CN213207738U - 一种偏光透镜及具有该偏光透镜的照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种偏光透镜及具有该偏光透镜的照明装置，偏光透镜设有反射部和入光部，入光部包括环绕光源设置的第一折射面以及面向光源的第二折射面，经过第一折射面折射后的光线再由反射部反射出去，反射部设置在偏光透镜的外侧，反射部为由至少12个自由曲面连接组成的非规则连续曲面，位于光源中心所在水平面上方的自由曲面能够使经其反射后的出光向下偏光出射。本申请将偏光透镜的反射部设置为由多个自由曲面合并形成的非规则连续曲面，每一个自由曲面都形成一个单独的区域对投射在上面的光线进行反射，相邻的自由曲面可以根据所需要光的偏移角度的不同分别进行设计，使发射出来的光线偏转角度更加符合预设的要求，能够形成满意的光斑。

Description

一种偏光透镜及具有该偏光透镜的照明装置

技术领域

本实用新型属于照明技术领域，涉及一种偏光透镜及具有该偏光透镜的照明装置。

背景技术

光学透镜常见于照明领域，随着LED灯的普遍应用，光学透镜的设计也是层出不穷。常见的光学透镜为了达到良好的配光效果，根据不同光源出射的角度来设计配光曲线，使出光能够按照设计的路线发射，改变光源的广场分布，从而形成特定光斑。

但是现有的透镜都是由一个连续曲面形成的，每个点所反射的光线偏移角度都会受到限制，无法单独对某一区域出光的偏移路线进行设计，无法形成特定配光。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种偏光透镜及具有该偏光透镜的照明装置，旨在解决现有的透镜都是整片的连续曲面，无法特定配光的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种偏光透镜，设有反射部和入光部，所述入光部包括环绕光源设置的第一折射面以及面向光源的第二折射面，经过第一折射面折射后的光线再由所述反射部反射出去，所述反射部设置在所述偏光透镜的外侧，所述反射部为由至少12个自由曲面连接组成的非规则连续曲面，位于光源中心所在水平面上方的自由曲面能够使经其反射后的出光向下偏光出射。

优选地，所述反射部以所述偏光透镜的纵向对称面对称。

优选地，所述第二折射面向所述光源突起，使经所述第二折射面的光源出光向下偏光出射。

进一步的，所述第二折射面以所述偏光透镜的纵向对称面对称。

进一步的，所述第二折射面为自由曲面。

优选地，所述偏光透镜还包括遮光部，所述遮光部包括第一遮光面，所述第一遮光面位于所述偏光透镜的顶部且与所述光源的中心所在水平面相平行。

优选地，位于光源中心所在水平面上方的自由曲面所反射的出光偏转角度从上至下逐渐减小。

优选地，所述反射部的相邻自由曲面呈阶梯式连接。

优选地，所述第一折射面和所述第二折射面构成用于容置所述光源的容纳腔。

一种照明装置，包括上述任一方案所述偏光透镜、LED灯以及铜基板，所述LED灯固定于所述铜基板上，所述LED灯设置在所述容纳腔中。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种偏光透镜以及具有该偏光透镜的照明装置，将偏光透镜的反射部设置为由多个自由曲面合并形成的非规则连续曲面，每一个自由曲面都形成一个单独的区域对投射在上面的光线进行反射，这样相邻的自由曲面可以根据所需要光的偏移角度的不同分别进行设计，且各个自由曲面之间相互不受影响也不受限制，通过设计和调整各个自由曲面的曲率可以使发射出来的光线偏转角度更加符合预设的要求，容易对偏光效果进行控制，且能够形成满意的光斑。

