CN217875677U - 窄角平面透镜及照明灯具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学透镜，旨在解决发光二极管的光线配光的问题，本申请提供一种窄角平面透镜及照明灯具。其中，窄角平面透镜包括第一端面，第二端面，以及侧环面。第一端面包括开口面，立面与拱形面，开口面与拱形面通过立面连接。第二端面包括出光面，拱形面设于开口面与出光面之间，拱形面由出光面所在一侧向开口面所在一侧凸起形成。侧环面设于第一端面与第二端面之间，侧环面与出光面呈锐角夹角设置，侧环面包括四个侧面，第三侧面与出光面的夹角为A3，第四侧面与出光面的夹角为A4，满足条件A3＜A4。本申请的有益效果是窄角平面透镜使发光二极管的光路改变，达到光源的光线配光适当集中，光斑均匀，以及光照范围扩大的效果。

Description

窄角平面透镜及照明灯具

技术领域

本申请涉及光学技术领域，涉及窄角平面透镜及照明灯具。

背景技术

随着发光二极管的制造技术日益进步，使用发光二极管制造的灯具有亮度高、省电、寿命长等优势，发光二极管已经被广泛应用于公共场所和隧道。使用发光二极管制造的灯具，一般由数个发光二极管组合形成光源，使光源能够集中从而提高亮度并扩大照射范围。

现有的发光二极管作为光源，如果透镜结构设计不当，光源的光线容易形成配光过于集中，光斑不均，以及可视面积小等现象。在公共场所使用这种光源会造成不良的视觉效果。在隧道使用这种光源，不能满足光源在车辆行驶的方向具有较大照射范围的要求。如何解决上述技术问题，是本领域技术人员需要考虑的。

实用新型内容

本申请提供窄角平面透镜及照明灯具，以解决光源的光线配光过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题。

本申请的实施例是这样实现的：

一种窄角平面透镜，包括：第一端面，第二端面以及侧环面。所述第一端面包括开口面，立面与拱形面，所述开口面与所述拱形面通过所述立面连接。所述第二端面包括出光面，所述拱形面设于所述开口面与所述出光面之间，所述拱形面由所述出光面所在一侧向所述开口面所在一侧凸起形成。所述侧环面设于所述第一端面与所述第二端面之间，所述侧环面与所述出光面呈锐角夹角设置，所述侧环面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对设置，所述第三侧面与所述第四侧面相对设置，四个侧面依次连接，所述第三侧面与所述出光面的夹角为A3，所述第四侧面与所述出光面的夹角为A4，满足条件A3＜A4，用于使光线照射范围向所述第三侧面扩大。

进一步的，光线通过立面与拱形面的折射，光路发生改变，折射光线进入窄角平面透镜内部。经过立面折射的光线，折射光线照射到第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，光线再经过各个侧面的反射，光路再次发生改变，反射光线从出光面射出窄角平面透镜。经过拱形面折射的光线，折射光线直接从出光面射出窄角平面透镜。当光线经过各个侧面的反射时，由于第三侧面与第四侧面满足条件A3＜A4，光路在第三侧面发生改变的变化更加显著，从而使光线照射范围向第三侧面扩大。窄角平面透镜通过设置立面、拱形面与不对称的侧面，使光路发生改变，从而解决光线配光可视面积小的问题，达到光线照射范围在窄角平面透镜的第三侧面扩大的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述第一侧面与所述出光面的夹角为A1，所述第二侧面与所述出光面的夹角为A2，满足条件A1＝A2。

进一步的，当光线经过侧环面的反射时，由于第一侧面与第二侧面满足条件A1＝A2，光路在第一侧面与第二侧面对称分布，从而使光线照射范围在第一侧面与第二侧面均匀对称。窄角平面透镜通过设置对称的侧环面，使光路均匀发生改变，从而解决光线光斑不均的问题，达到光线照射范围在窄角平面透镜的对称侧均匀分布的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述侧环面还包括延伸面，所述延伸面与所述开口面连接，所述第二端面还包括台阶面，所述台阶面与所述出光面连接，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面及所述第四侧面的一边与所述延伸面连接，各所述侧面的另一边与所述台阶面连接，各所述侧面由所述延伸面弯向所述台阶面，各所述侧面由所述拱形面的中心朝向外侧凸起。

