CN214275598U - 一种透镜、透镜组和照明设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于采光与照明技术领域，提供了一种透镜、透镜组和照明设备，透镜包括沿光轴依次设置的反光杯部，以及连接反光杯部的配光部；反光杯部具有相对设置的第一面和第二面，配光部连接第一面；反光杯部还具有环绕光轴设置的反光面，反光面连接第一面的周缘和第二面的周缘；配光部的远离反光杯部的一面为配光面，配光面包括多个相互拼接的曲面，以配光面与光轴的交点为中心点，各曲面均由中心点向远离光轴的方向延伸。配光部具有包括多个相互拼接的曲面的配光面，实现预定角度的配光的同时，避免光源被直接成像；凹凸不平的配光面能够起到打散光线的功能，使得光强的分布更加均匀，避免局部光线强度变化过大，能够减弱甚至消除眩光效应。

Description

一种透镜、透镜组和照明设备

技术领域

本申请涉及采光与照明技术领域，特别涉及一种透镜、透镜组和照明设备。

背景技术

随着照明技术的不断成熟与发展，各类光源在照明、工业等领域得到了广泛的应用。常规光源光斑的原始分布一般都符合朗伯型光源的模拟，在常规光源使用的过程中，会根据具体的使用情况，如根据光源具体需要的照明效果、使用情景等，确定需要实现的光强度的空间分布特征，在光源投射光线的方向上设置配光透镜，从而对光源进行二次配光设计。配光透镜属于精密光学部件，其本身的结构将接影响配光的效果。

传统的应用于照明设备的透镜采用平整表面，透镜经常会将光源直接投影或者成像，照明的视觉效果欠佳且存在眩光效应。对此，一些方案中采用表面磨砂的方式消除光源的投影轮廓和眩光效果，但是表面磨砂会使得透镜的制备工艺复杂化。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种透镜，旨在解决传统的具有消除眩光效果的配光透镜的制备工艺复杂的技术问题。

本申请是这样实现的，一种透镜，包括沿光轴依次设置的反光杯部，以及连接所述反光杯部的配光部；所述反光杯部具有相对设置的第一面和第二面，所述配光部连接所述第一面；所述反光杯部还具有环绕所述光轴设置的反光面，所述反光面连接所述第一面的周缘和所述第二面的周缘；所述配光部的远离所述反光杯部的一面为配光面，所述配光面包括多个相互拼接的曲面，以所述配光面与所述光轴的交点为中心点，各所述曲面均由所述中心点向远离所述光轴的方向延伸。

在本申请的一个实施例中，以垂直于所述光轴的方向为径向方向，各所述曲面沿与径向方向呈预设角度的方向远离所述光轴延伸。

在本申请的一个实施例中，所述配光部和所述反光杯部一体成型，各所述曲面均为凸面曲面。

在本申请的一个实施例中，所述反光杯部的所述第二面开设有配光槽，所述光轴穿过所述配光槽的底面。

在本申请的一个实施例中，所述透镜还包括连接所述第二面的定位部，所述定位部避让所述配光槽设置。

本申请的另一目的在于提供一种透镜组，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜，以及用于连接所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的联装件；其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均采用如上所述的透镜。

在本申请的一个实施例中，所述第一透镜的配光角度范围、所述第二透镜的配光角度范围和所述第三透镜的配光角度范围互不相同。

在本申请的一个实施例中，所述第一透镜的最大配光角度范围为3.3° -4°，所述第二透镜的最大配光角度范围为4.8°-5.5°，所述第三透镜的最大配光角度范围为6.5°-7.2°。

在本申请的一个实施例中，当所述第一透镜包括第一反光杯部和连接所述第一反光杯部的第一定位部、所述第二透镜包括第二反光杯部和连接所述第二反光杯部的第二定位部，且所述第三透镜包括第三反光杯部和连接所述第三反光杯部的第三定位部时，所述第一定位部连接所述第一反光杯部的位置、所述第二定位部连接所述第二反光杯部的位置，以及所述第三定位部连接所述第三反光杯部的位置互不相同。

