CN218848367U - 扩散透镜及照明灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及照明技术领域，提供一种扩散透镜及照明灯具。该扩散透镜包括透镜本体，透镜本体的一侧设有光源安装槽，光源安装槽的内表面形成入光面，透镜本体相对于光源安装槽的另一侧形成有出光面。其中，入光面的至少部分区域设有控光曲面，控光曲面沿垂直于透镜本体的轴心线的方向环设于入光面，用于使光线在透镜本体内发生至少一次交叉，并从出光面出射。出光面包括中心出光区和侧部出光区，中心出光区朝光源安装槽的方向内凹，侧部出光区朝远离光源安装槽的方向外凸。可有效降低色差，能在较小的透镜尺寸下得到更好的光斑效果，在消除色差的同时降低了生产成本。

Description

扩散透镜及照明灯具

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种扩散透镜及照明灯具。

背景技术

扩散透镜是一种大角度出光透镜，可以将LED光源发出的朗伯型配光偏折为大角度蝙蝠翼配光，可以用较少的光源实现大尺寸面板灯表面均匀发光的效果。

由于LED光源的发光原理是蓝色晶片激发黄色荧光粉实现发光，经过扩散透镜的折射作用后会加重光线黄蓝光分离的现象，使灯具的出光面形成明显的色差。为减小色散作用消除灯具的色差，目前大多采用增加扩散透镜尺寸来增大扩散透镜内部的光程，从而改善色差。这样的设计方式会导致透镜尺寸增大，成本变高。

实用新型内容

本实用新型提供一种扩散透镜，用以解决现有技术中的扩散透镜存在明显色差的技术问题，以在不改变透镜尺寸的情况下消除色差，实现低成本生产。

本实用新型还提供一种照明灯具。

本实用新型提供一种扩散透镜，包括透镜本体，所述透镜本体的一侧设有光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述透镜本体相对于所述光源安装槽的另一侧形成有出光面；

其中，所述入光面的至少部分区域设有控光曲面，所述控光曲面沿垂直于所述透镜本体的轴心线的方向环设于所述入光面，用于使光线在所述透镜本体内发生至少一次交叉，并从所述出光面出射；

所述出光面包括中心出光区和侧部出光区，所述中心出光区朝所述光源安装槽的方向内凹，所述侧部出光区朝远离所述光源安装槽的方向外凸。

根据本实用新型提供一种的扩散透镜，所述控光曲面包括一段弧面或至少两段连续布置的弧面。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述控光曲面内凹于所述入光面，或所述控光曲面外凸于所述入光面。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述控光曲面在所述透镜本体母线方向的截面形状包括圆弧线、椭圆弧线、样条曲线中的一种或多种；

其中，所述圆弧线的弦长为0.2-0.8mm，所述圆弧线的半径为1-5mm。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述透镜本体为回转体，且所述控光曲面也为回转体。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述透镜本体的轴心线、所述控光曲面的轴心线以及所述光源安装槽的轴心线相重合。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述光源安装槽包括相互连通的光源安装腔和控光腔，所述光源安装腔适于安装光源，所述控光腔的内表面形成所述入光面。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述光源安装腔的直径大于所述控光腔的直径，所述光源安装腔的高度为0.5-1mm。

根据本实用新型提供的一种扩散透镜，所述透镜本体在形成所述光源安装槽的一侧还形成有控光珠面，所述控光珠面用于对杂散光线控光，以使杂散光线从所述出光面出射。

本实用新型还提供一种照明灯具，包括：

光源；

如前述的扩散透镜；

其中，所述光源安装于所述光源安装槽。

本实用新型实施例提供的扩散透镜，通过在透镜本体的入光面至少部分区域设置控光曲面，利用控光曲面使入射光线发生至少一次交叉，从而将入射光线经过控光曲面打散并在透镜本体内混光，再从出光面折射出光，经过混色后使光线的颜色更加均匀，可有效降低色差，能在较小的透镜尺寸下得到更好的光斑效果，在消除色差的同时降低了生产成本。

本实用新型实施例提供的照明灯具，应用了前述的扩散透镜，利用控光曲面使入射光线发生至少一次交叉，从而将入射光线经过控光曲面打散并在透镜本体内混光，再从出光面折射出光，经过混色后使光线的颜色更加均匀，可有效降低色差，能在较小的透镜尺寸下得到更好的光斑效果，在消除色差的同时降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的扩散透镜的立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的扩散透镜剖面图；

图3是本实用新型提供的扩散透镜的光路图；

图4是本实用新型提供的扩散透镜的仰视图；

图5是现有技术中的扩散透镜的色差图；

图6是本实用新型提供的扩散透镜的色差图。

附图标记：

10、透镜本体；110、光源安装槽；1110、光源安装腔；1120、控光腔；120、入光面；130、出光面；1310、中心出光区；1320、侧部出光区；140、控光曲面；150、控光珠面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体连接；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。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实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图6描述本实用新型的实施例。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供一种扩散透镜，包括透镜本体10，透镜本体10的一侧设有光源安装槽110，光源安装槽110的内表面形成入光面120，透镜本体10相对于光源安装槽110的另一侧形成有出光面130。其中，入光面120的至少部分区域设有控光曲面140，控光曲面140沿垂直于透镜本体10的轴心线的方向环设于入光面120，用于使光线在透镜本体10内发生至少一次交叉，并从出光面130出射。

