CN207213821U - 一种透镜条、具有透镜条的led洗墙灯及照明系统 - Google Patents

Abstract

一种透镜条、具有透镜条的LED洗墙灯及照明系统，该照明系统包括一个具有透镜条的LED洗墙灯，以及一个被照射面。该具有透镜条的LED洗墙灯包括一个透镜条，以及一个灯罩。其在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上该透镜条包括一个光轴，一个与该光轴相交的出光面，一个设置在光轴上的光源设置孔，以及两个分别设置在所述光源设置孔的两侧并位于该光源设置孔与出光面之间的第一、第二全反射面。由于所述透镜条的光学结构设计，以及在所述灯罩的配合作用下，所述照明系统可以使整个被照射面获得均匀且更广范围的光照，从而可以形成比较完美的光照效果，进而可以增加用户体验。

Description

一种透镜条、具有透镜条的LED洗墙灯及照明系统

技术领域

本实用新型涉及灯具领域，特别是一种透镜条、具有透镜条的LED洗墙灯及照明系统。

背景技术

一般的日常生活中，随处都可见到各种照明设备，例如，日光灯、路灯、台灯、艺术灯等。在上述的照明设备中，传统上大部分是以钨丝灯泡作为发光光源。近年来，由于科技日新月异，已利用发光二极管(LED)作为发光来源。甚者，除照明设备外，对于一般交通号志、广告牌、车灯等，亦都改为使用发光二极管作为发光光源。如前所述，使用发光二极管作为发光光源，其好处在于省电，且亮度更大，故于使用上已逐渐普通化。

随着LED灯具的普及，越来越多的场合开始使用LED灯具。在一些重点照明领域，LED灯具的照明范围往往需要根据实际的需求进行调整。例如，在一些洗墙灯中，往往会出现在竖直方向上离灯近的地方亮，而离灯远的地方暗的缺点，或者是在水平方向上由于照度太集中而导致所照射的范围太小。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种可以使照射范围内亮度一致并扩大照射范围的滤光镜片、具有该滤光镜片的LED灯及照明系统，以解决上述问题。

一种透镜条，其在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上该透镜条包括一个光轴，一个与该光轴相交的出光面，一个设置在光轴上的光源设置孔，以及两个分别设置在所述光源设置孔的两侧并位于该光源设置孔与出光面之间的第一、第二全反射面。在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述光源设置孔包括一个楔形结构且在该楔形结构中该光源设置孔与光轴相交的面为弧形面。在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述出光面包括一段接收所述第一全反射面的出射光的会聚弧面，一个接收所述光源设置孔的弧形面的第一斜面，以及一个接收所述第二全反射面的第二斜面。所述会聚弧面对所述第一全反射面的出射光进行会聚后射出。在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述第二斜面上任意一点与所述光轴在出光方向上的夹角为锐角。在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述第一斜面与所述第二斜面之间的夹角为钝角。

进一步地，所述楔形结构的光源设置孔包括一个顶部，一个位于所述顶部一侧的短边侧壁，以及一个位于所述顶部另一侧的长边侧壁。

进一步地，所述顶部与光轴相交的面为所述的弧形面，该弧形面的曲率相对于所述透镜条的出光方向为正曲率。

进一步地，所述第一全反射面接收所述短边侧壁的出射光，所述第二全反射面接收所述长边侧壁的出射光。

进一步地，所述第二斜面上设置有多条首尾相连依次排列的弧形条，所述弧形条的延伸方向与所述透镜条的延伸方向垂直。

一种具有透镜条的LED洗墙灯，其包括一个如上所述的透镜条，以及一个设置在所述透镜条出光方向上的灯罩。所述灯罩在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上包括一个出光孔，一个位于所述出光孔一侧的反射边，以及一条位于所述出光孔另一侧的支撑边。所述透镜条的出光面嵌设在所述出光孔中。在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述第二斜面与所述反射边位于所述光轴的同侧，且所述会聚弧面与所述支撑边位于所述光轴的同侧。所述反射边用于反射所述第一斜面的部分出射光。所述支撑边与所述出光面的出射光相间隔。

