CN212584887U - 一种全反射透镜及防眩光筒灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种全反射透镜及防眩光筒灯，涉及照明技术领域。在不增加筒灯的高度，不降低出光效率的前提下，不仅能够更好的防眩光，还能使出射光更均匀，提升照明的舒适性。本申请透镜包括出射面、入射面、光源腔和全反射面，其中，出射面为内凹的曲面，出射面上设有菲涅尔结构，光源腔为向出射面凹陷的腔体，光源腔的顶部构成入射面，入射面设有多个微结构；光源发出的其中一部分光经为结构折射后进入全反射透镜内，再由全反射面反射后由出射面出射；光源发出的另一部分光经微结构折射后直接由出射面出射。本申请同时提供了一种防眩光筒灯，本申请可用于提升筒灯的性能。

Description

一种全反射透镜及防眩光筒灯

技术领域

本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种全反射透镜及防眩光筒灯。

背景技术

LED筒灯是采用LED阵列光源配合反光杯和扩散板实现面光源出光的灯具。如图1所示，LED筒灯包括LED阵列光源01，设置在LED光源01外侧的反光杯02，设置在反光杯02前表面的扩散板03，设置在扩散板03前表面的防眩光环04，反光杯02用以提升整体出光效率，扩散板03将离散的发光面转换为均匀的发光面，使出射光更均匀，LED阵列光源作为离散发光点在180度半球空间发射光线，其中一部分光线直射到扩散板03上，另一部分光线直射到反光杯02上，反光杯02再将直射到其上的光线反射到扩散板03上，然后直射的光线和反射的光线在扩散板03内部被扩散粒子进行散射扩散，形成均匀面出光，因此，LED筒灯的遮光角α₀较小，LED筒灯的防眩光环起不到有效的防眩作用，其出光面较为刺眼。

为解决上述技术问题，现有技术一般通过增加防眩光环的高度来防眩，但是该实施方式会降低出光效率并增加LED筒灯的高度。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种全反射透镜及防眩光筒灯，在不增加筒灯的高度，不降低出光效率的前提下，不仅能够更好的防眩光，还能使出射光更均匀，提升照明的舒适性。

为达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种全反射透镜，包括：出射面、入射面、光源腔和全反射面，所述出射面为内凹的曲面，所述出射面上设有菲涅尔结构，所述光源腔为向所述出射面凹陷的腔体，所述光源腔的顶部构成所述入射面，所述入射面分布多个用于散射的微结构；光源发出的其中一部分光经所述微结构折射后进入全反射透镜内，再由全反射面反射后由所述出射面出射；光源发出的另一部分光经所述微结构折射后直接由所述出射面出射。

另一方面，本申请的实施例提供了一种防眩光筒灯，包括灯壳，所述灯壳内设有光源和全反射透镜；所述全反射透镜为上述的全反射透镜。

本申请的实施例提供的全反射透镜包括出射面、入射面、光源腔和全反射面，出射面为内凹的曲面，出射面上设有菲涅尔结构，光源腔为向出射面凹陷的腔体，光源腔的顶部构成入射面，入射面设有多个微结构；光源发出的其中一部分光经微结构折射后进入全反射透镜内，再由全反射面反射后出射面出射；光源发出的另一部分光经微结构折射后直接由出射面出射。全反射面可以提高出光效率，内凹的菲涅尔结构可以将光折射，形成较大的出光面，提高光学效率。由于现有技术中的扩散板对光进行了二次配光，且扩散板和防眩光环均位于反光杯的上方，遮光角为扩散板最外沿一点和防眩光环口部的连线与通过光源光中心的水平线之间的夹角，需要增大遮光角就必须增高防眩光环的高度，而本申请中的菲涅尔结构位于全反射透镜内，因此，遮光角为光源发光体最外沿一点与灯壳的出光口边沿的连线与通过光源光中心的水平线之间的夹角，相比现有技术，在筒灯高度相等的前提下，本申请的遮光角大于现有技术的遮光角，因此，本申请不增加筒灯的高度，也不降低出光效率，就能够更好的防眩光。另外，由于本申请中光源腔的顶部设有多个微结构，通过每个微结构的折射，可以使出射光更均匀，从而提升照明的舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术筒灯的结构示意图；

图2为本申请实施例全反射透镜的主视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本申请实施例全反射透镜的光路图；