本申请的另一目的在于提供一种包含了如上所述的透镜或者透镜组的照明设备。

实施本申请任一实施例提供的一种透镜，至少具有以下有益效果：

对于本实施例提供的透镜，当光源设置于反光杯部的远离配光部的一侧时，光源发出的光线能够依次经过第二面和配光面后，被投射到照明空间内，此时，由于配光部具有包括多个相互拼接的曲面的配光面，配光面存在规则的凸起与凹陷，进而能够在实现预定角度的配光的同时，避免光源被直接成像在配光空间内，优化了经过透镜配光后的光线的视觉效果；而且，凹凸不平的配光面能够起到打散光线的功能，使得光强的分布更加均匀，避免局部光线强度变化过大，进而能够减弱甚至消除眩光效应。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本申请的一个实施例提供的透镜的结构示意图；

图2是本申请的一个实施例提供的透镜在另一视角下的结构示意图；

图3是本申请的一个实施例提供的透镜的工作原理示意图；

图4是本申请的一个实施例提供的透镜组的结构示意图；

图5是本申请的一个实施例提供的透镜组在另一视角下的结构示意图；

图6是本申请的一个实施例提供的透镜组的配光效果示意图

上述图1至图3中所涉及的标号明细如下：

1-透镜；11-反光杯部；111-第一面；112-第二面；113-反光面；114-配光槽； 1141-底面；1142-侧面；12-配光部；121-配光面；13-定位部；2-光源。

上述图4和图5中所涉及的标号明细如下：

1-第一透镜；11-第一反光杯部；111-第一反光面；12-第一配光部；121-第一配光面；13-第一定位部；2-第二透镜；21-第二反光杯部；211-第二反光面； 22-第二配光部；221-第二配光面；23-第二定位部；3-第三透镜；31-第三反光杯部；311-第三反光面；32-第三配光部；321-第三配光面；33-第三定位部；4- 联装件。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1至图3，本申请的一个实施例提供了一种透镜1，包括沿光轴依次设置的反光杯部11，以及连接反光杯部11的配光部12；反光杯部11具有相对设置的第一面111和第二面112，配光部12连接第一面111；反光杯部11 还具有环绕光轴设置的反光面113，反光面113连接第一面111的周缘和第二面112的周缘；配光部12的远离反光杯部11的一面为配光面121，配光面121 包括多个相互拼接的曲面，以配光面121与光轴的交点为中心点，各曲面均由中心点向远离光轴的方向延伸。

具体而言，本实施例提供的透镜1具有正光焦度，配光面121虽然是包括多个相互拼接的曲面的，但是配光部12整体呈凸起状，透镜1对设置于反光杯部11的远离配光部12的一侧的光源2能够起到凸透镜1的效果，进而实现对光源2发出的光线的配光功能。

实施本实施例提供的透镜1，至少具有以下有益技术效果：

对于本实施例提供的透镜1，当光源2设置于反光杯部11的远离配光部12 的一侧时，光源2发出的光线能够依次经过第二面112和配光面121后，被投射到照明空间内，此时，由于配光部12具有包括多个相互拼接的曲面的配光面 121，配光面121存在规则的凸起与凹陷，进而能够在实现预定角度的配光的同时，避免光源2被直接成像在配光空间内，优化了经过透镜1配光后的光线的视觉效果；而且，凹凸不平的配光面121能够起到打散光线的功能，使得光强的分布更加均匀，避免局部光线强度变化过大，进而能够减弱甚至消除眩光效应。

作为本实施例的一个可选方案，本实施例提供的透镜1是通过铸模工艺一体成型制成的，由于配光面121能够起到打散光线和防眩光的功能，无需再对透镜1表面进行磨砂处理。当然，在一些实施例中，为了实现更好的防眩光功能，透镜1的部分或者全部表面也可以通过磨砂形成漫反射面。

请参阅图1至图3，作为本实施例的一个优选方案，本实施例提供的透镜1 的配光面121中，组成配光面121的各曲面均为凸面。也即，相对于配光面121 采用凸起平面的传统方案，本实施例中配光面121的各曲面是凸出于传统方案中的凸起平面的；或者，沿与曲面延伸的方向作曲面的截面，截面的上边沿是凸起的而非凹陷的。这样做的好处在于，在透镜1一体成型的过程中，液态原料更容易填满模具，不容易因液态原料未浸入到模具的缝隙中导致缺陷，提高透镜1制造的良品率；且凸起的曲面也起到了一定的聚光作用。