进一步地，所述具有透镜条的LED洗墙灯还包括一个发光模块。所述透镜条设置在所述发光模块的出光方向上。所述发光模块包括至少一个LED芯片，所述透镜条的光轴与所述LED芯片的芯片光轴重合。

进一步地，所述LED洗墙灯还包括一个设置在所述灯罩上的滤光片。所述滤光片的一侧设置在所述支撑边上并接收所述透镜条的出射光。所述滤光片的另一侧抵顶在所述反射边并接收该反射边的出射光。所述滤光片固定在所述支撑边上以使所述滤光片可以贴合在所述支撑边上。

一种照明系统，其包括一个如上所述的具有透镜条的LED洗墙灯，以及一个由具有透镜条的LED洗墙灯照射的被照射面。所述光轴与所述被照射面之间的夹角包括一个锐角，所述锐角的大小为5度至10度之间。所述透镜条的延伸方向平行于所述被照射面。所述透镜条的第二斜面的出射光射向所述被照射面靠近所述LED洗墙灯的一侧，所述透镜条的会聚弧面的出射光射向所述被照射面远离所述LED洗墙灯的一侧。

进一步地，以地平面为参照时，所述被照射面垂直于所述地平面，所述透镜条的延伸方向同时平行于所述被照射面与所述地平面。

与现有技术相比，由于所述透镜条的光学结构设计，以及在所述灯罩的配合作用下，所述照明系统可以使整个被照射面获得均匀且更广范围的光照，从而可以形成比较完美的光照效果，进而可以增加用户体验。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为本实用新型提供的一种照明系统的结构示意图及光路图。

图2为图1的照明系统所包括的具有透镜条的LED灯的分解结构示意图。

图3为图2的具有透镜条的LED灯所包括的透镜条的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。

请参阅图1及图3，其为本实用新型提供的一种照明系统的结构示意图。所述照明系统包括一个具有透镜条的LED洗墙灯100，以及一个由具有透镜条的LED洗墙灯100照射的被照射面200。在实际应用中，所述具有透镜条的LED洗墙灯100可能会包括多个，这可以根据被照射面200的大小或多少来确定。在本实施例中，仅为了详细说明本实用新型，故仅示出一个具有透镜条的LED洗墙灯100和一个与该具有透镜条的LED洗墙灯100相对应的被照射面200。可以想到的是，该照明系统还包括其他元器件，如柜体、用于设置所述具有透镜条的LED洗墙灯100的天花、插座、轨道等组件，以及用于给该具有具有透镜条的LED洗墙灯100供电的电源等等，因为诸如此类的组件不为本实用新型的重点，在此不再赘述。

所述具有透镜条的LED洗墙灯100包括一个发光模块10，一个设置在所述发光模块10的出光方向上的透镜条20，一个设置在所述透镜条20出光方向上的灯罩30，以及一个设置在所述灯罩30上的滤光片40。作为一个灯具，所述具有透镜条的LED洗墙灯100还应当包括其他的一些功能模块，如灯架，安装所述LED洗墙灯100的卡扣组件，提供电力的导线插接组件，以及电源组件等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。

所述发光模块10包括一个电路板101，以及至少一个设置在所述电路板101上的LED芯片102。所述电路板101可以为印刷电路板，其用于为所述LED芯片102提供合规的电力。可以想到的是，所述电路板101上会电性连接设置诸如二极管、三极管等电子元器件，以将市电转化为适合所述LED芯片102工作的电压或电流。所述LED芯片102的数量根据实际需要而定，如出光流明的大小等。在本实施例中，为了说明本实用新型，所述发光模块10具有一排由六个LED芯片102组成的芯片组。所述LED(Light Emitting Diode)芯片102是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光能，其也为现有技术。所述发光模块10还包括一个芯片光轴103。众所周知的是，每一个LED芯片102皆具有一个芯片光轴，其为光学设计的导向，即在光学设计皆应当以该光轴为参照。因此，每一个所述LED芯片102的芯片光轴也就是所述发光模块10的芯片光轴103，可以想到的是，在本实施例中，所述发光模块10的芯片光轴103为多根，并形成一排。

