CN212226945U - 一种分光透镜及全周发光灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分光透镜及全周发光灯具，所述分光透镜呈圆柱状结构，分光透镜第一端设有入光面，第二端设有向分光透镜内部凹陷的反射弧面，入光面和反射弧面之间通过圆周出光面相连，所述光源设于分光透镜的入光面一侧，使得光源发出光线经入光面射入分光透镜并经反射弧面反射后沿圆周出光面射出；本实用新型的全周发光灯具中，由于反射弧面存在，因此光源发出的光线不会照射到反射弧面上方区域，经过该分光透镜分光后的光线沿着圆柱状分光透镜四周360度射出并在四周形成均匀环状光斑，且当人眼在反射弧面上方覆盖的角度范围内观测时，不易产生眩光，光环区域内光照度分布均匀，氛围舒适。

Description

一种分光透镜及全周发光灯具

技术领域

本实用新型属于灯具技术领域，具体而言，涉及一种分光透镜及全周发光灯具。

背景技术

随着人类社会的演变与变迁，人类在进行穴居生活之后便对室内照明有了需求，现代社会人们对于室内照明更是有了系统的发展，从单一的一灯照明，逐渐增加了重点照明、特殊照明以及氛围照明设计，氛围照明应用广泛，常见于于主题公园、酒店、家居、展会、商业以及艺术照明等之中。

针对氛围照明灯具，大多在传统的LED光源上加上简单的透镜作为设计基础，且大多多采用的是单侧发光，光学特性简单，不利于灯具环境四周的氛围照明需求。

申请号为201410346180.9的实用新型专利申请公开了“全周光LED灯”，该方案实现了全周发光，但在该LED的透镜之中，反光面将一部分光线进行反射，但实际上由于该反光面的轮廓是向透镜实体相反一侧凸出的，因此该反光面对反射光线具有聚光效果，不利于透镜周侧下方光线照度的均匀性；此外由于反射面上另一部分光线经折射后投射到反光面上方，因此实际上，在透镜上方也是有大量光线存在的，因而在空间中各个方向产生不适宜的亮度分布，在透镜上方观察时容易在人体视野中产生眩光，可能使人引起厌恶、不舒服的感觉甚或丧失明视度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种光照度均匀的全周发光灯具，且能减少眩光的产生。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种分光透镜,所述分光透镜呈圆柱状结构，分光透镜第一端设有入光面；分光透镜第二端设有向分光透镜内部凹陷的反射弧面，入光面和反射弧面之间通过圆周出光面相连。

进一步地，所述入光面为设于分光透镜第一端的凹陷曲面，且入光面的曲面轮廓向分光透镜实体相反方向一侧凸起。

进一步地，所述反射弧面上的弧形轮廓向分光透镜实体一侧凹陷。

一种全周发光灯具，包括分光透镜和光源，所述光源设于分光透镜的入光面一侧，使得光源发出光线经入光面射入分光透镜并经反射弧面反射后沿圆周出光面射出。

进一步地，所述全周发光灯具还包括防眩透镜，所述防眩透镜包括若干中心轴线共线的防眩环，所述若干防眩环依次上下叠加且套设于分光透镜的圆周出光面上，在任意相邻的两组防眩环中，上侧防眩环与下侧防眩环相接且接触面上设有吸光结构。

进一步地，所述光源与分光透镜之间还设有导光透镜，所述光源设于导光透镜的入光面一端，所述分光透镜设于导光透镜出光面一端，使得光源发出光线经导光柱汇聚于分光透镜的入光面上。

