CN211371994U - 一种全内反射透镜组及照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全内反射透镜组及照明系统。全内反射透镜组包括第一全内反射透镜和第二全内反射透镜；第一全内反射透镜包括第一入光面、第一全内反射面和第一出光面；第二全内反射透镜套置于第一全内反射透镜内，包括第一反射面、第二反射面、第二入光面、第二全内反射面和第二出光面；光源发出的第一部分光线传输到第一入光面，经过第一全内反射面反射后从第一出光面输出；第二部分光线传输到第二入光面，经过第二全内反射面反射后从第二出光面输出；第三部分光线传输到第一反射面，反射至第二反射面再次反射后从第二出光面输出。本实用新型可以实现所有照明光线的控制和优化，使光线的发光角度和光斑效果得到良好的控制，提高照明效果。

Description

一种全内反射透镜组及照明系统

技术领域

本实用新型实施例涉及照明技术，尤其涉及一种全内反射透镜组及照明系统。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有体积小、能耗低、寿命长、亮度高、发热少、坚固耐用等诸多优点，在照明领域得到了广泛的应用。

在实际的照明应用中，需要对LED出射的光线进行调制，以形成预设形状的出射光斑。其中全内反射透镜是一种把LED发出的光尽可能多的汇集，形成需要的发光角度和光斑效果的光学器件。通过设置全内反射透镜的全内反射面的形状，可以控制光线的发光角度和光斑效果，但现有的全内反射透镜结构，全内反射面需要控制的光线较多，难以做针对性的优化，还有一部分LED发出的光线没有经过全内反射面的控制而直接出射，基本无法对光有所控制和优化，从而影响最终照明效果。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种全内反射透镜组及照明系统，以实现所有照明光线的控制和优化，使光线的发光角度和光斑效果得到良好的控制，提高照明效果。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种全内反射透镜组，包括第一全内反射透镜和第二全内反射透镜；

所述第一全内反射透镜内设置有容置部，所述容置部用于容置光源，所述第一全内反射透镜包括第一入光面、第一全内反射面和第一出光面；

所述第二全内反射透镜套置于所述第一全内反射透镜内，所述第二全内反射透镜包括第一反射面、第二反射面、第二入光面、第二全内反射面和第二出光面；

所述光源发出的光线分为第一部分光线、第二部分光线和第三部分光线；

所述第一部分光线传输到所述第一入光面，并经过所述第一全内反射面反射后从所述第一出光面输出；

所述第二部分光线传输到所述第二入光面，并经过所述第二全内反射面反射后从所述第二出光面输出；

所述第三部分光线传输到所述第一反射面，并被所述第一反射面反射至所述第二反射面再次反射后从所述第二出光面输出；

其中，所述第一部分光线、所述第二部分光线和所述第三部分光线与所述第一全内反射透镜的光轴的夹角依次减小。

可选的，所述第一全内反射透镜和所述第二全内反射透镜的光轴重合。

可选的，所述第一反射面和所述第二反射面均镀有反射膜。

可选的，所述反射膜包括铝或银。

可选的，所述第一反射面和/或所述第二反射面包括鳞甲结构。

可选的，所述第一全内发射透镜和所述第二全内反射透镜之间填充有光学胶，所述光学胶的折射率小于所述第二全内反射透镜的折射率。

可选的，所述第一全内反射面和/或所述第二全内反射面设置有鳞甲结构。

可选的，所述第一入光面和/或所述第二入光面包括珠面结构。

可选的，所述第一出光面和/或所述第二出光面包括珠面结构。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种照明系统，包括光源以及上述任意一种全内反射透镜组。

本实用新型实施例提供的全内反射透镜组，包括第一全内反射透镜和第二全内反射透镜；第一全内反射透镜内设置有容置部，容置部用于容置光源，第一全内反射透镜包括第一入光面、第一全内反射面和第一出光面；第二全内反射透镜套置于第一全内反射透镜内，第二全内反射透镜包括第一反射面、第二反射面、第二入光面、第二全内反射面和第二出光面；光源发出的光线分为第一部分光线、第二部分光线和第三部分光线；第一部分光线传输到第一入光面，并经过第一全内反射面反射后从第一出光面输出；第二部分光线传输到第二入光面，并经过第二全内反射面反射后从第二出光面输出；第三部分光线传输到第一反射面，并被第一反射面反射至第二反射面再次反射后从第二出光面输出；其中，第一部分光线、第二部分光线和第三部分光线与第一全内反射透镜的光轴的夹角依次减小。通过设置相互套置的第一全内反射透镜和第二全内反射透镜，第二全内反射透镜可以控制无法被第一全内反射透镜控制的第二部分光线和第三部分光线，可以使第二部分光线和第三部分光线的角度做的更小，光斑也能得到控制，第二全内反射面也可以分担一部分第一全内反射面的光线，使得两个全内反射面都可以根据各自的光线角度得到更好的优化，从而实现所有照明光线的控制和优化，使光线的发光角度和光斑效果得到良好的控制，提高照明效果。