进一步的，经由立面的折射光线，折射光线在侧环面发生反射，反射光线的入射角在侧环面由中间向两边逐渐变大，反射光线的反射角度越靠近两边越大。由于侧环面具有向外凸起的形状，使得光线的入射角的变化趋势逐渐变小，相应的反射角的变化趋势也逐渐变小，起到光线的反射角向中间收拢的作用。经过侧环面反射的光线，从出光面射出，光照范围靠外侧边沿的部分相应的有向中间收拢的趋势。从而解决光线配光过于集中的问题，适当的收拢光线，达到光线照射范围向窄角平面透镜的中间收拢的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述拱形面与所述出光面之间的厚度，中间厚，两边均匀变薄，所述拱形面与所述出光面之间的部分具有凸透镜的结构。

进一步的，当光线经过拱形面的折射时，由于拱形面相对于出光面中间厚，两边均匀变薄，所以拱形面具有凸透镜的作用，折射光线向中间聚集。从而解决光线配光过于集中以及光斑不均的问题，适当的聚集中部拱形面的光线，达到折射光线亮度提高，光斑均匀的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述立面包括第一平面、第二平面、第三平面及第四平面，所述第一平面与所述第二平面相对设置，所述第三平面与所述第四平面相对设置，四个平面依次连接，经过所述立面入射的光线光路折射到所述侧环面。

进一步的，窄角平面透镜的立面分别设置第一平面、第二平面、第三平面及第四平面，各平面与侧环面对应设置。从窄角平面透镜进入的光线经过各平面折射，光线对应的折射到侧环面，折射光线再经由侧环面反射，光线的光路改变，反射光线的出射角度向窄角平面透镜的周边变大，反射光线从出光面的周边射出，反射光线照射范围往周边扩大。从而解决光线配光可视面积小的问题，达到光线照射范围扩大的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述立面与所述开口面呈钝角夹角设置，所述第一平面与所述开口面的夹角为B1，所述第二平面与所述开口面的夹角为B2，所述第三平面与所述开口面的夹角为B3，所述第四平面与所述开口面的夹角为B4，满足条件B1＝B2，B3＝B4，B1＜B3，用于增加所述第三平面及所述第四平面的进光量。

进一步的，通过使立面的夹角与开口面呈钝角夹角设置，使立面接收到的光线增加，从而增加光线进入立面的进光量。立面与开口面的夹角呈钝角设置，夹角越大，立面接收到的光线越多，从而光照强度越高。满足条件B1＝B2，B3＝B4，使光照强度均匀对称分布；满足条件B1＜B3，增加第三平面及第四平面的进光量，使第三平面及第四平面方向的光照强度增加。从而解决光线配光过于集中的问题，达到光线照射强度均匀增加的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述窄角平面透镜与一光源配合使用，所述开口面、所述立面与所述拱形面围合形成凹形空腔，所述光源设于所述凹形空腔。

进一步的，通过设置凹形空腔，提供光源设置的位置，窄角平面透镜与光源配合使用。从而解决光源经过窄角平面透镜后，光照过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到窄角平面透镜的光线配光的效果。

在一种可能的实施方式中：

所述窄角平面透镜与一光源配合使用，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面及所述第四侧面与所述延伸面的连接处为连接边，所述光源设于所述连接边所在的平面与所述开口面所在的平面之间。

进一步的，通过设置光源于连接边所在的平面与开口面所在的平面之间，控制光线起始位置在连接边所在的平面与开口面所在的平面之间，使光源的光线全部进入立面与拱形面。从而解决光源经过窄角平面透镜后，光照过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到窄角平面透镜的光线配光的效果。

在一种可能的实施方式中：

经所述光源发出的光线，所述光线经过所述立面折射到所述侧环面，所述光线在所述侧环面的入射角为α，满足条件α≥39°，所述光线在所述侧环面发生全反射。

进一步的，通过设置光源的位置，根据窄角平面透镜的材料物性，以及光线在立面的折射角度，使折射光线进入所述侧环面的入射角为α，入射角大于等于窄角平面透镜的临界角，满足条件α≥39°，光线在所述侧环面发生全反射。从而解决光线配光不均的问题，使光线在窄角平面透镜中发生全反射，达到避免光线在所述侧环面折射出透镜，避免光线强度衰减的效果。