进一步地，所述导光透镜包括导光柱和设于导光柱出光面上的凸透镜，所述光源设于导光柱入光面一端，分光透镜设于凸透镜的出光面一端。

进一步地，所述凸透镜为出光面中部凹陷的环状凸透镜。

进一步地，所述凸透镜的出光面设置有若干混光微结构。

进一步地，所述混光微结构为设于凸透镜出光面上的微凸透镜结构。

进一步地，所述防眩环内径与分光透镜的圆周出光面外径配合。

进一步地，所述全周发光灯具还包括外罩，光源置于外罩内，所述防眩透镜设于光源上方。

一种全周发光灯具的工作方法：光源发出光线经入光面汇聚于分光透镜的反光弧面上，反光弧面将光线散射并沿分光透镜的圆周出光面射出。

经圆周出光面射出光线进入防眩透镜内，第一部分光线在防眩透镜内产生折射并沿防眩透镜四周射出，第二部分光线射入防眩透镜的吸光结构上被吸收，此时，防眩透镜将第一部分光线汇聚到吸光结构的同一侧。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的全周发光灯具中，光源发出光线首先通过分光透镜的入光面进行首次分光并照射到分光透镜内，再经过反射弧面进行二次分光并产生全反射，由于反射弧面为广角镜面，因而对光线进行发散并均匀射入到圆周出光面上，圆周出光面上的光线沿着设于入光面和反射弧面之间的圆周出光面射出；由于反射弧面存在，因此光源发出的光线不会照射到透射弧面上方区域，当人眼在反射弧面上方覆盖的角度范围内观测时，不易在反射弧面上方区域形成眩光；经过该分光透镜分光后的光线沿着圆柱状分光透镜四周360度射出并在四周形成环状光斑，且光斑区域内光照度分布均匀，氛围舒适。

附图说明

图1为本实用新型全周发光灯具结构示意图；

图2为本实用新型全周发光灯具的光学透镜组的透视图；

图3为本实用新型全周发光灯具的导光透镜立体图；

图4为本实用新型全周发光灯具的分光透镜结构示意图；

图5为本实用新型全周发光灯具的防眩透镜结构示意图；

图6为本实用新型全周发光灯具的光线原理分析图；

图7为本实用新型全周发光灯具的配光曲线图；

图8为本实用新型全周发光灯具的光照度分布示意图；

图标：1-外罩，2-导光透镜，21-导光透镜入光面，22-导光柱，23-凸透镜， 24-凸透镜出光面，25-混光微结构，3-分光透镜，31-入光面，32-反射弧面， 33-圆周出光面，34-分光透镜入光口，4-防眩透镜，41-吸光结构，42-防眩环， 43-透镜空腔，5-光源，6-空腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1-8所示，一种全周发光灯具，可用于特殊照明或氛围照明之中，结构上包括外罩1、导光透镜2、分光透镜3、防眩透镜4以及光源5。

所述外罩1用于安装固定该灯具内的光学镜片以及光源5等构件，材质上可采用非透明塑料或者金属，如图1所示，在本实施例中，外罩1为竖直设立的一组圆筒状构件，所述光源5安装于该外罩1内。

如图2-3所示，所述导光透镜2包括导光柱22和凸透镜23，导光透镜2的作用在于传导光源5发出的光线且兼具导光和混色作用，因此光源5设置在导光柱22的入光面一端，即导光透镜入光面21一侧，所述导光柱22为四棱台状结构，其入光面为四棱台上轮廓较小的一端端面，所述凸透镜23设于四棱台状的导光柱22较大轮廓的一端端面上，即：如图2-3所示，所述凸透镜23的入光面与导光柱22的出光面相接，凸透镜出光面24中部设有凹陷结构，因此，凸透镜23为圆环状凸透镜，在凸透镜出光面24上设有若干混光微结构25，在本实施中，所述微混光结构25为设于凸透镜23出光面上的微凸透镜结构，光源5发出光线沿导光透镜入光面21进入导光柱22内，经过导光透镜入光面21 平面混光处理后，在导光柱22内多次反射，并进入凸透镜23内进行传导和混光，最终经若干混光微结构25再次混光处理射出。

