CN219082907U - 一种定向非成像偏光透镜及发光器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于灯具技术领域，提供一种定向非成像偏光透镜，定向非成像偏光透镜安装在LED发光体上，LED发光体安装在基板上，定向非成像偏光透镜靠近LED发光体的端面设有空腔，空腔套设在LED发光体的外围，空腔内壁为入射面；定向非成像偏光透镜设有反射面和出射面，反射面设在定向非成像偏光透镜的靠近LED发光体的端面、外侧壁以及远离LED发光体的端面部分区域，出射面设置在定向非成像偏光透镜远离LED发光体的端面的全部区域；出射面和入射面在部分区域重叠。本实用新型在实现光线定向射出的同时确保热量不会在定向非成像偏光透镜的内部堆积，不可调节灯具角度的特殊应用环境中，能够实现很好的定向洗墙类场景型照射效果。

Description

一种定向非成像偏光透镜及发光器件

技术领域

本实用新型属于灯具技术领域，具体涉及一种定向非成像偏光透镜及发光器件。

背景技术

随着照明品质的提升，人们对场景类洗墙照明效果的要求越来越高。要求墙面的照明见光不见灯，为了达到场景类洗墙照明视觉效果的目的，一般采用增加更多照明灯具的数量，采用远程照射的方案，一方面成本剧增，给企业和消费者带来一定的经济负担。另一方面，为了符合GB50034-2010建筑照明标准眩光值的要求，将部分可视角度的强光线用完全不透光的物体遮蔽起来，这样做的后果是带来灯具发热量的剧增，极易导致电路短路起火，导致火灾，引起安全隐患。为了控制成本，减少发光体的使用数量，一般采用多透镜组合的方案，但是，现有的透镜受到自身形状等因素限制，其光能分配和光能利用效果仍然不够理想，依旧无法达到在不可调节灯具角度的特殊应用环境中很好的实现洗墙类定向照射的效果。

实用新型内容

为了克服现有技术，本实用新型的目的是提供一种能满足特殊应用环境中很好的实现洗墙类定向照射的定向非成像偏光透镜。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种定向非成像偏光透镜，定向非成像偏光透镜安装在LED发光体上，LED发光体安装在基板上，定向非成像偏光透镜靠近LED发光体的端面设有空腔，空腔套设在LED发光体的外围，空腔内壁为入射面；定向非成像偏光透镜设有反射面和出射面，反射面设在定向非成像偏光透镜的靠近LED发光体的端面、外侧壁以及远离LED发光体的端面部分区域，出射面设置在定向非成像偏光透镜远离LED发光体的端面的全部区域；出射面和入射面在部分区域重叠。

本方案的工作原理为：在定向非成像偏光透镜上设置入射面、反射面和出射面，其中入射面套设在LED发光体的外侧，LED发光体发出的光线通过入射面进入到定向非成像偏光透镜内，光线在进入定向非成像偏光透镜内部后，部分光线会从出射面直接射出，其余的光线会射向反射面，然后光线会通过反射面的折射射向出射面，从而实现将光线汇聚到出射面，从出射面射出，形成了定向的光源；其次，出射面和入射面在部分区域重叠，让部分的光线从重叠部分射出，起到引导的作用。

作为优选，空腔背向LED发光体的一侧不断向内收窄，空腔的端部设有不规则纹路，空腔设置有不规则纹路的部分为第二入射面，空腔除第二入射面的其余部分为第一入射面。

作为优选，第一入射面满足抛物线弧面的数值公式y＝ax²，其中a＝-0.482～-0.215，第一入射面的抛物线弧面与基板表面垂直。

作为优选，第二入射面满足抛物线弧面的数值公式表示y＝bx²，其中b＝-0.308～-0.132，第二入射面的抛物线弧面与基板表面垂直。

作为优选，反射面包括第一反射面、第二反射面以及第三反射面；第三反射面为靠近LED发光体的端面，第二反射面为定向非成像偏光透镜的外侧壁，第一反射面设在远离第三反射面的端面上；出射面包括第一出射面以及第二出射面，第一出射面与第一反射面完全重叠；第二反射面的一侧与第三反射面的一侧相连，第二反射面的另一侧分别与第一反射面和第二出射面的一侧相连，第一反射面的另一侧和第二出射面的另一侧相连。