在一种可能的实施方式中：

一种照明灯具，包括灯罩以及所述的窄角平面透镜，所述灯罩设于所述第二端面，所述灯罩与所述窄角平面透镜固定连接。

进一步的，通过设置灯罩固定多组窄角平面透镜，多组窄角平面透镜的光线整体配光，解决照明灯具照射过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，满足不同环境下使用照明灯具的要求，以达到合适的光照强度，均匀的光斑，以及较大的光照范围的效果。

相较于现有技术，本申请的窄角平面透镜及照明灯具，通过设置凸形拱形面、倾斜的立面以及不对称的侧环面等，使光路发生改变，以解决光源的光线配光过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到光源的光线配光适当集中，光斑均匀，以及光照范围扩大的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一实施例的窄角平面透镜的立体示意图；

图2为图1的窄角平面透镜沿Ⅱ-Ⅱ方向的剖视示意图；

图3为图1的窄角平面透镜沿Ⅲ-Ⅲ方向的剖视示意图；

图4为本申请另一实施例的窄角平面透镜的立体示意图；

图5为本申请另一实施例的照明灯具的立体示意图；

图6为图1的窄角平面透镜配合光源的光场示意图；

图7为图1的窄角平面透镜配合光源的配光曲线示意图。

主要元件符号说明：

窄角平面透镜 1

第一端面 11

拱形面 111

立面 112

第一平面 113

第二平面 114

第三平面 115

第四平面 116

开口面 117

第二端面 12

台阶面 121

出光面 122

侧环面 13

第一侧面 131

第二侧面 132

第三侧面 133

第四侧面 134

延伸面 135

连接边 136

光源 14

第一光束 141

第二光束 142

照明灯具 2

灯罩 21

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例

图1为本申请一实施例的窄角平面透镜1的立体示意图，图2为图1的窄角平面透镜1沿Ⅱ-Ⅱ方向的剖视示意图，由于图中部分结构无法通过一个视图全部展示，故将图1和图2结合进行说明。

一种窄角平面透镜1，包括：第一端面11，第二端面12以及侧环面13。第一端面11包括开口面117，立面112与拱形面111，开口面117与拱形面111通过立面112连接。第二端面12包括出光面122，拱形面111设于开口面117与出光面122之间，拱形面111由出光面122所在一侧向开口面117所在一侧凸起形成。侧环面13设于第一端面11与第二端面12之间，侧环面13与出光面122呈锐角夹角设置。侧环面13包括第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134。第一侧面131与第二侧面132相对设置，第三侧面133与第四侧面134相对设置，四个侧面依次连接。第三侧面133与出光面122的夹角为A3，第四侧面134与出光面122的夹角为A4，满足条件A3＜A4，用于使光线照射范围向第三侧面133扩大。

进一步的，光线从窄角平面透镜1的外部进入时，由于空气密度与窄角平面透镜1的介质密度不同，入射光线的光路在立面112与拱形面111的位置发生改变。光线由光疏介质进入光密介质时，光路要向介质表面的法线偏斜，从而在窄角平面透镜1中发生折射，光线的折射角小于入射角。光线在立面112与拱形面111的表面发生折射，折射光线进入窄角平面透镜1内部。经过拱形面111折射的光线，由于拱形面111具有凸透镜的特征，拱形面111两边的光路向拱形面111的中间折射，折射光线直接从出光面122射出窄角平面透镜1。经过立面112折射的光线，折射光线照射到第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134，光线在各个侧面的表面发生反射，光路再次发生改变，反射光线从出光面122射出窄角平面透镜1。

图3为图1的窄角平面透镜1沿Ⅲ-Ⅲ方向的剖视示意图。

前述光线在侧环面13的表面发生反射，当光线经过侧环面13的反射时，侧环面13与出光面122的夹角越小，光路改变的偏斜程度越大。由于第三侧面133与第四侧面134满足条件A3＜A4，光路在第三侧面133发生改变的变化更加显著，从而使光线照射范围向第三侧面133扩大。窄角平面透镜1通过设置立面112、拱形面111与不对称的侧环面13，使光路发生折射以及反射，光路改变后的光线从出光面122射出，形成相应的照射范围，从而解决光线配光可视面积小的问题，达到光线照射范围在窄角平面透镜1的某一侧扩大的效果。

