燈具及其透鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種透鏡，包括入光部、出光部及外曲面，入光部包括第一入光面和第二入光面，光源發(fā)出的光束經(jīng)過第一入光面的折射和外曲面的全反射后變成準直光束，光源發(fā)出的光束經(jīng)過第二入光面的折射后變成準直光束，出光部包括多個非對稱矩形曲面，每一個非對稱矩形曲面都能將準直光束投射到被照面上的偏向一邊的同一個矩形區(qū)域內(nèi)，以形成偏心矩形光斑。本發(fā)明還提供了一種燈具。本發(fā)明提供的燈具和透鏡，利用第二入光面、第一入光面和外曲面能將光源發(fā)出的光束變成準直光束，及出光部的非對稱矩形曲面能將準直光束投射到同一矩形區(qū)域內(nèi)，以形成偏心矩形光斑，從而光源發(fā)出的光可照射在用戶所需的范圍內(nèi)，進而避免了光能的浪費。
【專利說明】燈具及其透鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及一種燈具及其透鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]LED (Light Emitting D1de)以其全固態(tài)、高光效、色度純、能耗低、壽命長、無污染等優(yōu)點成為21世紀具有競爭力的新型光源。隨著LED光通量及光效的不斷提高，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，然而，由于LED芯片本身屬于半空間朗伯型發(fā)光，其發(fā)光強度兩邊(大角度)低，中心(小角度)高，無法直接應(yīng)用于照明領(lǐng)域。因此，對LED光源的二次光學(xué)配光設(shè)計顯得尤為重要。
[0003]目前，市面上針對LED光源的二次配光以透鏡和反射器為主，通過非成像光學(xué)設(shè)計透鏡或者反射器外形，利用折射、反射等光學(xué)特性改變LED光源光線角度，對LED光源發(fā)出的光線進行重新分配，從而得到預(yù)期的照度分布。常用的二次配光透鏡能在被照面上形成完全對稱型圓形光斑，此類配光透鏡能夠滿足普通的對稱型立體空間的配光要求。然而，如果將這種圓形的對稱配光用于墻角或者狹窄的巷道邊緣等非完全對稱的立體空間中，不僅不能得到預(yù)期的照度分布，即光源發(fā)出的光不能照射在用戶所需的范圍內(nèi)，而且會造成LED光能的極大浪費,進而造成電能的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種燈具及其透鏡，使燈具的光源發(fā)出的光照射在用戶所需的范圍內(nèi)，從而避免光能損耗。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種透鏡，應(yīng)用于燈具內(nèi)，以罩覆所述燈具的光源并對所述光源發(fā)出的光進行配光。所述透鏡包括入光部、出光部及外曲面，所述入光部包括第一入光面和第二入光面，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述第一入光面的折射和所述外曲面的全反射后變成準直光束，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述第二入光面的折射后變成準直光束，所述出光部包括多個非對稱矩形曲面，每一所述多個非對稱矩形曲面在垂直于所述準直光束的平面上的投影為矩形，每一個所述非對稱矩形曲面都能將所述準直光束投射到被照面上的偏向一邊的同一個矩形區(qū)域內(nèi)，以形成偏心矩形光斑。
[0006]其中，所述非對稱矩形曲面為非對稱矩形凹面或非對稱矩形凸面。
[0007]其中，所述透鏡還包括收容空間，所述光源收容于所述收容空間中。
[0008]其中，所述第一入光面和所述第二入光面為所述收容空間的內(nèi)表面。
[0009]其中，所述第一入光面和所述第二入光面均為弧面。
[0010]其中，所述透鏡是軸對稱結(jié)構(gòu)，并呈圓臺狀。
[0011]其中，所述外曲面是自所述透鏡的底壁邊緣逐漸向所述透鏡的頂壁收攏延伸形成的。
[0012]其中，所述非對稱矩形曲面以矩陣的方式排列于所述頂壁的上表面。
[0013]本發(fā)明還提供一種燈具，包括光源及上述透鏡，所述透鏡用于罩覆所述光源并對所述光源發(fā)出的光進行配光，以形成偏心矩形光斑。
[0014]其中，所述光源為朗伯型發(fā)光二極管。