作为实施例的一个可选方案，透镜1采用PMMA(PolyMethyl MethAcrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)透镜1，透镜1的直径范围为42mm-45mm，且透镜1的透光率大于或者等于90％。

应当理解，本申请实施例中所述的光轴指的是透镜1所在的理想光具组的光轴，即透镜1所在的理想光具组中使光线不发生偏折的方向所在的一条直线。该解释适用于本申请各实施例中和光轴有关的描述，且光轴这一概念仅是为了简要清楚地说明本申请各实施例中的透镜1的工作原理与技术效果，不能理解为对本技术方案的限制。

请参阅图1至图3，在本申请的一个实施例中，以光轴所在的方向为轴向方向，以垂直于光轴的方向为径向方向，各曲面沿与光轴相对应的径向方向呈预设角度的方向远离光轴延伸。也即，本实施例提供的透镜1中，各曲面沿与轴向方向相对的径向方向远离光轴延伸的同时也在缓慢地绕光轴转动，或者说，各曲面均由中心点向远离光轴的方向呈螺旋状延伸。

这样做的好处在于，能够进一步打散光线，优化透镜1的防眩光效果；而且，即使光源2发出的光线的边界过于明显，透镜1无法完全消除光源2的亮度突变，沿与光轴相对应的径向方向呈预设角度的方向远离光轴延伸的曲面，也能够将光源2发出的光线投射为具有螺旋对称性的规律图案，视觉效果优异。

请参阅图1至图3，在本申请的一个实施例中，反光杯部11的第二面112 开设有配光槽114，光轴穿过配光槽114的底面1141。

设置于配光槽114口处的光源2发出的光线可以被分为两部分：第一部分光线从光源2照射配光槽114的底面1141，并经过配光槽114的底面1141的折射照射到配光面121，进而照射到配光部12的背对反光杯部11的一侧的配光空间内，形成定向配光照明；第二部分光线从光源2照射配光槽114的侧面 1142，经过配光槽114的侧面1142的正对光轴的一侧的折射后，在反光面113 发生全反射，这部分光线经过反光面113的全反射后照射向第一面111或者配光面121，最终被投射向配光空间中。此外，设置配光槽114还有助于透镜1 的定位与安装。

请参阅图1至图3，作为本实施例的一个优选方案，配光槽114的底面1141 为凸面，配光槽114的底面1141与配光面121起到一个双凸透镜1的功能，通过控制这一双凸透镜1的光焦度，即可控制光源2照射到配光槽114的底面1141 的这部分光线的配光角度。

请参阅图1至图3，为了进一步方便透镜1的定位、定向和安装，在本申请的一个实施例中，透镜1还包括连接第二面112的定位部13，定位部13避让配光槽114设置。

请参阅图4至图6，本申请的另一目的在于提供一种透镜组，包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3，以及用于连接第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的联装件4；其中，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3均采用如上所述的透镜。

作为本实施例的一个具体方案，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3呈三角分布；第一透镜1包括沿第一光轴依次设置的第一反光杯部11，以及连接第一反光杯部11的第一配光部12，第一反光杯部11具有环绕光轴设置的第一反光面111，第一配光部12的远离第一反光杯部11的一面为第一配光面121；第二透镜2包括沿第二光轴依次设置的第二反光杯部21，以及连接第二反光杯部21的第二配光部22，第二反光杯部21具有环绕光轴设置的第二反光面211，第二配光部22的远离第二反光杯部21的一面为第二配光面221；第三透镜3 包括沿第三光轴依次设置的第三反光杯部31，以及连接第三反光杯部31的第三配光部32，第三反光杯部31具有环绕光轴设置的第三反光面311，第三配光部32的远离第三反光杯部31的一面为第三配光面321；第一光轴、第二光轴和第三光轴相互平行；联装件4连接第一反光面111、第二反光面211和第三反光面311。