在本实施例中，拱形面111为弯曲面，拱形面111在沿Ⅱ-Ⅱ剖视的方向具有由出光面122朝向开口面117凸起的弧形，拱形面111在沿Ⅲ-Ⅲ剖视的方向具有平直的形状。立面112为梯形平面合围形成的筒形。拱形面111与立面112围合形成“凹”形开口空腔，拱形面111设于“凹”形空腔的底部，拱形面111处于开口面117与出光面122之间。光线从拱形面111与立面112的外侧进入窄角平面透镜1内部，并在拱形面111与立面112的介质表面发生折射。折射光线进入窄角平面透镜1内部时，光路分为两部分，一部分经过拱形面111折射的光线，另一部分经过立面112折射的光线。

经过拱形面111折射的光线，由于拱形面111设于“凹”形空腔的中间位置，且拱形面111由出光面122所在一侧向开口面117所在一侧凸起，使拱形面111具有凸透镜的特征，进入拱形面111的光路向中间折射，折射光线无法照射到侧环面13，折射光线直接从出光面122射出窄角平面透镜1。

经过立面112折射的光线，折射光线照射到第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134，由于窄角平面透镜1的介质密度以及照射角度之间的关系，光线在各个侧面的表面发生反射，光路再次发生改变，反射光线从出光面122射出窄角平面透镜1。窄角平面透镜1采用聚甲基丙烯酸甲酯或者聚碳酸酯材料制造而成，由这些材料制成有机玻璃或者树脂玻璃的折射率为1.585的窄角平面透镜1。当光线在侧环面13的表面的入射角大于等于临界角39°时，光线在侧环面13的表面发生全反射，此时无折射光线从侧环面13射出。全反射光线从出光面122射出窄角平面透镜1。

由于第三侧面133以及第四侧面134与出光面122的夹角满足条件A3＜A4，且都为锐角，光路在第三侧面133以及第四侧面134的方向上发生偏斜，夹角越小偏斜程度越大，第三侧面133与出光面122的夹角相对较小，满足条件A3＜A4，从而使光线照射范围向第三侧面133扩大。

窄角平面透镜1通过设置立面112与拱形面111，并结合设置第三侧面133以及第四侧面134不对称，使光路在立面112与拱形面111发生折射，在立面112的折射光线射向侧环面13，折射光线的光路在第三侧面133以及第四侧面134发生全反射，光路改变后的光线从出光面122射出，光照范围相应的向第三侧面133扩大。

在一种可能的实施方式中：

第一侧面131与出光面122的夹角为A1，第二侧面132与出光面122的夹角为A2，满足条件A1＝A2。

进一步的，当光线经过侧环面13的反射时，由于第一侧面131与第二侧面132满足条件A1＝A2，光路在第一侧面131与第二侧面132发生偏斜的程度一致，从而使光线照射范围在第一侧面131与第二侧面132的方向均匀对称。窄角平面透镜1通过设置对称的第一侧面131与第二侧面132，使光路均匀改变，从而解决光线光斑不均的问题，达到光线照射范围在窄角平面透镜1的对称侧均匀分布的效果。

在本实施例中，第一侧面131与第二侧面132对称设置，第一侧面131以及第二侧面132与出光面122的夹角相等且都为锐角。经过立面112折射的光线照射到侧环面13，折射光线在侧环面13发生全反射，反射光线偏斜的角度在第一侧面131与第二侧面132的方向对称。光路改变后的光线从出光面122射出，光照范围相应的在第一侧面131与第二侧面132均匀分布。

图4为本申请另一实施例的窄角平面透镜1的立体示意图；

在一种可能的实施方式中：侧环面13还包括延伸面135，延伸面135与开口面117连接，第二端面12还包括台阶面121，台阶面121与出光面122连接，第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134的一边与延伸面135连接，各所述侧面的另一边与台阶面121连接，各侧面由延伸面135弯向台阶面121，各侧面由拱形面111中心的位置朝向外侧凸起。