所述透镜条20由光学级材料制成，如亚克力材料，且其整体为条形，因此，在垂直于该透镜条20的延伸方向的截面上来说明透镜条20的结构与光学原理将更有说明力。在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上，所述透镜条20包括一个光轴21，一个与该光轴21相交的出光面22，一个设置在所述光轴上的光源设置孔23，以及两个分别设置在所述光源设置孔23的两侧并位于该光源设置孔23与出光面22之间的第一、第二全反射面24、25。当然可以想到的是，所述透镜条20还包括其他的一此附属结构，如安装结构等。

所述光轴21与所述LED芯片102的芯片光轴103重合，并与所述芯片光轴103具有相同的作用与设计原理，即其也所述透镜条20在光学设计时的导向，即在光学设计皆应当以该光轴21为参照。

所述出光面22为所述透镜条20的一个边界面，即所有光皆应当从该出光面22射出，其成为所述灯罩30的设计参照。为了达到上述效果，在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上所述出光面22包括一段接收所述第一全反射面24的出射光的会聚弧面221，一个接收所述光源设置孔23的弧形面的第一斜面222，以及一个接收所述第二全反射面24的第二斜面223。所述会聚弧面221对所述第一全反射面24的出射光进行会聚后射出。在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上所述第二斜面223上任意一点与所述光轴21在出光方向上的夹角为锐角。在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上所述第一斜面222与所述第二斜面223之间的夹角为钝角。所述出光面22的截面形状决定了所述透镜条20的出光方向，在实际使用中，所述会聚弧面221的出射光需要射向离LED洗墙灯100较远的被照射面200，因此，该会聚弧面221将出射光进行了会聚，以弥补由于路程较远而造成的损失。所述第二斜面223的出射方向为离LED洗墙灯100最近的被照射面200，在实际应用中，所述LED洗墙灯100的出射面几乎与被照射面200垂直，因此，需要所述第二斜面223上任意一点与所述光轴21在出光方向上的夹角为锐角，以尽量将光线射向LED洗墙灯100的出射面与被照射面200垂直的面的范围内。所述第一斜面222的出射光将射向由会聚弧面221与第二斜面223所照射的范围之间，同时为了连接所述会聚弧面221与第二斜面223，所述第一斜面222与第二斜面223之间的夹角应为钝角。为了扩大所述第二斜面沿所述透镜条20的延伸方向上的照射范围，所述第二斜面223上还设置有多条首尾相连依次排列的弧形条224，且该弧形条224的延伸方向与所述透镜条20的延伸方向垂直。

所述光源设置孔23用于设置所述LED芯片102，其应当为槽形，以设置一排LED芯片102。所述光源设置孔23在垂直于所述光轴21的截面上为一个中心轴与光轴21重合的矩形孔。而在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上所述光源设置孔23包括一个顶部231，一个位于所述顶部231一侧的短边侧壁232，以及一个位于所述顶部231另一侧的长边侧壁233。由于所述长、短侧壁233、232的原因使用所述光源设置孔23包括一个楔形结构。所述顶部231与光轴21相交，即其在该楔形结构中该光源设置孔23与光轴21相交的面，并且该顶部231为弧形面。且该弧形面的曲率相对于所述透镜条的出光方向为正曲率。所述第一全反射面24接收所述短边侧壁232的出射光，所述第二全反射面25接收所述长边侧壁233的出射光。可以想到的是，所述第一斜面222的出射光照射的范围最大，因此其接收的顶部231的光也最多。

所述第一、第二全反射面24、25为一种光学结构，其表面符合全反射定律，即将照射到其表面的光全部反射出去，即第一全反射面24所反射的光射向会聚弧面221，第二全反射面25所反射的光射向第二斜面223。

