMMA(丙烯酸塑料)。

由于LED灯珠与透镜单元120的入光面121之间具有间隙，光线从LED灯珠出光面出射后在空气中传播，才能到达入光面121，光线在灯珠出光面和透镜单元120的入光面121之间的传播介质是空气，在该区域内光是沿直线传播。当光线从空气中进入透镜单元120的入光面121，此时光线经过了空气和透镜单元 120两种传播介质，由斯涅尔定律可知，光线会发生折射，并且入射角大于出射角；当光线在透镜单元120内传播时，由于传播介质相同，光线在透镜单元120 内是沿直线传播。当光线从透镜单元120的出光面122出射过程中，光线经过了透镜单元120和空气两种介质，同理，由斯涅尔定律可知，光线会发生折射现象，并且入射角小于出射角。

以LED灯珠的一次配光角度为120度为例，如果不进行二次配光，那么发出的就是圆形光斑。下面描述该LED灯珠发出的光线经过透镜单元120后如何形成矩形光斑。为简化理解，选取光源在立体空间C0/180和C90/270两个典型平面分析光度分布数据。

如图5所示，在C0/180平面角时，出光面122的法线角度变化大于入光面 121的法线角度变化，同一光线经入光面121和出光面122两次折射后，相比对一次配光角度120度，其射出的光线角度呈收敛趋势，小于120度；如图4所示，在C90/270平面角时，其射出的光线角度呈发散趋势，大于120度。整体呈现出如图6所示的矩形光斑。透镜单元120对光线进行二次配光，能够使光线根据实际的需求来收敛或发散，从而能够减少光线的损耗，提高光线的利用率，以使灯光能够适用于特定的环境中。

在本发明的一些具体实施例中，透镜单元120的出光面122和透镜单元120 的入光面121由自由曲面组成。具体的，出光面122和入光面121由自由曲面组成，自由曲面由于具有高自由度，对于控制光束的分布十分有效，这就使得比较简单的照明系统结构发挥大的作用，实现复杂的照明需求。

在本发明的一些具体实施例中，透镜单元120为多个，多个透镜单元120 的长度方向的平行和/或共线。具体的，如图1所示，多个透镜单元120是呈一定的规律分布，即透镜单元120的长度方向是平行的，或者透镜单元120的长度方向在共线。通过上述设置方式，每个透镜单元120形成的矩形光斑的角度也是一致的，多个透镜单元120合成的光斑也能呈相同角度的矩形光斑，减少光线的损耗，从而提高光线的利用率。

下面结合附图6至附图10来描述本发明第二方面实施例的灯具。

灯具包括第一方面实施例的配光透镜100、PCB板200和LED灯珠300， LED灯珠300设置在PCB板200上，配光透镜100的凹部容纳至少一个LED灯珠300。

具体的，如图7、图8、图10所示，LED灯珠300设置在PCB板200上， PCB板200可以是铝基板，具有良好的散热性能，也可以采用其他材质的基板，例如玻纤布基板、玻纤和纸的复合基板、纸基覆铜板等。LED灯珠300在PCB 板200上的分布方式，与透镜单元120在基板110上的分布相适配。PCB板200 与配光透镜100通过层叠方式安装在一起，从而使LED灯珠300位于PCB板200 和配光透镜100之间，每个透镜单元120的凹部至少有一个LED灯珠300。单个透镜单元120内的LED灯珠300发出的灯光透过透镜单元120，形成矩形光斑。使该灯具适用于楼道或路边等狭长的场所，具体安装时，透镜单元120的长度方向与楼道的走向一致，如此，灯具形成的矩形光斑的长度方向与楼道的走向一致，矩形光斑的宽度方向与楼道的宽度方向一致。对于圆形光斑的灯具而言，若光斑的直径仅与楼道的宽度相同，若需要光斑将楼道全部覆盖，则需要光斑与光斑之间重叠，需要缩短灯具之间的间距，会造成重叠部分的浪费，灯光的利用率低，相比较于圆形光斑的灯具，矩形光斑的灯具发出的矩形光斑能够与楼道的宽度相匹配，使灯光均匀的分布在楼道中间，避免过多的灯光打在墙上造成灯光的浪费，提高灯光的利用率。

在本发明的一些具体实施例中，透镜单元120的凹部容纳多个LED灯珠300，多个灯珠300沿透镜单元的长度方向分布。

具体的，由于透镜单元120是细长型的，若仅设置单个LED灯珠300，由于单个LED灯珠300的一次配光角度有限，透镜单元120的长度方向仅在配光角度范围内有灯光，透镜单元120在长度方向上的部分区域就不参与配光工作，透镜单元120无法充分得到利用，因此使透镜单元120的凹部容纳多个LED灯珠300，从而使透镜120能够得到充分的利用且能够增大矩形光斑的长度。每个凹部容纳的LED灯珠300可以是两个、三个、四个等，可以根据透镜单元120 的长度尺寸及LED灯珠300的一次配光角度来确定。多个LED灯珠300沿透镜单元120的长度方向分布。为了得到有效的利用灯光，多个LED灯珠300可以沿透镜单元120的长度方向均匀分布。