进一步的，经由立面112的折射光线射向侧环面13，折射光线在侧环面13发生反射，反射光线的入射角在侧环面13由中间向两边逐渐变大，反射光线的反射角度越靠近两边越大。由于侧环面13具有向外凸起的形状，使得光线的入射角的变化趋势逐渐变小，相应的反射角的变化趋势也逐渐变小，起到光线的反射角向中间收拢的作用。经过侧环面13反射的光线，从出光面122射出，光照范围靠外侧边沿的部分相应的有向中间收拢的趋势。从而解决光线配光过于集中的问题，适当的收拢光线，达到光线照射范围向窄角平面透镜1的中间收拢的效果。

在本实施例中，延伸面135为开口面117起始并竖直向下延伸出的平面。延伸面135位于光线的相对位置，经过立面112折射入窄角平面透镜1的光线无法照射到延伸面135。台阶面121与出光面122之间设置有一定的厚度。第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134设于台阶面121与延伸面135之间，各侧面一边与台阶面121连接，各侧面另一边与延伸面135连接。第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134向外凸起，各侧面凸起的范围在延伸面135与台阶面121之间。第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134可以设置为曲面，曲面的曲率中心设于窄角平面透镜1内部，各侧面也可以设置为折弯面，折弯面的曲折方向朝向窄角平面透镜1内部。光线经由立面112折射入侧环面13的光线，折射光线又在侧环面13发生反射，通过设置前述的侧环面13使反射光线入射角由中间向两边逐渐变大，由于侧环面13具有向外凸起的形状，使得入射角的变化趋势逐渐变小，起到反射角向中间收拢的作用。

在一种可能的实施方式中：

拱形面111与出光面122之间的厚度，中间厚，两边均匀变薄，拱形面111与出光面122之间的部分具有凸透镜的结构。

进一步的，拱形面111为中部朝向开口面117方向凸起，其他部分自中部朝向出光面122向下弯曲的外凸弧形表面。如此，便使得窄角平面透镜1自出光面122到拱形面111之间的部分形成中间厚边缘薄的结构。从而使得这部分具有凸透镜的作用，折射光线在第一侧面131与第二侧面132的方向具有向中间聚集的趋势。从而解决光线配光过于集中以及光斑不均的问题，适当的聚集中部拱形面111的光线，达到折射光线亮度提高，光斑均匀的效果。

在本实施例中，拱形面111在第一侧面131与第二侧面132的方向具有凸起的形状，拱形面111在第三侧面133与第四侧面134的方向具有平直的形状。经过拱形面111折射的光线在第一侧面131与第二侧面132的方向朝向中间聚拢，在第三侧面133与第四侧面134的方向朝向两侧发散。经过拱形面111进入窄角平面透镜1的光线，拱形面111的凸起形状使光线在折射过程中起到凸透镜的作用，折射光线从出光面122射出，使得折射光线聚拢的光斑均匀，提高光照的亮度。

在一种可能的实施方式中：

立面112包括第一平面113、第二平面114、第三平面115及第四平面116，第一平面113与第二平面114相对设置，第三平面115与第四平面116相对设置，四个平面依次连接，经过立面112入射的光线光路折射到侧环面13。

进一步的，窄角平面透镜1的立面112分别设置第一平面113、第二平面114、第三平面115及第四平面116，各平面与侧环面13对应设置。第一平面113与第一侧面131相对设置，以此类推，第四平面116与第四侧面134相对设置。从窄角平面透镜1进入的光线经过立面112折射，光线对应的折射到侧环面13，折射光线再经由侧环面13反射，光线的光路改变，反射光线的反射角度向窄角平面透镜1的周边变大，反射光线从出光面122的周边射出，反射光线照射范围往周边扩大。从而解决光线配光可视面积小的问题，达到光线照射范围扩大的效果。

在本实施例中，立面112设置于拱形面111的周边位置，一部分经过拱形面111折射的光线直接从出光面122的中部射出，另一部分经过立面112折射的光线射向侧环面13，然后折射光线再经过侧环面13反射，反射光线再从出光面122的边缘区域射出。立面112在拱形面111的周边分别设置第一平面113、第二平面114、第三平面115及第四平面116，四个平面分别与侧环面13相对设置，经过立面112折射的光线分别射向侧环面13。射向侧环面13的光线经过其反射，反射光线从出光面122的四周射出。从四周射出的光线，将光线照射的范围从中间向周边扩大，从而扩大窄角平面透镜1的光线照射的范围。