具体而言，在透镜本体10内，控光曲面140对应的入射光线之间发生至少一次交叉，或控光曲面140对应的入射光线与入光面120对应的入射光线之间发生至少一次交叉。

在本实施例中，通过在透镜本体10的入光面120至少部分区域设置控光曲面140，利用控光曲面140使入射光线发生至少一次交叉，从而将入射光线经过控光曲面140打散并在透镜本体10内混光，再从出光面130折射出光，经过混色后使光线的颜色更加均匀，可有效降低色差，能在较小的透镜尺寸下得到更好的光斑效果，在消除色差的同时降低了生产成本。

如图2所示，透镜本体10的出光面130包括中心出光区1310和侧部出光区1320，中心出光区1310朝光源安装槽110的方向内凹，为光滑曲面，侧部出光区1320朝远离光源安装槽110的方向外凸，为光滑曲面，中心安装区与侧部出光区1320之间采用弧面过渡连接。

透镜本体10的入光面120朝出光面130的方向凸起，为一弧面结构。入光面120和出光面130相配合从而将光源所发出的朗伯型配光偏折成大角度蝙蝠翼配光，进而利用较少的光源实现大尺寸面板灯表面的均匀发光。

在本实施例中，透镜本体10采用光学级的PMMA(Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃)注塑而成。可以应用于面板灯中，也可以用于TV电视领域，在这些应用环境汇总，透镜本体10可以将LED光源发出的朗伯光源进行二次分配，变成角度更大的配光形状，扩大光源的照射区域，达到用较少的光源数量照射出更大区域的效果。

根据本实用新型提供的扩散透镜，如图2所示，控光曲面140包括一段弧面或至少两段连续布置的弧面。采用弧面对入射光线进行控光，入射光线经过弧面部分折射到透镜本体10后，光线会被打散从而使光线之间发生交叉，交叉混光后能使光线的颜色更加均匀，发生交叉的光线再经过出光面130折射后出射，可以降低出射光线的色差，实现在较小的尺寸下得到更好的光斑效果。

在本实施例中，如图2所示，控光曲面140只设置于入光面120的部分区域，即沿入光面120至出光面130的方向，入光面120仅在部分高度区域设置连续布置的弧面，在其他高度区域的入光面120设置为光滑面。对应于入光面120设有连续布置的弧面的区域的入射光线定义为第一入射光线，对应于入光面120的光滑面的区域的入射光线定义为第二入射光线。第一入射光线折射到透镜本体10内后自身可以进行交叉，也可以与折射到透镜本体10内的第二入射光线发生交叉，从而在透镜本体10内进行混光，以消除黄蓝光分离的现象。

在另一个实施例中，控光曲面140设置于入光面120的所有区域，即沿入光面120至出光面130的方向，在入光面120的全部高度区域都设置连续布置的弧面。光源的入射光线从弧面被打散并折射到透镜本体10中，从而在透镜本体10中发生至少一次交叉，起到混光的效果，以消除黄蓝光分离的现象。

其中，控光曲面140内凹于入光面120，形成连续化的内凹弧面作为控光曲面140。或控光曲面140外凸于入光面120，形成连续化的外凸弧面作为控光曲面140。

在本实施例中，控光曲面140在透镜本体10母线方向的截面形状包括圆弧线、椭圆弧线、样条曲线中的一种或多种。其中，圆弧线的弦长为0.2-0.8mm，圆弧线的半径为1-5mm，以确保光源的入射光线从弧面被打散并折射到透镜本体10中能发生至少一次交叉，起到良好的混光效果，以消除黄蓝光分离的现象。

以采用圆弧线的截面形状的控光曲面140进行具体说明：

示例性的，圆弧线的弦长为0.2mm，圆弧线的半径为1mm，能够确保光源的入射光线从控光曲面140被打散并折射到透镜本体10中能发生至少一次交叉，起到良好的混光效果，以消除黄蓝光分离的现象。

示例性的，圆弧线的弦长为0.3mm，圆弧线的半径为3mm，能够确保光源的入射光线从控光曲面140被打散并折射到透镜本体10中能发生至少一次交叉，起到良好的混光效果，以消除黄蓝光分离的现象。

示例性的，圆弧线的弦长为0.8mm，圆弧线的半径为5mm，能够确保光源的入射光线从控光曲面140被打散并折射到透镜本体10中能发生至少一次交叉，起到良好的混光效果，以消除黄蓝光分离的现象。

如图1和图2所示，透镜本体10为回转体，且控光曲面140也为回转体。通过在旋转对称结构的透镜本体10中设置旋转对称的控光曲面140，在入光面120的控光曲面140处可以将光线偏折的同时将其打散混光，再经由出光面130折射出光，使光线的颜色更均匀，能够有效改善扩散透镜黄蓝光分离的现象，降低了色差，能在较小的尺寸下得到更好的光斑效果。