附图说明

图1是现有技术中的一种全内反射透镜组的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种全内反射透镜组的结构示意图；

图3是现有技术中一种全内反射透镜组的光斑曲线示意图；

图4是本实用新型实施例中一种全内反射透镜组的出射光斑的模拟曲线示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种全内反射透镜组的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的又一种全内反射透镜组的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的又一种全内反射透镜组的结构示意图；

图8是一种珠面结构的俯视示意图；

图9是本实用新型实施例提供的又一种全内反射透镜组的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。需要注意的是，本实用新型实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本实用新型实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1所示为现有技术中的一种全内反射透镜组的结构示意图。参考图1，该全内反射透镜组包括一全内反射透镜1，全内反射透镜1包括入光面11、入光面12、全内反射面13以及出光面14，光源2设置于全内反射透镜1的底部，光源2发出的部分光线a，从入光面11入射，经过全内反射面13发生全反射后从出光面13输出，光源2发出的另一部分光线b，由于不能经过全内反射面13反射，其经过入光面12折射后直接从出光面14输出。因此，该全内反射透镜组的发光角度和光斑效果主要由全内反射面13控制，而且全内发射面13需要控制的光线太多，无法做针对性优化，导致发光角度和光斑效果无法做到极致；另一部分光线b从控制力弱的入光面12直接从出光面14射出，基本无法对光有所控制和优化，从而影响最终结果，导致发光角度和光斑效果无法做到极致。

为了解决上述问题，图2所示为本实用新型提供的一种全内反射透镜组的结构示意图。参考图2，本实施例提供的全内反射透镜组包括第一全内反射透镜10和第二全内反射透镜20；第一全内反射透镜10内设置有容置部110，容置部110用于容置光源30，第一全内反射透镜10包括第一入光面101、第一全内反射面102和第一出光面103；第二全内反射透镜20套置于第一全内反射透镜10内，第二全内反射透镜20包括第一反射面201、第二反射面202、第二入光面203、第二全内反射面204和第二出光面205；光源30发出的光线分为第一部分光线c、第二部分光线d和第三部分光线e；第一部分光线c传输到第一入光面101，并经过第一全内反射面102反射后从第一出光面103输出；第二部分光线d传输到第二入光面203，并经过第二全内反射面204反射后从第二出光面205输出；第三部分光线e传输到第一反射面201，并被第一反射面201反射至第二反射面202再次反射后从第二出光面205输出；其中，第一部分光线c、第二部分光线d和第三部分光线e与第一全内反射透镜10的光轴的夹角依次减小。

可以理解的是，本实施例提供的全内反射透镜组为立体结构，图2为沿平行于光轴方向的某一平面的剖视结构示意图，第一部分光线c、第二部分光线d和第三部分光线e均包括光轴上下两侧的光线，图2中仅示意性表示出一侧的光线。全内反射是当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质时，如果入射角大于某一临界角θ(光线远离法线)时，折射光线将会消失，所有的入射光线将被反射而不进入低折射率的介质的一种光学现象。在本实施例中，通过设置第二全内反射透镜20来控制光的结构的同时控制第二全内反射透镜20的曲率结构，两个透镜间可以设置一个空气缝隙(形成高折射率和低折射率的交界面)，使第二全内反射透镜20的第二全内反射面204满足全内反射的条件。通过设置第一反射面201和第二反射面202，使没有经过全反射的光线也可以得到控制，经过两次反射可以使光线形成所需要的发光角度和光斑效果。

示例性的，图3所示为现有技术中一种全内反射透镜组的出射光斑的模拟曲线示意图，图4所示为本实用新型实施例中一种全内反射透镜组的出射光斑的模拟曲线示意图，图3和图4中，纵轴为相对光强，横轴为离光轴中心的距离。参考图3，现有技术中，由于存在没有经过全内反射面控制的光线，因此会存在较大的光晕；参考图4，在本实施例中，所有光线都有经过全内反射面或镀反射面的控制，可以使角度做得更小，光斑也可以得到控制。同时，由于第二全内反射透镜20的第二全内反射面204可以分担一部分第一全内反射面102的光线，使得两个全内反射面都可以根据各自的光线角度得到更好的优化，提升光线发射角和光斑效果。

本实用新型实施例的技术方案，通过设置相互套置的第一全内反射透镜和第二全内反射透镜，第二全内反射透镜可以控制无法被第一全内反射透镜控制的第二部分光线和第三部分光线，可以使第二部分光线和第三部分光线的角度做的更小，光斑也能得到控制，第二全内反射面也可以分担一部分第一全内反射面的光线，使得两个全内反射面都可以根据各自的光线角度得到更好的优化，从而实现所有照明光线的控制和优化，使光线的发光角度和光斑效果得到良好的控制，提高照明效果。