附图说明

附图1是本实用新型的一个实施例所述偏光透镜的结构示意图；

附图2是本实用新型的一个实施例所述偏光透镜的前视图；

附图3是附图2中A-A处的剖视图；

附图4是附图2中B-B处的剖视图；

附图5是本实用新型的一个实施例所述偏光透镜的后视图；

附图6是本实用新型的一个实施例所述照明装置的爆炸图；

附图7是本实用新型的一个实施例所述照明装置的纵向光路图；

附图8是本实用新型的一个实施例所述照明装置的横向光路图。

图中标识：100-偏光透镜；110-第二折射面；120-第一折射面； 130-反射部；1301-第一反射曲面；1302-第二反射曲面；1303-第三反射曲面；1304-第四反射曲面；1305-第五反射曲面；1306-第六反射曲面；1307-第七反射曲面；1308-第八反射曲面；1309-第九反射曲面； 1310-第十反射曲面；1311-第十一反射曲面；1312-第十二反射曲面； 1313-第十三反射曲面；1314-第十四反射曲面；1315-第十五反射曲面； 1316-第十六反射曲面；1317-第十七反射曲面；1318-第十八反射曲面； 1319-第十九反射曲面；1320-第二十反射曲面；140-出光部；1501-第一遮光面；1502-第二遮光面；1503-第三遮光面；1504-第四遮光面；200-LED灯；300-铜基板；第一方向-C；出光方向-D。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参阅图1至图6，图示为本申请提供的一种偏光透镜100和带有该偏光透镜的照明装置。所述偏光透镜100包括透镜本体，所述透镜本体设有反射部130、入光部以及出光部140，光源的光线从所述入光部进去透镜本体，光源的出光经过入光部折射后一部分投到反射部 130上，另一部分直接投到出光部140上，投射到出光部140上的光线直接出射，投射到反射部130上的光经过反射部130全反射后投射到出光部140出射。其中，所述入光部包括环绕光源设置的第一折射面120和面向光源设置的第二折射面110，因此光源每一方向的出光被所述第一折射面120和所述第二折射面110全部覆盖。光源的出光一部分投射到第一折射面120上经第一折射面120折射后从反射部 130反射，另一部分通过第二折射面110折射后经出光部140射出。所述反射部130设置在透镜本体的外侧面上，所述反射部130为由至少12个自由曲面连接组成的非规则连续曲面，且位于光源中心所在水平面以上的自由曲面能够使经其反射后的出光向下偏光出射，从而构成光线的照射方向向下偏移，形成偏光透镜100。

传统的偏光透镜100的反射部130都是一整片连续的曲面，这样连续的曲面使透镜配光受到局限，设计时只能对光线偏移角度进行连续且细微的调整，而本申请将反射部130设置为由多个自由曲面合并形成的非规则连续曲面，每一个自由曲面都形成一个单独的区域对投射在上面的光线进行反射，这样相邻的自由曲面可以根据所需要光的偏移角度的不同分别进行设计，且各个自由曲面之间相互不受影响也不受限制，可以设计得到满足出光要求的偏光透镜100，通过设计和调整各个自由曲面的曲率可以得到满意的光斑。其中，透镜本体从上之下的自由曲面的曲率各不相同，从而实现透镜的偏光。

其中，反射部130至少由12个自由曲面组成，是指将反射部130 分割成至少12个自由曲面，由分割后的曲面各自控制光线的反射，可以达到特定的设计效果。若自由曲面数量太少，则自由曲面反射出的光线无法实现单独控制以及光线汇合。

一个实施例中，所述反射部130以所述偏光透镜100的纵向对称面对称。其中，所述反射部130以所述偏光透镜100的横向截面不对称。需要说明的是，前文所述偏光透镜100的纵向对称面是指偏光透镜100的前视或后视方向中对称分割偏光透镜100的平面，在该纵向对称面的两侧，具有相同结构的偏光透镜100。所述横向截面是指前视或后视方向偏光透镜100的中心线所在的水平面。位于纵向对称面两侧的反射部130以该纵向对称面对称，使得光源的出光在横向光路中两侧对称，横向截面的两侧不对称，使得光源可以向一侧偏转，实现偏光。本实施例中，将偏光透镜100能够纵向向下偏光，且横向为对称配光，这样可以使光线能够向下照射不会刺激人眼以外，还可以在横向光路中照射到足够的宽度，光斑均匀且照射的范围广。在本实施例中，经过光源的光线所经过述偏光透镜100后横向出光角度为35度，纵向出光角度为15度，光型为朗伯光。