[0015]本發(fā)明提供的燈具和透鏡，利用所述第二入光面、所述第一入光面和所述外曲面能將光源發(fā)出的光束變成準直光束，及所述出光部的非對稱矩形曲面能將準直光束投射到被照面上的偏向一邊的同一矩形區(qū)域內(nèi)，以形成偏心矩形光斑，從而光源發(fā)出的光可照射在用戶所需的范圍內(nèi)，進而避免了光能的浪費。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明較佳實施方式提供的一種燈具的平面示意圖；
[0018]圖2是圖1所示的透鏡的平面示意圖；
[0019]圖3是圖1所示的透鏡的立體示意圖；
[0020]圖4是圖1所示的燈具的光路圖；
[0021 ] 圖5是圖1所示的燈具的照射效果圖；及
[0022]圖6是圖1所示的燈具的配光曲線圖。

【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實施方式中的附圖，對本發(fā)明實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0024]請參閱圖1，本發(fā)明較佳實施方式提供一種燈具100。所述燈具100包括光源I及透鏡2。所述透鏡2用于罩覆所述光源I并對所述光源I發(fā)出的光進行配光，從而輸出偏心矩形光斑。
[0025]在本實施方式中，燈具100主要應(yīng)用于墻角或者狹窄的巷道邊緣等非完全對稱的立體空間中。
[0026]在本實施方式中，光源I為朗伯型發(fā)光二極管。透鏡2為全反射型透鏡。
[0027]請同時參閱圖2和圖3，所述透鏡2包括入光部21、出光部204及連接在所述出光部204與所述入光部21之間的外曲面203。入光部21包括第一入光面201和第二入光面202。出光部204包括多個非對稱矩形曲面。光源I發(fā)出的光經(jīng)過入光部21進入透鏡2內(nèi)部，并經(jīng)出光部204射出。
[0028]在本實施方式中，所述非對稱矩形曲面是非對稱矩形凹面或非對稱矩形凸面。
[0029]作為本發(fā)明的進一步改進，所述透鏡2還包括收容空間22，光源I收容于收容空間22中。入光部21為收容空間22的內(nèi)表面。
[0030]在本實施方式中，收容空間22大致呈圓臺狀。
[0031]在本實施方式中，所述透鏡2是軸對稱結(jié)構(gòu)，并呈圓臺狀。所述透鏡2的材質(zhì)為塑膠材質(zhì)，如亞克力材質(zhì)。收容空間22從底壁27向透鏡2內(nèi)部延伸但未延伸到頂壁28。所述外曲面203是自透鏡2的底壁27邊緣逐漸向頂壁28收攏延伸形成的。
[0032]在本實施方式中，出光部204設(shè)置于頂壁28的上表面。更進一步,所述非對稱矩形曲面以矩陣的方式排列于頂壁28的上表面。
[0033]在本實施方式中，第一入光面201和第二入光面202均為弧面。
[0034]請同時參考圖4和圖5所示，第二入光面202能將光源I發(fā)出的光束變成準直光束，第一入光面201和外曲面203能將光源I發(fā)出的光束變成準直光束。同時，每一個矩形曲面都能將準直光束投射到被照面上的偏向一邊的同一個矩形區(qū)域內(nèi)，以形成偏心矩形光斑。換而言之，本發(fā)明的透鏡2為先準直后成型的配光方式。
[0035]在本實施方式中，每一所述多個非對稱矩形曲面在垂直于所述準直光束的平面上的投影為矩形。
[0036]在本實施方式中，光源I發(fā)出的光束經(jīng)第二入光面202折射后變成準直光束。光源I發(fā)出的光束第一入光面201折射和外曲面203的全反射后變成準直光束。
[0037]如圖4所示，從光源I射出的第一路光束①經(jīng)第二入光面202折射后變成準直光束，再經(jīng)出光部204的第一個矩形曲面射出并投射到被照面上偏向一邊的矩形區(qū)域內(nèi)。從光源I射出的第二路光束②經(jīng)第一入光面201的折射和外曲面203的全反射后變成準直光束，再經(jīng)出光部204的第二個矩形曲面射出并投射到被照面上相同的矩形區(qū)域內(nèi)。換而言之，本發(fā)明的透鏡能將光源I發(fā)出的不同光束配光后投射到相同的矩形區(qū)域內(nèi)，從而光源I發(fā)出的光束可照射在用戶所需的范圍內(nèi)，進而避免了光能的浪費。而且，光源I發(fā)出的光束經(jīng)過透鏡2配光所形成的偏心矩形光斑，是由多個經(jīng)過多個非對稱矩形曲面將光源I發(fā)出的光束投射到被照面上的同一矩形區(qū)域形成的光點重疊而成，從而所述偏心矩形光斑的照度和顏色均勻。