作为优选，第一出射面和第一反射面满足抛物线弧面的数值公式y＝cx²，其中c＝0.04～0.06。

作为优选，第二出射面满足抛物线弧面的数值公式y＝dx²，其中d＝-0.06～-0.04。

作为优选，第二反射面为一圆柱面，第二反射面和第三反射面的表面设有完全反射层。

作为优选，第一反射面为一内陷的弧面，第一反射面表面设有不完全反射层。

一种发光器件，包括LED发光体和定向非成像偏光透镜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过在定向非成像偏光透镜上设置入射面、反射面以及出射面，光线从入射面进入到定向非成像偏光透镜内，部分光线从出射面射出，其余的光线也可通过反射面从出射面处射出，通过反射面的直接将光线反射出去，让光线均从出射面射出，在实现光线定向射出的同时确保热量不会在定向非成像偏光透镜的内部堆积，不可调节灯具角度的特殊应用环境中，能够实现很好的定向洗墙类场景型照射效果，可以大大减少灯具的用量，节约成本，提高照明效果和照明质量，防止眩光产生，改善视觉的舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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为该定向非成像偏光透镜剖视图；

图2为该定向非成像偏光透镜整体示意图；

图3为该定向非成像偏光透镜俯视图；

图4为空腔示意图；

图5为光线示意图；

1、空腔；2、入射面；20、第一入射面；21、第二入射面；3、反射面；30、第一反射面；31、第二反射面；32、第三反射面；4、出射面；40、第一出射面；41、第二出射面；5、LED发光体6、基板。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。

如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的定向非成像偏光透镜可以包括入射面2、反射面3以及出射面4。

在一些可选的实施方式中，该定向非成像偏光透镜的形状整体为一圆柱体，圆柱体的一端有有个近似于半个椭圆的空腔1，其中空腔1朝内的一侧窄于空腔1朝外的一侧，在空腔1朝内的一端设置有不规则纹路，覆盖有不规则纹路的部分为第一入射面20，而空腔1的其他部分为光滑表面，光滑表面的部分为第二入射面21，在将定向非成像偏光透镜进行安装时，空腔1套设在LED发光体5的外围，该LED发光体5安装在基板上6，这样子设置的原因在于LED发光体5在发出光亮的过程中，绝大部分的光线都会从正前方射出，只有大概30％-40％的光线从空腔1的侧面射入，因此当绝大部分的光线从设置有不规则纹路的第一入射面20经过时，会将光线进行漫折射，防止光线过多汇聚在空腔1的端部产生过多热量，而由于只有大概30％-40％的光线从第二入射面21射入，从而不会产生过多热量，因此也无需设置不规则的纹路，从而降低加工成本。

在圆柱体设置有空腔1的那一段设置为第三反射面32，圆柱体的外侧壁设置为第二反射面31，圆柱体的另一端由两个弧面构成，其中弧面向外的一面为第二出射面41，弧面向内的一面为一面为第一射出面兼第一反射面30。其中在第二反射面31和第三反射面32的外层涂抹一层完全反射层，当光线进入到第二反射面31和第三反射面32时会全部反射，在第一反射面30表面涂抹一层不完全反射层，当光线到达第一反射面30时，会有大概30％的光线从第一反射面30透出，其余70％的光线被不完全反射层反射。

在进一步的优选方案中，如图3所示的定向非成像偏光透镜的剖视图，第一入射面20为一端抛物线，该抛物线弧面的数值公式y＝ax2，其中a＝-0.482～-0.215。上述数值公式是以透镜常规放置方向而得到的，常规放置方向即LED发光体5位于底部时，该抛物线弧面开口朝下，当然，本产品也可以根据需要朝各个方向放置，第二入射面21的形状和结构都不会因放置方向而改变。在其中一个实施例中，a＝-0.413。

在进一步的优选方案中，如图3所示的定向非成像偏光透镜的剖视图，第二入射面21也为一端抛物线，且该抛物线弧面的数值公式满足y＝bx2，其中b＝-0.308～-0.132。上述数值公式是以透镜常规放置方向而得到的，第二入射面21与第一入射面20相连，故第二入射面21的形状和结构都不会因放置方向而改变。在其中一个实施例中，b＝-0.294。

在进一步的优选方案中，在第二入射面21中设置不规则的纹路，若干立体蚀纹的曲面，每个立体蚀纹的高度为0.125～0.186mm，形状为不规则立体蚀纹，纹板编号可为MT-11100、MT-11305或MT-11310。更优选地，纹板为MT-11305，高度为0.1285mm。在第二入射面21上设置不规则纹路，可以有效的将光线非常集中的光线束进行均匀分散传播。

在进一步的优选方案中，第一出射面40和第一反射面30满足抛物线弧面的数值公式y＝cx2，其中c＝0.04～0.06，上述数值公式是以透镜常规放置方向而得到的，第一出射面40和第一反射面30完全重合，光线从第一反射面30中射出30％的光线，由于第一反射面30近似可以看成一个凹面镜的结构，光线会通过第一反射面30射出并汇聚，从而投射出一道光路投射到道路或者墙壁上，起到引导作用。

在进一步的优选方案中，第二出射面41为抛物线弧面，该抛物线弧面的数值公式表示为y＝dx2，其中d＝-0.06～0.04。上述数值公式是以透镜常规放置方向而得到的，因第二出射面41与第一出射面40相连，第二反射面31近似可以看成一个凸面镜的结构，光线会通过第二出射面41射出并发散，防止眩光产生，改善视觉的舒适度。