如图1和图4所示，所述分光透镜3呈圆柱状结构，分光透镜3的第一端端面为入光面31，第二端端面为反射弧面32，入光面31和反射弧面32之间通过分光透镜3的圆周出光面33相连，在分光透镜3的入光面31一侧还设有分光透镜入光口34，反射弧面32上镀有反射膜层以形成全反射镜面，使得入射到反射弧面32上的光线无法穿透反射弧面32，因此在反射弧面32上方无光线进入。

所述入光面31内凹于分光透镜3且形成的凹腔曲面是呈外凸状的，即：如图4所示，在分光透镜3剖视状态下，该入光面31上的轮廓曲线是向分光透镜 3实体相反方向一侧凸出的，产生的效果如图6所示，经入光面31汇入的光线更容折射到反射弧面32上。

所述反射弧面32内凹于分光透镜3的第二端，在分光透镜3内部形成凸面镜的效果(即反射弧面32在面向分光透镜3内部的一面为广角镜面)，具体地，在分光透镜3剖视状态下，反射弧面32的轮廓曲线是向分光透镜3实体一侧凹陷的，经入光面31汇聚到反射弧面32上的光线更易被反射弧面32发散状反射，进而均匀照射在圆周出光面33上。

导光透镜2的凸透镜23外圆周轮廓与入光口34轮廓配合，装配后的效果图如图2所示，分光透镜3的入光面31与凸透镜23之间形成有空腔6，沿着混光微结构5射出的光线投射到分光透镜3的入光面31上，一部分沿着圆周出光面33射出，另一部分经过入光面31第一次分光后射入反射弧面32上，由于反射弧面32上设有反光镀膜，因此，反射弧面32形成全反射曲面，射入反射弧面32上的光线经过二次分光发生全反射进入圆周出光面33上，最终，沿着分光透镜3的入光面31射入的光线整体沿着圆周出光面33射出，由于反射弧面 32的存在，分光透镜3内的光线沿着反射弧面32向下反射，当人在反射弧面 32上方区域观测时，由于没有射入光线，不易产生眩光。

如图2和图5所示，所述防眩透镜4包括若干中心轴线共线的防眩环42，所述若干防眩环42依次上下叠加而成形成一组防眩透镜4，因此在该防眩透镜4内形成一组环状的透镜空腔43，该透镜空腔43罩设在分光透镜3的圆柱状表面，且每组防眩环42的内圆周面均与分光透镜3的圆周出光面33紧密配合，使得沿着分光透镜3的圆周出光面33射出的光线全部进入防眩透镜4内，在任意上下相邻的两组防眩环42中，上侧防眩环42与下侧防眩环42相接且接触面上设有吸光结构41，即在本实施中，相邻的两组防眩环42的接触面镀有吸光膜，吸光膜可采用现有技术，如申请号为CN201711457122.3的实用新型专利中的吸光薄膜，射入到吸光结构41上的光线被吸光结构41吸收。

如图5所示，所述防眩环42任意横截面轮廓为平行四边形，且从防眩环42 的内圆周面侧到外圆周面侧看，防眩环42上下端面均倾斜向下，在内圆周面侧到外圆周面之间形成倾斜的斜面，而该斜面为相邻两组防眩环42之间的接触面，由于表面镀有吸光膜层，因此，如图6所示，一部分光线进入防眩环42后，在防眩环42内发生折射，并沿着防眩环42的外圆周面倾斜向下射出，另一部分光线照射到吸光膜层上被吸收，防眩环42的目的是将分光透镜3内的光线汇聚到吸光结构41的同一侧，即防眩透镜4四周侧下方，对分光透镜3的防眩效果起到进一步加强的作用。

所述光源5为RGBW全色光谱LED光源，光源上设有控制板，通过调整光源 5的控制板可使光源5产生白色及彩色光线，因此对光的自由组合提供了条件，可以实现无级调色调温，可以单独发出红光、绿光、蓝光、不同色温的白光等，使光源5发出的光线颜色各异，光源5发出的彩色光被导光透镜2进行混光和混色以形成一组颜色均匀的白色光。