在一种可能的实施方式中：

立面112与开口面117呈钝角夹角设置，第一平面113与开口面117的夹角为B1，第二平面114与开口面117的夹角为B2，第三平面115与开口面117的夹角为B3，第四平面116与开口面117的夹角为B4，满足条件B1＝B2，B3＝B4，B1＜B3，用于增加第三平面115及第四平面116的进光量。

进一步的，通过使立面112与开口面117呈钝角夹角设置，使光线照射到立面112的面积增加，立面112接收到的光线增加，从而增加光线进入立面112的进光量。立面112与开口面117的夹角呈钝角设置，夹角越大，立面112接收到的光线越多，从而光照强度越高。满足条件B1＝B2，B3＝B4，光线在对称的两侧进光量一样，使光照强度均匀对称分布；满足条件B1＜B3，B2＜B4，使光线照射到第三平面115及第四平面116的面积大于第一平面113及第二平面114的面积，从而增加第三平面115及第四平面116的进光量，使第三平面115及第四平面116方向的光照强度增加。从而解决光线配光过于集中的问题，达到光线照射强度均匀增加的效果。

在本实施例中，总的进光量一定，光线照射到窄角平面透镜1，一部分光线从拱形面111进入窄角平面透镜1，另一部分光线从立面112进入窄角平面透镜1。通过设置立面112与开口面117的夹角大小，调整光线进入拱形面111与立面112的进光量，进光量越多，相应部分的光照强度越高。当立面112与开口面117的夹角越大，立面112接收到的光线就越多，拱形面111接收到的光线相应减少，从而使光线照射强度在周边的范围增加，相应光线照射强度在中间的范围减弱。反之，减小立面112与开口面117的夹角，立面112接收到的光线就越少，拱形面111接收到的光线相应增加，从而使光线照射强度在周边的范围减弱，相应光线照射强度在中间的范围增加。立面112分为第一平面113、第二平面114、第三平面115及第四平面116，满足条件B1＝B2，B3＝B4，光线在对称的两侧进光量一样，使光照强度均匀对称分布。满足条件B1＜B3，B2＜B4，使光线照射到第三平面115及第四平面116的面积大于第一平面113及第二平面114的面积，从而增加第三平面115及第四平面116的进光量，增加的光线经过第三平面115及第四平面116折射，折射光线射向侧环面13，增加的光线再经过侧环面13反射，增加的反射光线从出光面122射出，使光线照射强度在第三侧面133及第四侧面134的方向增加。

在一种可能的实施方式中：

窄角平面透镜1与一光源14配合使用，开口面117、立面112与拱形面111围合形成凹形空腔，光源14设于凹形空腔。

进一步的，通过设置凹形空腔，提供光源14设置的位置，窄角平面透镜1与光源14配合使用。从而解决光源14经过窄角平面透镜1后，光照过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到窄角平面透镜1的光线配光的效果。

在本实施例中，设置光源14与窄角平面透镜1的相对位置关系，设定光源14发出光线的起始位置，从而调整光源14光线进入窄角平面透镜1的角度与进光量。窄角平面透镜1设置凹形空腔，光源14设于凹形空腔中，光源14朝着出光面122的方向射出光线，使光源14的光线全部进入窄角平面透镜1内。经过窄角平面透镜1的立面112折射的光线，折射光线射向侧环面13并在侧环面13发生反射，反射光线从出光面122射出，射出光线向第三侧面133扩大，光线在第一侧面131与第二侧面132均匀分布。经过窄角平面透镜1的拱形面111折射的光线，折射光线射向出光面122，并直接从出光面122射出，使光线在中间收拢。窄角平面透镜1使得光源14形成特定的照射范围以及照射强度。

在一种可能的实施方式中：

窄角平面透镜1与一光源14配合使用，第一侧面131、第二侧面132、第三侧面133及第四侧面134与延伸面135的连接处为连接边136，光源14设于连接边136所在的平面与开口面117所在的平面之间。