其中，透镜本体10的轴心线、控光曲面140的轴心线以及光源安装槽110的轴心线相重合，使光源的入射光线能在各个位置进行均匀的控光，且在各个方位都能通过入光面120的控光曲面140的弧面将入射光线偏折的同时将其打散控光，再经由出光面130折射扩大角度后出光。

可以理解的是，入光面120和出光面130的轴心线也重合，在实际使用的过程中，可以通过改变入光面120和出光面130的曲率和厚度等控制光线的具体出射方向，进而达到被照射面强度均匀和颜色均匀的光学效果。

如图5和图6所示，采用本实施例中的扩散透镜与现有技术的扩散透镜相比，其色差从0.0067降低到了0.0054，降低了约20％，色差改善效果明显。

如图2所示，光源安装槽110保护相互连通的光源安装腔1110和控光腔1120，光源安装腔1110适于安装光源，控光腔1120的内表面形成入光面120。将光源安装于光源安装腔1110，光源发出的入射光线进入到控光腔1120中便能通过入光面120进行控光，从而在透镜本体10中进行混光并从出光面130以大角度出射。

其中，光源安装腔1110的直径大于控光腔1120的直径，可以将光源卡接在光源安装腔1110内，以避免光源进入到控光腔1120中。光源安装腔1110的高度为0.5-1mm，以适配LED光源的高度。

如图2和图4所示，透镜本体10在形成光源安装槽110的一侧还形成有控光珠面150，控光珠面150用于对杂散光线控光，以使杂散光线从出光面130出射。

可以理解的是，杂散光线包括折射到透镜本体10底面(也就是透镜本体10形成光源安装槽110的一侧)的光线以及反射到透镜本体10底面的光线。光源的一部分入射光线会从入光面120直接折射到透镜本体10的底面，光源的另一部分光线从入光面120折射到出光面130后，在出光面130上也会有光线反射到透镜本体10的底面。通过设置控光珠面150对反射和折射形成的杂散光线进行控光，使这部分光线能从出光面130出射，以充分利用光线，避免能量损失。

控光珠面150包括多个呈六边形的控光面，每一个控光面均朝出光面130的方向凹陷。

另一方面，本实用新型还提供一种照明灯具，包括光源以及前述实施例中的扩散透镜，其中，光源安装于光源安装槽110。

在本实施例中，利用扩散透镜的控光曲面140使光源的入射光线发生至少一次交叉，从而将入射光线经过控光曲面140打散并在透镜本体10内混光，再从出光面130折射出光，经过混色后使光线的颜色更加均匀，可有效降低色差，能在较小的透镜尺寸下得到更好的光斑效果，在消除色差的同时降低了生产成本。

光源为LED光源。照明灯具主要应用于面板灯中，也可以用于TV电视领域，在这些应用环境汇总，照明灯具可以将LED光源发出的朗伯光源进行二次分配，变成角度更大的配光形状，扩大光源的照射区域，达到用较少的光源数量照射出更大区域的效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种扩散透镜，其特征在于，包括透镜本体，所述透镜本体的一侧设有光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述透镜本体相对于所述光源安装槽的另一侧形成有出光面；

其中，所述入光面的至少部分区域设有控光曲面，所述控光曲面沿垂直于所述透镜本体的轴心线的方向环设于所述入光面，用于使光线在所述透镜本体内发生至少一次交叉，并从所述出光面出射；

所述出光面包括中心出光区和侧部出光区，所述中心出光区朝所述光源安装槽的方向内凹，所述侧部出光区朝远离所述光源安装槽的方向外凸。

2.根据权利要求1所述的扩散透镜，其特征在于，所述控光曲面包括一段弧面或至少两段连续布置的弧面。

3.根据权利要求1所述的扩散透镜，其特征在于，所述控光曲面内凹于所述入光面，或所述控光曲面外凸于所述入光面。

4.根据权利要求1所述的扩散透镜，其特征在于，所述控光曲面在所述透镜本体母线方向的截面形状包括圆弧线、椭圆弧线、样条曲线中的一种或多种；

其中，所述圆弧线的弦长为0.2-0.8mm，所述圆弧线的半径为1-5mm。

5.根据权利要求1所述的扩散透镜，其特征在于，所述透镜本体为回转体，且所述控光曲面也为回转体。

6.根据权利要求5所述的扩散透镜，其特征在于，所述透镜本体的轴心线、所述控光曲面的轴心线以及所述光源安装槽的轴心线相重合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的扩散透镜，其特征在于，所述光源安装槽包括相互连通的光源安装腔和控光腔，所述光源安装腔适于安装光源，所述控光腔的内表面形成所述入光面。

8.根据权利要求7所述的扩散透镜，其特征在于，所述光源安装腔的直径大于所述控光腔的直径，所述光源安装腔的高度为0.5-1mm。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的扩散透镜，其特征在于，所述透镜本体在形成所述光源安装槽的一侧还形成有控光珠面，所述控光珠面用于对杂散光线控光，以使杂散光线从所述出光面出射。

10.一种照明灯具，其特征在于，包括：

光源；

如权利要求1-9中任一项所述的扩散透镜；

其中，所述光源安装于所述光源安装槽。

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