在进一步的优选方案中，第一反射面30表面涂敷有反射率为70％，透射率为30％的复合镀膜材料，镀膜复合材料厚度为0.13-0.15微米，复合材料材质为镍+铬+PET。

在进一步的优选方案中，第二反射面31和第三反射面32表面涂敷有反射率为100％，的复合镀膜材料，镀膜复合材料厚度为0.32-0.4微米，复合材料材质为镍+铬+PET。

在进一步的实施例中，具体介绍了光线从LED发光体5后的一种行进路线，光线L1从第一入射面20射入，经过第一入射面20的折射直接射向第二出射面41，又通过第二出射面41的折射最终以光线L1-1投向墙面。

在进一步的实施例中，具体介绍了光线从LED发光体5后的另一种行进路线，光线L1从第一入射面20射入，经过抛物线的折射射向第二反射面31，通过第二反射面31的折射以光线L1-2射向第一反射面30，然后光线L1-2会有70％的光线经过反射，以光线1-3从第二出射面41射出并投射在前面，另外30％的光线会透过第一出射面40以光线L1-4射出，并通过第一出射面40汇聚形成一道光路。

在进一步的实施例中，具体介绍了光线从LED发光体5后的另一种行进路线，光线L2从第二入射面21射入，通过不规则纹路的散射作用，将L2分散为多条光线L2-1，经过第二出射面41的折射以光线L2-2投射到墙面。

在进一步的实施例中，具体介绍了光线从LED发光体5后的另一种行进路线，光线L3从第一入射面20射入，经过第一入射面20的折射向第二反射面31，通过第二反射面31的折射将光线射向第二出射面41，最终以光线L3-1从第二出射面41射出并投射在前面。

在进一步的实施例中，具体介绍了光线从LED发光体5后的另一种行进路线，光线L4从第一入射面20射入，经过第一入射面20的折射向第三反射面32，通过第三反射面32的折射将光线射向第二出射面41，最终以光线L4-1从第二出射面41射出并投射在前面。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种定向非成像偏光透镜，所述定向非成像偏光透镜安装在LED发光体上，所述LED发光体安装在基板上，其特征在于，

所述定向非成像偏光透镜靠近LED发光体的端面设有空腔，所述空腔套设在所述LED发光体的外围，所述空腔内壁为入射面；

所述定向非成像偏光透镜上设有反射面和出射面，所述反射面设在定向非成像偏光透镜的靠近LED发光体的端面、外侧壁以及远离所述LED发光体的端面部分区域，所述出射面设置在所述定向非成像偏光透镜远离所述LED发光体的端面的全部区域；所述出射面和入射面在部分区域重叠。

2.根据权利要求1所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述空腔背向所述LED发光体的一侧不断向内收窄，所述空腔的端部设有不规则纹路，所述空腔设置有不规则纹路的部分为第二入射面，所述空腔除第二入射面的其余部分为第一入射面。

3.根据权利要求2所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述第一入射面满足抛物线弧面的数值公式y＝ax²，其中a＝-0.482～-0.215，所述第一入射面的抛物线弧面与所述基板表面垂直。

4.根据权利要求2所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述第二入射面满足抛物线弧面的数值公式表示y＝bx²，其中b＝-0.308～-0.132，所述第二入射面的抛物线弧面与所述基板表面垂直。

5.根据权利要求1所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述反射面包括第一反射面、第二反射面以及第三反射面；

所述第三反射面为靠近LED发光体的端面，所述第二反射面为所述定向非成像偏光透镜的外侧壁，所述第一反射面设在远离第三反射面的端面上；

所述出射面包括第一出射面以及第二出射面，所述第一出射面与所述第一反射面完全重叠；

所述第二反射面的一侧与所述第三反射面的一侧相连，所述第二反射面的另一侧分别与所述第一反射面和第二出射面的一侧相连，所述第一反射面的另一侧和第二出射面的另一侧相连。

6.根据权利要求5所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述第一出射面和所述第一反射面满足抛物线弧面的数值公式y＝cx²，其中c＝0.04～0.06，所述第一出射面和所述第一反射面的抛物线弧面与所述基板表面垂直。

7.根据权利要求5所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述第二出射面满足抛物线弧面的数值公式y＝dx²，其中d＝-0.06～-0.04，所述第二出射面的抛物线弧面与所述基板表面垂直。

8.根据权利要求5所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述第二反射面为一圆柱面，所述第二反射面和第三反射面的表面设有完全反射层。

9.根据权利要求5所述的定向非成像偏光透镜，其特征在于，

所述第一反射面为一内陷的弧面，所述第一反射面表面设有不完全反射层。

10.一种发光器件，其特征在于，包括LED发光体和权利要求1～9任一项所述的定向非成像偏光透镜。

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