图5为本申请实施例全反射透镜的立体结构示意图；

图6为本申请实施例全反射透镜的配光曲线图；

图7本申请实施例防眩光筒灯的分解结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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申请中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图2至图5，本申请实施例提供的全反射透镜2的形状类似于反光杯，全反射透镜2包括出射面201、入射面203、光源腔206和全反射面202，出射面201向内凹陷形成菲涅尔结构204，光源腔206为向出射面201凹陷的腔体，光源腔206的顶部构成入射面203，入射面203为内凹的弧面，且入射面203分布用于散射的多个微结构207。光源发出的其中一部分光经微结构207折射后进入全反射透镜2内，再由全反射面202反射后由出射面201出射；光源发出的另一部分光经微结构207折射后直接由出射面201出射。全反射面202可以提高出光效率，内凹的菲涅尔结构204可以将光折射，形成较大的出光面，提高光学效率。

在一些实施例中，全反射面202为外凸的弧面，在另一些实施例中，全反射面202为圆台的侧面。

参照图1，由于现有技术中的扩散板03对光进行了二次配光，且扩散板03和防眩光环04均位于反光杯02的上方，遮光角α₀为扩散板03最外沿一点和防眩光环04口部的连线与通过光源01光中心的水平线之间的夹角，需要增大遮光角α₀就必须增高防眩光环04的高度，参照图3，本申请中的菲涅尔结构204位于全反射透镜2内，因此，遮光角α为光源最外沿一点与出射面201边沿的连线与通过光源的光中心的水平线之间的夹角，相比现有技术，在筒灯高度相等的前提下，本申请的遮光角α大于现有技术的遮光角α₀，因此，本申请不增加筒灯的高度，也不降低出光效率，就能够更好的防眩光。另外，由于本申请中光源腔206的顶部设有多个微结构207，通过每个微结构207的折射，可以使出射光更均匀，从而提升照明的舒适性。

另外，由于菲涅尔结构204为内凹的结构，因此，可以减轻全反射透镜2的重量，同时可降低本申请实施例防眩光筒灯的高度，实现轻薄化设计。

全反射面202可以最大限度的将光源的光线反射出去，提高出光效率，实现较高的光学效率，为了使出射光更柔和，参照图2，在一些实施例中，全反射面202上设有鳞片结构205，鳞片结构205包括多个鳞片，多个鳞片形成鱼鳞面，每个鳞片即是一个折射单元，每个折射单元的折射方向均不同，因此由微结构207折射后的光经鱼鳞面的全反射透镜2反射以后，可以消除光斑不均匀问题，使出射光更均匀，进一步提升照明的舒适性。

参照图5，在一些实施例中，微结构207为向光源腔206的口部凸起球面，球面的直径或弦长小于2mm，球面的高度为0.01～0.5mm，通过较为凸出的微结构207，可将离散的LED光源进行有效混光，可以使得出光更加均匀。需要说明的是，球面可以是半球面也可以是大于半球面的弧面或小于边球面的弧面，具体的，在一些实施例中，球面为半球面，且半球面的直径为0.89mm，高度为0.2mm。

参照图4，在一些实施例中，菲涅尔结构204布满出射面201，在另一些实施例中，出射面201的部分区域设置菲涅尔结构204，具体可根据需要选择。

继续参照图4，在一些实施例中，菲涅尔结构204包括多个环形台阶面2041，为了使出射光更均匀，多个环形台阶面2041的直径由上至下依次减小，且靠近上方的环形台阶面2041的内径D1大于相邻靠近下方的环形台阶面2041的外径D2，且0≤D1-D2≤4mm。相邻两个环形台阶面2041的连接面2042为向远离透镜光轴的方向凸起的曲面，相邻曲面的曲率连续变化。由此，可以使得出射光更加均匀。具体的，在一些实施例中，D1-D2＝1mm。

参照图7，本申请实施例同时提供了一种防眩光筒灯，该防眩光筒灯包括灯壳1、光源3和全反射透镜2，灯壳1包括面环11和与面环11相扣合的灯体12，面环11和灯体12相互扣合形成安装腔，光源3及全反射透镜2均设置在安装腔内。

光源3有多种可实现的实现方式，在一些实施例中，参照图7，光源3为LED阵列光源，LED阵列光源作为离散的发光点，能够在180°半球空间发射光线，光束角较大，照射面积也较大。需要说明的是，LED阵列光源可以是矩阵型也可以是圆形或其他形状，此处不做限制。微结构207可以弱化阵列LED离散的发光点形成的不均匀性。

当采用光源3为LED阵列光源时，本申请实施例防眩光筒灯还包括灯板5、电源件4和安装架6，其中LED阵列光源和电源件4固定在灯板5上，灯板5通过安装架6安装在灯体12上。

具体的，在一些实施例中，LED阵列光源可以为离散式LED阵列光源，即相邻的两个LED光源之间的间距较大，由此，可以避免热量集中带来的光衰问题，还可以使光束角更大，从而使照射面积也更大。