一个实施例中，所述第二折射面110向所述光源沿第一方向C 突起，使经所述第二折射面110的光源出光方向与所述第一方向C 相反，光源出光方向D向下偏转与光源的光轴形成夹角。为了保证透镜的偏光效果，本实施例中，将第二折射面110的凸面朝后上方偏转，经过第二折射面110的光线则会向前下方偏移。

一个实施例中，所述第二折射面110以所述偏光透镜100的纵向对称面对称。同理，为了保证经过偏光透镜100的光能够在横向方形为对称出光，在纵向对称面的两侧，具有相同结构的偏光透镜100，故此第二折射面110以所述偏光透镜100的纵向对称面对称。

上述实施例中，所述第二折射面110为自由曲面，所述第二折射面110为各点曲率不同的异形面。所述第二折射面110用于控制投射到其上面的光线，使光斑得到设计要求。

一种实施例中，所述第一折射面120也为异形面，其中第一折射面120的各点与所述反射部130各点的距离不同。所述第一折射面 120的各点曲率不同，光线在经过第一折射面120折射后，穿过偏光透镜100投射到反射部130上，由于第一折射面120的各点与反射部130上各点的距离不同，导致偏光透镜100的各部分厚度均不相同，光线穿过透镜厚度不同时，折射角度发生变化，由于光线入射角不同，在导致反射后的光线的出射方向和偏转角度不同。本申请通过第一折射面120与反射部130的配合，可以达到特定的光学效果。

一个实施例中，所述偏光透镜100还包括遮光部，遮光部包括第一遮光面1501，所述第一遮光面1501位于所述偏光透镜100的顶部且与水平面相平行。需要说明的是，上述所述的遮光部是指透镜中不对光线进行反射的部分，光线透射到遮光部上时，不会发生反射，但遮光部不仅仅可以是遮光或者吸收光线，还可以是将光线打散透射出去。本实施例中，所述遮光部为的表面为磨砂纹，投射到遮光部的光会被打散吸收。第一遮光面1501可以吸收掉向上照射的光线，使偏光透镜100上方的光线被截止，不会影响到使用者的眼睛或者对向走来的人的眼睛。

一个实施例中，所述遮光部还包括第二遮光面1502、第三遮光面1503和第四遮光面1504。所述第一遮光面1501、第二遮光面1502、第三遮光面1503和第四遮光面1504分别位于所述偏光透镜100的上、下、左、右侧上，需要说明的是，为了方便理解，这里指的上下左右是以附图中所建立坐标给定的方位相对而言的，此处不应当理解为对每个遮光面的对应方位的限定。位于透镜四周的遮光部可以分别对透镜中部分偏离设计光路的光线进行吸收，避免了泛光的情况，使所形成的光斑更加集中和清晰。