在本发明的一些具体实施例中，还包括散热器400，PCB板200安装在散热器400上，散热器400与基板110通过卡接方式连接。

具体的散热器400包括本体410，本体410的一侧上设置凹槽411，用于容纳PCB板，本体410的另一侧上(即背面)设置有多个散热片420，多个散热片420间隔设置，当灯具安装在天花板时，散热器400的本体410与天花板的安装面不直接接触，具有间隙，空气通过间隙实现对灯具的散热，防止过热影响灯具的使用寿命。散热器400与基板110通过卡接的方式，具体的，在散热器400 的本体410上设置有卡扣430，在基板110上设置有卡槽130，灯具组装时，首先将LED灯珠300放置在PCB板200上，随后PCB板200放置在散热器400 的凹槽411内，PCB板与散热器400可通过螺钉固定连接，将配光透镜100扣合在散热器400上，配光透镜100的卡槽130与散热器400的卡扣430卡接，完成灯具的组装。可以理解的是，还可以在散热器400的本体410上设置卡槽，在基板110上设置卡扣。基板110上的卡扣或卡槽与基板110一体成型，上述安装方式无需打螺丝或者加压板固定配光透镜100和散热器400，能够有效的避免打螺丝造成配光透镜100开裂的风险，无需使用压板或其他结构固定，能够降低生产成本且能够提高生产效率。

在本发明的一些具体实施例中，基板110和散热器400均为圆环形结构。散热器400的圆环的内环直径小于基板110的圆环的内环直径。散热器400的圆环的内环上设置有安装孔，灯具安装时，通过紧固件穿过散热器400内环上的安装孔412，从而将散热器400固定在天花板的安装面上。该灯具的外形呈圆形结构，也能发出矩形光斑，且其安装方式相比于传统的长条形等，更加便捷。

在本发明的一些具体实施例中，还包括密封件500，散热器400上设置有密封槽413，密封件500放置在密封槽413内，基板110按压密封件500从而实现基板110和散热器400之间的密封。

具体的，散热器400的本体410上设置有密封槽413，密封件500放置在密封槽413内，配光透镜100的基板110与散热器扣合时，基板110按压密封件 500从而实现配光透镜100和散热器400之间的密封。通过上述设置方式，能够将密封件500快速的放置在密封槽413，从而提高安装效率，且能够提高灯具的密封性，进而提高灯具的使用寿命。

在本发明的一些具体实施例中，基板110上还设置有凸起部113，凸起部113 的宽度小于密封槽413的宽度，凸起部113按压密封件500从而实现基板110和散热器400之间的密封。

具体的，为了进一步的保证密封效果，在基板110上设置有凸起部113，凸起部113由第一面111向背离第二面112的方向延伸。由于凸起部113的宽度小于密封槽413的宽度，散热器400与基板110组装后，凸起部113位于密封槽 413内按压密封件500，从而提高密封性能。为了进一步的提高密封性能，密封件500上还可以设置凹槽，凸起部113作用与密封件500的凹槽内，按压密封件 500的过程中，形成多重密封，进一步的提高灯具的密封效果。

在本发明的一些具体实施例中，基板110上设置有第一定位柱，散热器400 上设置有第二定位柱，第一定位柱和第二定位柱之一上设置有定位孔，第一定位柱和第二定位柱对准以实现基板110和散热器400的定位。

具体的，第一定位柱由第一面111朝向远离第二面112的方向延伸，散热器 400上设置由第二定位柱，第二定位柱与散热器400上的卡扣或卡槽的延伸方向相同。第一定位柱和第二定位柱之一上设置有定位孔，从而使第一定位柱和第二定位柱能够对准。实现散热器400和基板110的定位，从而使透镜单元120的长度方向与LED灯珠300的排列方向相匹配。通过上述设置方式，能够对基板110 和散热器400进行初定位，提高其组装效果。

基于上述各实施例，本发明一实施例的灯具，可通过如下方式组装：

(1)将LED灯珠300贴附在PCB板200上；

(2)将PCB板200放置在散热器400的凹槽内，将密封件500放置在散热器400的密封槽413内；

(3)将配光透镜100的第一定位柱与散热器400的第二定位柱对准后，按压卡扣和卡槽从从而将配光透镜100与散热器400锁紧，完成灯具的组装。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.配光透镜，其特征在于，包括：

基板，所述基板设置有透镜单元，所述透镜单元为细长型结构，所述透镜单元具有凹部，所述凹部用于容纳光源；所述透镜单元能够对所述光源进行二次配光，从而得到矩形光斑。

2.根据权利要求1所述的配光透镜，所述透镜单元的出光面和所述透镜单元的入光面由自由曲面组成。

3.根据权利要求2所述的配光透镜，其特征在于，

所述透镜单元为多个，多个所述透镜单元的长度方向为平行和/或共线。

4.灯具，其特征在于，包括，

权利要求1至3中任一项所述的配光透镜；

PCB板；

LED灯珠，所述LED灯珠设置在所述PCB板上；

所述配光透镜的所述凹部容纳至少一个所述LED灯珠。

5.根据权利要求4中所述的灯具，其特征在于，还包括，

所述透镜单元的所述凹部容纳多个所述LED灯珠，多个所述LED灯珠沿所述透镜单元的长度方向分布。

6.根据权利要求5所述的灯具，其特征在于，还包括，

散热器，所述PCB板安装在所述散热器上，所述散热器与所述基板通过卡接方式连接。

7.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述基板与所述散热器均为圆环形结构。

8.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，还包括密封件；

所述散热器设置有密封槽，所述密封件放置在所述密封槽内，所述基板按压所述密封件从而实现所述基板和所述散热器之间的密封。

9.根据权利要求8所述的灯具，其特征在于，所述基板上还设置有凸起部，所述凸起部的宽度小于所述密封槽的宽度，所述凸起部按压所述密封件从而实现基板和所述散热器之间的密封。

10.根据权利要求6所述的灯具，其特征在于，所述基板上还设置有第一定位柱，所述散热器上设置有第二定位柱，所述第一定位柱和所述第二定位柱之一上设置有定位孔，所述第二定位柱与所述第一定位柱对准以实现所述基板和所述散热器的定位。

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