所述灯罩30设置在灯架上且由于所述透镜条20的原因，在垂直于该透镜条20的延伸方向的截面上来说明该灯罩30的结构与光学原理也将更有说明力。在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上所述灯罩30包括一个出光孔31，一个位于所述出光孔31一侧的反射边32，以及一条位于所述出光孔32另一侧的支撑边33。所述透镜条20的出光面22嵌设在所述出光孔31中，因此所述出光孔31可以为一个长方形，或者是配合所述透镜条20的安装结构，所述出光孔31可以为其他形状。为了不使所述灯罩30挡住所述出光面22的出射光，在垂直于所述透镜条20的延伸方向的截面上所述第二斜面223与所述反射边32位于所述光轴21的同侧，且所述会聚弧面221与所述支撑边33位于所述光轴21的同侧。从图中可以看出，所述支撑边33也会一个斜面，并具有一定的弧形，其结构设计的目的就在于不挡住所述会聚弧面221与第一斜面222的出射光，也因此所述支撑边33与所述出光面22的出射光相间隔。所述反射边32用于接收所述第二斜面223的部分出射光，并将该所述第二斜面223的部分出射光射向所述灯罩30与被照射面200交界的位置，以达到照亮所有被照射面200的目的。所述反射边32的结构在此不再详细说明，但总以上述光照目的为设计要求。

所述滤光片40设置在所述灯罩30。所述滤光片40的一侧设置在所述支撑边32上并接收所述透镜条20的出射光，另一侧抵顶在所述反射边33并接收该反射边33的出射光。所述滤光片40为一种现有技术，其透光率小于1，共目的是滤掉或阻挡一些杂散光。所述滤光片40固定在所述支撑边32上以使所述滤光片40可以贴合在所述支撑边32上，以尽可能滤掉或阻挡住一些杂散光，使该LED洗墙灯100的出光效果更好，即减小黄边等。

所述被照射面200为所述具有透镜条的LED洗墙灯100照射的位置，其可以为平面，也可以为曲面。在本实施例中，仅为了举例说明本实用新型，该被照射面200为平面。该被照射面200可以为博物馆中所要照亮的画等物品，也可以是商场里橱窗里的贩卖品。为了简便说明，以地平面为参照，则所述被照射面200垂直于地平面，在实际安装该LED洗墙灯100时，所述透镜条20的延伸方向应当平行于所述被照射面20与所述地平面。所述具有透镜条的LED洗墙灯100一般会使用在如洗墙灯领域，而不会用在重点照明领域，因此所述具有透镜条的LED洗墙灯100的发光模块10的芯片光轴103与所述被照射面200之间的夹角应当包括一个锐角θ，且该锐角θ的大小为5度到10度之间。在安装所述具有透镜条的LED洗墙灯100时，除了所述透镜条20的第二斜面223的出射光应当射向所述被照射面靠近所述LED洗墙灯100的一侧，所述透镜条20的会聚弧面221的出射光射向所述被照射面200远离所述LED洗墙灯100的一侧。如上所述，所述第一斜面222将照射在所述被照射面200的中部。

下面以所述透镜条20的延伸方向平行于被照射面200与地平面的应用实例来说明所述具有透镜条的LED洗墙灯100的光学效果。所述会聚弧面221射向离该LED洗墙灯100较远的被照射面200，由于其对光具有聚合的作用，使得其可以弥补由于到达离LED灯10较远处而导致的更多的衰减，即在离LED洗墙灯100较远的被照射面200的一侧与离LED洗墙灯100较近的被照射面200的一侧，相同照射面积内，离LED洗墙灯100较远的被照射面200的一侧所获得的光线要比离LED洗墙灯100较近的被照射面200的一侧更多，因此可以通过获得更多的光线来弥补由于到达离LED洗墙灯100较远处而导致的更多的衰减。所述光源设置孔23的顶部231为弧面，因此其具有一定的发散作用，因此虽然其接收到的光为LED芯片102为光强最大的光，但由于其发散作用可以适当地减弱其到达被照射面200时的强度，以利于其他照射区域的照度一致。所述第二斜面223以及在所述反射边32的配合下可以照射到该LED洗墙灯100与被照射面200交界处以及附近的区别。从而达到照亮整个被照射面200的目的，同时也可以使得离LED洗墙灯100较近处与离LED洗墙灯100较远处有基本相同的照度。在这里，需要说明“基本相同”的意思，该基本相同是指虽然用照度仪器测量离LED洗墙灯100较远或较近的被照射面200的两侧，其照度值可能不完全一样，但是对于人们肉眼观察则难以察觉这种不同，从而达到对于人们的视觉来说，被照射面200的光照效果是一致的。