在本申请的一个实施例中，第一透镜1的配光角度范围、第二透镜2的配光角度范围和第三透镜3的配光角度范围互不相同。

这样能够实现具有多个层次的定向光照明，层次感强且亮度存在渐变，进一步减弱了光源发出的光线的眩光效应。

比如，在本申请的一个实施例中，第一透镜1的最大配光角度范围为3.3° -4°，第二透镜2的最大配光角度范围为4.8°-5.5°，第三透镜3的最大配光角度范围为6.5°-7.2°。

作为本实施例的一个具体方案，在距离透镜组1米远的平面上，第一透镜 1能够形成直径125mm-140mm的光斑，第二透镜2能够形成直径 170mm-190mm的光斑，第三透镜3能够形成直径230mm-250mm的光斑。

在本申请的一个实施例中，在距离透镜组一米远的平面上，第一透镜1能够形成直径130mm的光斑，第二透镜2能够形成直径190mm的光斑，第三透镜3能够形成直径250mm的光斑。

上述实施例提供的透镜组，均能够通过多个层次的定向光照明，增强配光的层次感，并使得透镜组的配光亮度存在渐变，减弱光源发出的光线的眩光效应。

请参阅图4至图6，在本申请的一个实施例中，当第一透镜1包括第一反光杯部11和连接第一反光杯部11的第一定位部13、第二透镜2包括第二反光杯部21和连接第二反光杯部21的第二定位部23，且第三透镜3包括第三反光杯部31和连接第三反光杯部31的第三定位部33时，第一定位部13连接第一反光杯部11的位置、第二定位部23连接第二反光杯部21的位置，以及第三定位部33连接第三反光杯部31的位置互不相同。

这样做的好处在于，通过进一步配置与第一定位部13、第二定位部23和第三定位部33相对设置的定位孔或定位槽，能够很大程度上简化透镜组的安装，而且能够起到防呆功能，避免透镜的安装位置或者安装姿态出现错误。

本申请的另一目的在于提供一种包含了如上所述的透镜或者透镜组的照明设备。

以上仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透镜，其特征在于，包括沿光轴依次设置的反光杯部，以及连接所述反光杯部的配光部；所述反光杯部具有相对设置的第一面和第二面，所述配光部连接所述第一面；所述反光杯部还具有环绕所述光轴设置的反光面，所述反光面连接所述第一面的周缘和所述第二面的周缘；所述配光部的远离所述反光杯部的一面为配光面，所述配光面包括多个相互拼接曲面，以所述配光面与所述光轴的交点为中心点，各所述曲面均由所述中心点向远离所述光轴的方向延伸。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，以垂直于所述光轴的方向为径向方向，各所述曲面沿与径向方向呈预设角度的方向远离所述光轴延伸。

3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述配光部和所述反光杯部一体成型，各所述曲面均为凸面曲面。

4.如权利要求1-3任一项所述的透镜，其特征在于，所述反光杯部的所述第二面开设有配光槽，所述光轴穿过所述配光槽的底面。

5.如权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述透镜还包括连接所述第二面的定位部，所述定位部避让所述配光槽设置。

6.一种透镜组，其特征在于，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜，以及用于连接所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的联装件；所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均采用如权利要求1-5任一项所述的透镜。

7.如权利要求6所述的透镜组，其特征在于，所述第一透镜的配光角度范围、所述第二透镜的配光角度范围和所述第三透镜的配光角度范围互不相同。

8.如权利要求7所述的透镜组，其特征在于，所述第一透镜的最大配光角度范围为3.3°-4°，所述第二透镜的最大配光角度范围为4.8°-5.5°，所述第三透镜的最大配光角度范围为6.5°-7.2°。

9.如权利要求6所述的透镜组，其特征在于，当所述第一透镜包括第一反光杯部和连接所述第一反光杯部的第一定位部、所述第二透镜包括第二反光杯部和连接所述第二反光杯部的第二定位部，且所述第三透镜包括第三反光杯部和连接所述第三反光杯部的第三定位部时，所述第一定位部连接所述第一反光杯部的位置、所述第二定位部连接所述第二反光杯部的位置，以及所述第三定位部连接所述第三反光杯部的位置互不相同。

10.一种照明设备，其特征在于，所述照明设备包括如权利要求1-5任一项所述的透镜，或者，所述照明设备包括如权利要求6-9任一项所述的透镜组。

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