进一步的，通过设置光源14于连接边136所在的平面与开口面117所在的平面之间，控制光线起始位置在连接边136所在的平面与开口面117所在的平面之间，使光源14的光线全部进入立面112与拱形面111。从而解决光源14经过窄角平面透镜1后，光照过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到窄角平面透镜1的光线配光的效果。

在本实施例中，设置光源14在立面112与拱形面111的相对位置关系，设定光源14发出光线的起始位置，从而调整光源14光线进入立面112与拱形面111的角度与进光量。光源14设于连接边136所在的平面与开口面117所在的平面之间，光源14朝着立面112与拱形面111射出光线，使光源14的光线全部进入立面112与拱形面111内。经过拱形面111折射的光线射向出光面122，折射光线直接从出光面122射出，使光线向中间收拢。经过立面112的折射光线，折射光线射向侧环面13，再经过侧环面13反射,反射光线从出光面122射出，使光线向第三侧面133扩大，光线在第一侧面131与第二侧面132均匀分布。窄角平面透镜1使得光源14形成特定的照射范围以及照射强度。

在一种可能的实施方式中：

经光源14发出的光线，光线经过立面112折射到侧环面13，光线在侧环面13的入射角为α，满足条件α≥39°，光线在侧环面13发生全反射。

进一步的，通过设置光源14的位置，根据窄角平面透镜1的材料物性，以及光线在立面112的折射角度，使折射光线进入侧环面13的入射角为α，入射角大于等于窄角平面透镜1的临界角，满足条件α≥39°，光线在侧环面13发生全反射。从而解决光线配光不均的问题，使光线在窄角平面透镜1中发生全反射，达到避免光线在侧环面13折射出透镜，避免光线强度衰减的效果。

在本实施例中，窄角平面透镜1采用聚甲基丙烯酸甲酯或者聚碳酸酯材料制造而成，由这些材料制成有机玻璃或者树脂玻璃的折射率为1.585的窄角平面透镜1。光源14朝着立面112与拱形面111射出光线，使光源14的光线全部进入立面112与拱形面111内。其中经过立面112的折射光线，折射光线射向侧环面13。侧环面13由透明材料制成，当光线在侧环面13的表面的入射角大于等于临界角39°时，光线在侧环面13的表面发生全反射，此时无折射光线从侧环面13射出。经过侧环面13全反射的光线从出光面122射出窄角平面透镜1。

图5为本申请另一实施例的照明灯具2的立体示意图。

在一种可能的实施方式中：

一种照明灯具2，包括灯罩21以及的窄角平面透镜1，灯罩21设于第二端面12，灯罩21与窄角平面透镜1固定连接。

进一步的，通过设置灯罩21固定多组窄角平面透镜1，多组窄角平面透镜1的光线整体配光，解决照明灯具2照射过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，满足不同环境下使用照明灯具2的要求，以达到较大的光照范围和光照强度的效果。

在本实施例中，根据照明灯具2使用的场合，设定窄角平面透镜1摆放的位置。如果在隧道中使用，照明灯具2悬挂在隧道顶部，出光面122与路面平行设置，并且需要设定第三侧面133与第四侧面134所在的方向为路面延伸的方向，并且使第三侧面133朝向车辆行驶的方向设置，从而使光线向第三侧面133扩大，光照范围向车辆行驶的方向扩大。由于光线在第一侧面131与第二侧面132均匀分布，从而使相应的光照范围在车辆行驶的两边均匀分布。由于光线在中间收拢，并且光线照射强度在中间、第三侧面133及第四侧面134的方向增加，从而使相应的光照范围在中央路面光线收拢，中央路面的光线照射强度增加。从而满足照明灯具2在隧道中使用的要求。如果在其他公共场所使用，根据不同的环境需求，设置窄角平面透镜1摆放的方向与位置。

图6为图1的窄角平面透镜1配合光源14的光场示意图。

窄角平面透镜1的侧环面13在第一侧面131与第二侧面132对称设置，光线在第一侧面131与第二侧面132均匀分布。如图6中90-270°的轴线两侧，光照范围与光照强度对称均匀分布。窄角平面透镜1的侧环面13在第三侧面133及第四侧面134不对称设置，如图6中0-180°的轴线两侧，光照范围与光照强度不对称分布。由于第三侧面133与第四侧面134满足条件A3＜A4，光路在第三侧面133发生改变的变化更加显著，从而使光线照射范围向第三侧面133扩大，第三侧面133对应图6中0-180°的轴线左侧的光照范围有扩大的效果。