一个实施例中，位于光源中心所在水平面上方的自由曲面所反射的出光偏转角度从上至下逐渐减小，以保证所形成的光斑不会发生断层，光线能够融合在一起形成一个整体的光斑。如图5所示，反射部 130的自由曲面包括第一反射曲面1301、第二反射曲面1302、第三反射曲面1303、第四反射曲面1304、第五反射曲面1305、第六反射曲面1306、第七反射曲面1307、第八反射曲面1308、第九反射曲面 1309、第十反射曲面1310、第十一反射曲面1311、第十二反射曲面 1312、第十三反射曲面1313、第十四反射曲面1314、第十五反射曲面1315、第十六反射曲面1316、第十七反射曲面1317、第十八反射曲面1318、第十九反射曲面1319和第二十反射曲面1320，其中，第一反射曲面1301与第十一反射曲面1311对称，第二反射曲面1302 与第十二反射曲面1312对称，第三反射曲面1303与第十三反射曲面 1313对称，第四反射曲面1304与第十四反射曲面1314对称，第五反射曲面1305和第十五反射曲面1315对称，第六反射曲面1306和第十六反射曲面1316对称，第七反射曲面1307与第十七反射曲面 1317对称，第八反射曲面1308与第十八反射曲面1318对称，第九反射曲面1309与第十九反射曲面1319对称，第十反射曲面1310与第二十反射曲面1320对称。其中，第一反射曲面1301的反射角度为 12*10度偏8度，第二反射曲面1302反射角度为15*10度偏10度，第三反射曲面1303反射角度为30*35度偏3度，第四反射曲面1304 反射角度为30*30度偏3度，第五反射曲面1305的反射角度为38*38 度，第六反射曲面1306反射角度为38*38度，第七反射曲面1307的反射角度为30*30度偏2度，第九反射曲面1309的反射角度为10*12 度偏6度，第十反射曲面1310的反射角度为10*15度偏8度。

所述透镜本体由PMMA材料制成，光线投射到这种材料上在一定的入射角度范围内会发生全反射，在其他入射角度下会发生折射。

一个实施例中，所述反射部130的自由曲面呈阶梯排列，且各个自由曲面之间的连接采用圆角过渡，便于注塑成型时脱模。

一个实施例中，所述第一折射面120和所述第二折射面110构成用于容置所述光源的容纳腔。

本实用新型还提供了一种带有上述任一实施例所述偏光透镜100 的照明装置，所述照明装置还包括LED灯200和铜基板300，所述 LED灯200固定在铜基板300上，所述LED灯200被容纳于偏光透镜100的容纳腔中。该照明装置可以应用在手电筒或者汽车照明上，能够形成向下偏光，而且横向照明的宽度范围大。

以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种偏光透镜，其特征在于，设有反射部（130）和入光部，所述入光部包括环绕光源设置的第一折射面（120）以及面向光源的第二折射面（110），经过第一折射面（120）折射后的光线再由所述反射部（130）反射出去，所述反射部（130）设置在所述偏光透镜的外侧，所述反射部（130）为由至少12个自由曲面连接组成的非规则连续曲面，位于光源中心所在水平面上方的自由曲面能够使经其反射后的出光向下偏光出射。

2.根据权利要求1所述偏光透镜，其特征在于，所述反射部（130）以所述偏光透镜的纵向对称面对称。

3.根据权利要求1所述偏光透镜，其特征在于，所述第二折射面（110）向所述光源突起，使经所述第二折射面（110）的光源出光向下偏光出射。

4.根据权利要求3所述偏光透镜，其特征在于，所述第二折射面（110）以所述偏光透镜的纵向对称面对称。

5.根据权利要求4所述偏光透镜，其特征在于，所述第二折射面（110）为自由曲面。

6.根据权利要求1所述偏光透镜，其特征在于，所述偏光透镜还包括遮光部，所述遮光部包括第一遮光面（1501），所述第一遮光面（1501）位于所述偏光透镜的顶部且与水平面相平行。

7.根据权利要求1所述偏光透镜，其特征在于，位于光源中心所在水平面上方的自由曲面所反射的出光偏转角度从上至下逐渐减小。

8.根据权利要求1所述偏光透镜，其特征在于，所述反射部（130）的相邻自由曲面呈阶梯式连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述偏光透镜，其特征在于，所述第一折射面（120）和所述第二折射面（110）构成用于容置所述光源的容纳腔。

10.一种照明装置，其特征在于，包括如权利要求9所述偏光透镜、LED灯（200）以及铜基板（300），所述LED灯（200）固定于所述铜基板（300）上，所述LED灯（200）设置在所述容纳腔中。

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