可选的，第一全内反射透镜10和第二全内反射透镜20的光轴重合。

可以理解的是，在本实施例中，第一全内反射透镜10和第二全内反射透镜20同轴设置，可以将各个器件设计为对称结构，降低工艺难度。在其他实施例中，还可以根据实际照明需求设置为非同轴结构，以实现不同角度光线输出，本实施例对此不做限定。

图5所示为本实用新型实施例提供的另一种全内反射透镜组的结构示意图。参考图5，可选的，第一反射面201和第二反射面202均镀有反射膜206。

可以理解的，是通过在第一反射面201和第二反射面202镀反射膜206，可以使第一反射面201和第二反射面202接收到的光线全部输出，有效提高出光效率。可选的，反射膜206可以包括铝或银，具体实施时可以根据实际需求选择。

可选的，第一反射面201和/或第二反射面202包括鳞甲结构。

可选的，第一全内反射面102和/或第二全内反射面202设置有鳞甲结构。

通过设置鳞甲结构，可以更好地控制光线的角度和光斑分布情况，提升全内反射透镜组的控光性能。

图6所示为本实用新型实施例提供的又一种全内反射透镜组的结构示意图。参考图6，可选的，第一全内发射透镜10和第二全内反射透镜20之间填充有光学胶40，光学胶40的折射率小于第二全内反射透镜20的折射率。

可以理解的是，光学胶40可以用于固定第一全内发射透镜10和第二全内反射透镜20，从而提升全内反射透镜组的机械性能，通过设置光学胶40的折射率小于第二全内反射透镜20的折射率，可以保证入射到第二全内反射面204的光线发生全反射。

可选的，第一入光面和/或第二入光面包括珠面结构。

示例性的，图7所示为本实用新型实施例提供的又一种全内反射透镜组的结构示意图，图8所示为一种珠面结构的俯视示意图，其中每一小格可以为凸起形状。参考图7，第一入光面101和第二入光面203均包括珠面结构，通过设计第一入光面101和第二入光面203均包括珠面结构，可以使光线入射时就能实现一定的匀光效果，从而提升出射光的均匀性。

可选的，第一出光面和/或第二出光面包括珠面结构。

示例性的，图9所示为本实用新型实施例提供的又一种全内反射透镜组的结构示意图。参考图9，第一出光面103和第二出光面205包括珠面结构，从而提升输出光束的均匀性。

本实用新型实施例还提供一种照明系统，包括光源以及上述实施例提供的任意一种全内反射透镜组。其中光源可以为LED，该照明系统在可以实现光源发出的所有照明光线的控制和优化，使光线的发光角度和光斑效果得到良好的控制，提高照明效果。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全内反射透镜组，其特征在于，包括第一全内反射透镜和第二全内反射透镜；

所述第一全内反射透镜内设置有容置部，所述容置部用于容置光源，所述第一全内反射透镜包括第一入光面、第一全内反射面和第一出光面；

所述第二全内反射透镜套置于所述第一全内反射透镜内，所述第二全内反射透镜包括第一反射面、第二反射面、第二入光面、第二全内反射面和第二出光面；

所述光源发出的光线分为第一部分光线、第二部分光线和第三部分光线；

所述第一部分光线传输到所述第一入光面，并经过所述第一全内反射面反射后从所述第一出光面输出；

所述第二部分光线传输到所述第二入光面，并经过所述第二全内反射面反射后从所述第二出光面输出；

所述第三部分光线传输到所述第一反射面，并被所述第一反射面反射至所述第二反射面再次反射后从所述第二出光面输出；

其中，所述第一部分光线、所述第二部分光线和所述第三部分光线与所述第一全内反射透镜的光轴的夹角依次减小。

2.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一全内反射透镜和所述第二全内反射透镜的光轴重合。

3.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面均镀有反射膜。

4.根据权利要求3所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述反射膜包括铝或银。

5.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一反射面和/或所述第二反射面包括鳞甲结构。

6.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一全内发射透镜和所述第二全内反射透镜之间填充有光学胶，所述光学胶的折射率小于所述第二全内反射透镜的折射率。

7.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一全内反射面和/或所述第二全内反射面设置有鳞甲结构。

8.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一入光面和/或所述第二入光面包括珠面结构。

9.根据权利要求1所述的全内反射透镜组，其特征在于，所述第一出光面和/或所述第二出光面包括珠面结构。

10.一种照明系统，其特征在于，包括光源以及权利要求1～9任一所述的全内反射透镜组。

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