图7为图1的窄角平面透镜1配合光源14的配光曲线示意图。

窄角平面透镜1的侧环面13在第三侧面133及第四侧面134不对称设置，由于第三侧面133与第四侧面134满足条件A3＜A4，光路在第三侧面133发生改变的变化更加显著，从而使光线照射范围向第三侧面133扩大，图7中光线的轮廓朝向0°轴的左侧偏斜并且扩大。光线的轮廓由正常的第一光束141轮廓范围0～40°，经由第三侧面133扩大后，扩大至偏斜的第二光束142轮廓0～50°的范围，光线的轮廓向第三侧面133扩大10°左右。窄角平面透镜1的配光曲线形成窄角前抛场型，符合路面设计。光线经过窄角平面透镜1射出后，光线照射范围向路面车辆行驶的方向前抛。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种窄角平面透镜，包括第一端面与第二端面，所述第一端面包括开口面，立面与拱形面，所述开口面与所述拱形面通过所述立面连接，所述第二端面包括出光面，所述拱形面设于所述开口面与所述出光面之间，所述拱形面由所述出光面所在一侧向所述开口面所在一侧凸起形成，其特征在于，还包括：

侧环面，所述侧环面设于所述第一端面与所述第二端面之间，所述侧环面与所述出光面呈锐角夹角设置，所述侧环面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对设置，所述第三侧面与所述第四侧面相对设置，四个侧面依次连接，所述第三侧面与所述出光面的夹角为A3，所述第四侧面与所述出光面的夹角为A4，满足条件A3＜A4，用于使光线照射范围向所述第三侧面扩大。

2.根据权利要求1所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述第一侧面与所述出光面的夹角为A1，所述第二侧面与所述出光面的夹角为A2，满足条件A1＝A2。

3.根据权利要求1所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述侧环面还包括延伸面，所述延伸面与所述开口面连接，所述第二端面还包括台阶面，所述台阶面与所述出光面连接，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面及所述第四侧面的一边与所述延伸面连接，各所述侧面的另一边与所述台阶面连接，各所述侧面由所述延伸面弯向所述台阶面，各所述侧面由所述拱形面的中心朝向外侧凸起。

4.根据权利要求1所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述拱形面与所述出光面之间的厚度，中间厚，两边均匀变薄，所述拱形面与所述出光面之间的部分具有凸透镜的结构。

5.根据权利要求1所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述立面包括第一平面、第二平面、第三平面及第四平面，所述第一平面与所述第二平面相对设置，所述第三平面与所述第四平面相对设置，四个平面依次连接，经过所述立面入射的光线光路折射到所述侧环面。

6.根据权利要求5所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述立面与所述开口面呈钝角夹角设置，所述第一平面与所述开口面的夹角为B1，所述第二平面与所述开口面的夹角为B2，所述第三平面与所述开口面的夹角为B3，所述第四平面与所述开口面的夹角为B4，满足条件B1＝B2，B3＝B4，B1＜B3，用于增加所述第三平面及所述第四平面的进光量。

7.根据权利要求1所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述窄角平面透镜与一光源配合使用，所述开口面、所述立面与所述拱形面围合形成凹形空腔，所述光源设于所述凹形空腔。

8.根据权利要求3所述的窄角平面透镜，其特征在于：

所述窄角平面透镜与一光源配合使用，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面及所述第四侧面与所述延伸面的连接处为连接边，所述光源设于所述连接边所在的平面与所述开口面所在的平面之间。

9.根据权利要求8所述的窄角平面透镜，其特征在于：

经所述光源发出的光线，所述光线经过所述立面折射到所述侧环面，所述光线在所述侧环面的入射角为α，满足条件α≥39°，所述光线在所述侧环面发生全反射。

10.一种照明灯具，其特征在于，包括：

灯罩以及如权利要求1至9中任一项所述的窄角平面透镜，所述灯罩设于所述第二端面，所述灯罩与所述窄角平面透镜固定连接。

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