在另一些实施例中，光源3为COB光源，COB光源就是LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术，此技术剔除了支架概念，无电镀、无回流焊、无贴片工序，因此工序减少近三分之一，成本也节约了三分之一。COB光源主要用来解决小功率芯片制造大功率LED灯的问题，可以分散芯片的散热，提高光效，同时改善LED灯的眩光效果，COB光通量的密度高，眩光少、光柔和，发出来的是一个均匀分布的光面。

遮光角又称保护角，是指光源3最外沿一点和灯具出光口边沿的连线与通过光源3的光中心的水平线之间的夹角。在正常的水平视线条件下，为防止高亮度的光源3造成直接眩光，灯具至少要有10°～15°的遮光角。在照明质量要求高的环境里，灯具应有30°～45°的遮光角。参照图3，本申请实施例全反射透镜2的遮光角α为30°～40°，此范围的遮光角，能使眩光大幅度降低，即能满足相对较高的照明质量，还能保证灯具效率不会太低。在一些实施例中，当防眩光筒灯的高度为43mm时，遮光角α可以为37.88°，可实现大角度遮光、深度防眩，彻底解决普通LED筒灯眩光较大的问题。

发光强度等于1/2峰值光强的方向所包容的角度定义为光束角，一般而言，窄光束的光束角<20度；中等光束的光束角20～40度，宽光束的光束角>40度。光束角反应在被照墙面上就是光斑大小和光强。同样的光源3若应用在不同角度的反射器中，光束角越大，中心光强越小，光斑越大。

在一些实施例中，全反射透镜2的光束角的范围为60°～90°，防眩光筒灯的辐射区域较大，适用于对辐射区域面积要求较大的场合。

参照图6，在一些实施例中，全反射透镜2的配光曲线为水滴形，相比圆形配光曲线，配光曲线为水滴形配光曲线的防眩光筒灯的照明性能更好。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种全反射透镜，其特征在于，包括出射面(201)、入射面(203)、光源腔(206)和全反射面(202)，所述出射面(201)为内凹的曲面，所述出射面(201)上设有菲涅尔结构(204)，所述光源腔(206)为向所述出射面(201)凹陷的腔体，所述光源腔(206)的顶部构成所述入射面(203)，所述入射面(203)分布多个用于散射的微结构(207)；

光源发出的其中一部分光经所述微结构(207)折射后进入全反射透镜(2)内，再由全反射面(202)反射后由所述出射面(201)出射；光源发出的另一部分光经所述微结构(207)折射后直接由所述出射面(201)出射。

2.根据权利要求1所述的全反射透镜，其特征在于，所述全反射面(202)上设有鳞片结构(205)。

3.根据权利要求1或2所述的全反射透镜，其特征在于，所述微结构(207)为向所述光源腔(206)的开口方向凸起的球面。

4.根据权利要求3所述的全反射透镜，其特征在于，所述球面的直径或弦长小于2mm，所述球面的高度为0.01～0.5mm。

5.根据权利要求1或2所述的全反射透镜，其特征在于，所述菲涅尔结构(204)布满所述出射面(201)。

6.根据权利要求1或2所述的全反射透镜，其特征在于，所述菲涅尔结构(204)包括多个环形台阶面(2041)，多个所述环形台阶面(2041)的直径由上至下依次减小，且靠近上方的所述环形台阶面(2041)的内径D1大于相邻靠近下方的所述环形台阶面(2041)的外径D2，且0≤D1-D2≤4mm。

7.根据权利要求6所述的全反射透镜，其特征在于，相邻两个环形台阶面(2041)的连接面(2042)为向远离透镜的光轴的方向凸起的曲面，相邻所述曲面的曲率连续变化。

8.根据权利要求1或2所述的全反射透镜，其特征在于，所述全反射面(202)为外凸的弧面。

9.根据权利要求1或2所述的全反射透镜，其特征在于，所述全反射透镜的光束角的范围为60°～90°。

10.根据权利要求1或2所述的全反射透镜，其特征在于，所述全反射透镜的配光曲线为水滴形。

11.一种防眩光筒灯，其特征在于，包括：

灯壳(1)，所述灯壳(1)内设有：

光源(3)；

全反射透镜(2)；所述全反射透镜(2)为权利要求1～10中任一项所述的全反射透镜。

12.根据权利要求11所述的防眩光筒灯，其特征在于，所述光源(3)为LED阵列光源。

13.根据权利要求12所述的防眩光筒灯，其特征在于，所述LED阵列光源为离散式LED阵列光源。

14.根据权利要求11所述的防眩光筒灯，其特征在于，所述防眩光筒灯的遮光角的范围为30°～40°。

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