如图6所示，将光源5置于外罩1内，导光透镜2竖直设置，在导光透镜2 出光面上端设置分光透镜3和防眩透镜4，光线经导光透镜2多次混光后，汇聚到分光透镜3的入光面31，并最终沿着防眩环42的外圆周面倾斜向下射出。

如图1所示，由于光线在防眩透镜4射出后倾斜向下射出，出射光线的光路改变，由于防眩透镜4上吸光膜层的阻挡，使在需要防眩的区域α内没有眩光，在照射区域β中的光分布更加均匀，在γ暗区内也不产生光线，通过设置防眩环42上下端面倾斜的角度，即膜层的倾斜角度，可调整优化α、β和γ覆盖区域范围，本实施中，α、β和γ最终角度分别为120°、50°和10°左右，最终使我们的γ暗区的范围减小到最小范围，最终在投射面形成如图8所述的均匀环状光斑，实测配光曲线图如图7所示，照射区域光照度、光色度分布均匀，在灯具四周形成一组全周发光的光束照明。

上述全周发光灯具采用光学镜片组合结构，外罩1呈长轴状设计，简约大方，占地面积较小，光圈范围覆盖面积大，暗区范围小且不产生眩光。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分光透镜,其特征在于：所述分光透镜(3)呈圆柱状结构，分光透镜(3)第一端设有入光面(31)；分光透镜(3)第二端设有向分光透镜(3)内部凹陷的反射弧面(32)，入光面(31)和反射弧面(32)之间通过圆周出光面(33)相连；

所述入光面(31)为设于分光透镜(3)第一端的凹陷曲面，且入光面(31)的曲面轮廓向分光透镜(3)实体相反方向一侧凸起；所述反射弧面(32)上的弧形轮廓向分光透镜(3)实体一侧凹陷，且反射弧面(32)为全反射弧面以使光线无法透射。

2.一种全周发光灯具，其特征在于，包括光源(5)和权利要求1所述的分光透镜(3)，所述光源(5)设于分光透镜(3)的入光面(31)一侧，使得光源(5)发出光线经入光面(31)射入分光透镜(3)并经反射弧面(32)反射后沿圆周出光面(33)射出。

3.根据权利要求2所述的全周发光灯具，其特征在于：所述全周发光灯具还包括防眩透镜(4)，所述防眩透镜(4)包括若干中心轴线共线的防眩环(42)，所述若干防眩环(42)依次上下叠加且套设于分光透镜(3)的圆周出光面(33)上，在任意相邻的两组防眩环(42)中，上下两侧的防眩环(42)相接且接触面上设有吸光结构(41)。

4.根据权利要求2所述的全周发光灯具，其特征在于：所述光源(5)与分光透镜(3)之间还设有导光透镜(2)，所述光源(5)设于导光透镜(2)的入光面一端，所述分光透镜(3)设于导光透镜(2)的出光面一端，使得光源(5)发出光线经导光柱(22)汇聚于分光透镜(3)的入光面(31)上。

5.根据权利要求4所述的全周发光灯具，其特征在于：所述导光透镜(2)包括导光柱(22)和设于导光柱(22)出光面上的凸透镜(23)，所述光源(5) 设于导光柱(22)入光面一端，分光透镜(3)设于凸透镜(23)的出光面一端。

6.根据权利要求5所述的全周发光灯具，其特征在于：所述凸透镜(23)为出光面中部凹陷的环状凸透镜。

7.根据权利要求5所述的全周发光灯具，其特征在于：所述凸透镜(23)的出光面设置有若干混光微结构(25)。

8.根据权利要求7所述的全周发光灯具，其特征在于：所述混光微结构(25)为设于凸透镜(23)出光面上的微凸透镜结构。

9.根据权利要求3所述的全周发光灯具，其特征在于：所述防眩环(42)任意横截面轮廓为平行四边形。

10.根据权利要求3所述的全周发光灯具，其特征在于：所述防眩环(42)内径与分光透镜(3)的圆周出光面(33)的外径匹配。

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