[0038]更進一步，因為所述非對稱矩形曲面為多個，即每一個非對稱矩形曲面為微型的非對稱矩形曲面，從而光源I發(fā)出的光束經(jīng)過透鏡2配光后所形成的偏心矩形光斑，是由多個經(jīng)過多個微型的非對稱矩形曲面將光源I發(fā)出的光束投射到被照面上的同一矩形區(qū)域形成的微型光點重疊而成，即透鏡2的配光方式為光場重疊型，進一步增加了偏心矩形光斑的照度和顏色的均勻性。換而言之，由于透鏡2的配光方式為光場重疊型，使得燈具100的照明方式為光場重疊型照明，其照度和顏色均勻性很高。同時，由于透鏡2為先準直后成型的配光方式，大大提高了透鏡2的通用性，進而大大提高了燈具100的通用性。
[0039]請繼續(xù)參考圖5，將一個朗伯型發(fā)光二極管安裝于所述透鏡2的收容空間22中。通過模擬仿真可知，通過所述透鏡2對所述朗伯型發(fā)光二極管發(fā)出的光進行配光后，在2米遠測試位置形成一個偏心矩形光斑。
[0040]請繼續(xù)參考圖6，將一個朗伯型發(fā)光二極管安裝于所述透鏡2的收容空間22中。通過模擬仿真可知，通過所述透鏡2對所述朗伯型發(fā)光二極管發(fā)出的光進行配光后，光強不重疊，從而在被照面形成的光斑不是圓形而是偏心矩形光斑。
[0041]因所述第二入光面202、所述第一入光面201和所述外曲面203能將光源I發(fā)出的光束變成準直光束，及所述出光部204的非對稱矩形曲面能將準直光束投射到被照面上形成偏心矩形光斑，從而發(fā)出的光可照射在用戶所需的范圍內(nèi)，進而避免了光能的浪費。
[0042]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種透鏡，應(yīng)用于燈具內(nèi)，以罩覆所述燈具的光源并對所述光源發(fā)出的光進行配光，其特征在于:所述透鏡包括入光部、出光部及外曲面，所述入光部包括第一入光面和第二入光面，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述第一入光面的折射和所述外曲面的全反射后變成準直光束，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過所述第二入光面的折射后變成準直光束，所述出光部包括多個非對稱矩形曲面，每一所述多個非對稱矩形曲面在垂直于所述準直光束的平面上的投影為矩形，每一個所述非對稱矩形曲面都能將所述準直光束投射到被照面上的偏向一邊的同一個矩形區(qū)域內(nèi)，以形成偏心矩形光斑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述非對稱矩形曲面為非對稱矩形凹面或非對稱矩形凸面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡還包括收容空間，所述光源收容于所述收容空間中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述第一入光面和所述第二入光面為所述收容空間的內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡，其特征在于，所述第一入光面和所述第二入光面均為弧面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡是軸對稱結(jié)構(gòu)，并呈圓臺狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透鏡，其特征在于，所述外曲面是自所述透鏡的底壁邊緣逐漸向所述透鏡的頂壁收攏延伸形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡，其特征在于，所述非對稱矩形曲面以矩陣的方式排列于所述頂壁的上表面。
9.一種燈具，包括光源及如權(quán)利要求1-8任一項所述的透鏡，所述透鏡用于罩覆所述光源并對所述光源發(fā)出的光進行配光，以形成偏心矩形光斑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燈具，其特征在于，所述光源為朗伯型發(fā)光二極管。
【文檔編號】F21V5/04GK104180302SQ201310205381
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】周明杰, 杜金 申請人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司