与现有技术相比，由于所述透镜条20的光学结构设计，以及在所述灯罩30的配合作用下，所述照明系统可以使整个被照射面200获得均匀且更广范围的光照，从而可以形成比较完美的光照效果，进而可以增加用户体验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透镜条，其特征在于：在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上该透镜条包括一个光轴，一个与该光轴相交的出光面，一个设置在光轴上的光源设置孔，以及两个分别设置在所述光源设置孔的两侧并位于该光源设置孔与出光面之间的第一、第二全反射面，在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述光源设置孔包括一个楔形结构且在该楔形结构中该光源设置孔与光轴相交的面为弧形面，在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述出光面包括一段接收所述第一全反射面的出射光的会聚弧面，一个接收所述光源设置孔的弧形面的第一斜面，以及一个接收所述第二全反射面的第二斜面，所述会聚弧面对所述第一全反射面的出射光进行会聚后射出，在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述第二斜面上任意一点与所述光轴在出光方向上的夹角为锐角，在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述第一斜面与所述第二斜面之间的夹角为钝角。

2.如权利要求1所述的透镜条，其特征在于：所述楔形结构的光源设置孔包括一个顶部，一个位于所述顶部一侧的短边侧壁，以及一个位于所述顶部另一侧的长边侧壁。

3.如权利要求2所述的透镜条，其特征在于：所述顶部与光轴相交的面为所述的弧形面，该弧形面的曲率相对于所述透镜条的出光方向为正曲率。

4.如权利要求2所述的透镜条，其特征在于：所述第一全反射面接收所述短边侧壁的出射光，所述第二全反射面接收所述长边侧壁的出射光。

5.如权利要求1所述的透镜条，其特征在于：所述第二斜面上设置有多条首尾相连依次排列的弧形条，所述弧形条的延伸方向与所述透镜条的延伸方向垂直。

6.一种具有透镜条的LED洗墙灯，其特征在于：所述具有透镜条的LED洗墙灯包括一个如权利要求1至5任一项所述的透镜条，以及一个设置在所述透镜条出光方向上的灯罩，所述灯罩在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上包括一个出光孔，一个位于所述出光孔一侧的反射边，以及一条位于所述出光孔另一侧的支撑边，所述透镜条的出光面嵌设在所述出光孔中，在垂直于所述透镜条的延伸方向的截面上所述第二斜面与所述反射边位于所述光轴的同侧，且所述会聚弧面与所述支撑边位于所述光轴的同侧，所述反射边用于反射所述第一斜面的部分出射光，所述支撑边与所述出光面的出射光相间隔。

7.如权利要求6所述的具有透镜条的LED洗墙灯，其特征在于：所述具有透镜条的LED洗墙灯还包括一个发光模块，所述透镜条设置在所述发光模块的出光方向上，所述发光模块包括至少一个LED芯片，所述透镜条的光轴与所述LED芯片的芯片光轴重合。

8.如权利要求6所述的具有透镜条的LED洗墙灯，其特征在于：所述LED洗墙灯还包括一个设置在所述灯罩上的滤光片，所述滤光片的一侧设置在所述支撑边上并接收所述透镜条的出射光，所述滤光片的另一侧抵顶在所述反射边并接收该反射边的出射光，所述滤光片固定在所述支撑边上以使所述滤光片可以贴合在所述支撑边上。

9.一种照明系统，其特征在于：所述照明系统包括一个如权利要求6至8任一项所述的具有透镜条的LED洗墙灯，以及一个由具有透镜条的LED洗墙灯照射的被照射面，所述光轴与所述被照射面之间的夹角包括一个锐角，所述锐角的大小为5度至10度之间，所述透镜条的延伸方向平行于所述被照射面，所述透镜条的第二斜面的出射光射向所述被照射面靠近所述LED洗墙灯的一侧，所述透镜条的会聚弧面的出射光射向所述被照射面远离所述LED洗墙灯的一侧。

10.如权利要求9所述的照明系统，其特征在于：以地平面为参照时，所述被照射面垂直于所述地平面，所述透镜条的延伸方向同时平行于所述被照射面与所述地平面。