一種透鏡和包括該透鏡的照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于照明裝置的透鏡和包括該透鏡的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了調(diào)節(jié)照明裝置的出射光所能形成的光強(qiáng)度分布和能獲得的色溫分布，在照明裝置中設(shè)置由用于光源的透鏡。照明裝置中的透鏡能夠以例如折射或反射的方式調(diào)節(jié)來自光源的經(jīng)過透鏡的光線的照射方向，從而調(diào)節(jié)從照明裝置出射后的光分布。
[0003]在現(xiàn)在普遍使用的LED照明裝置中，許多照明裝置使用了涂層，使得出射光能夠借助涂層重新混合以實(shí)現(xiàn)期待的均勻光分布。然而，這些照明裝置仍會(huì)存在某些程度的色溫分布不均勻或者是光強(qiáng)分布不均勻的問題，特別是具有小角度光束設(shè)計(jì)的照明裝置。這類照明裝置例如通過在全內(nèi)反射透鏡模塊的表面上施加散射層，以改善色溫分布不均勻的問題，但由于光線在透鏡的側(cè)邊的反射影響，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)降低出射光的光強(qiáng)分布的均勻度，照明裝置投射在光箱上的光分布在邊緣處會(huì)更亮，色差會(huì)更大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上所述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于照明裝置的透鏡和包括該透鏡的照明裝置。使用該透鏡不僅能夠改善照明裝置的出射光的色溫均勻度，而且還能改善光強(qiáng)分布的均勻度。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的通過這樣一種用于照明裝置的透鏡來實(shí)現(xiàn)，即該透鏡具有入射面和出射面，透鏡設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，其中，入射面包括由透鏡的旋轉(zhuǎn)軸線穿過的、在朝向出射面的方向上凹進(jìn)的中心凹進(jìn)部和圍繞中心凹進(jìn)部并在遠(yuǎn)離出射面的方向上突出的周向突出部。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，入射光線能夠以偏離旋轉(zhuǎn)軸線的方式匯聚，使得透鏡能夠降低入射光線投射至與光源相對(duì)的出射面的中央?yún)^(qū)域的光通量，并相對(duì)地增大入射光線投射至與光源相對(duì)的出射面的其他區(qū)域的光通量，這能夠使得投射至出射面上的入射光分布更均勻。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，入射面由一曲線圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)而形成。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，形成入射面的曲線朝向光源的方向彎曲，其中，由此設(shè)計(jì)的入射面提供了一種簡單的光學(xué)結(jié)構(gòu)，并且便于透鏡的制造和加工。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，曲線設(shè)計(jì)為樣條曲線。將用于形成透鏡截面的曲線設(shè)計(jì)為樣條曲線簡化了透鏡的設(shè)計(jì)過程，并能夠降低透鏡加工的成本。
[0008]優(yōu)選的是，出射面設(shè)計(jì)為使得經(jīng)過出射面出射的光線在經(jīng)過出射面出射后至少部分地彼此混合。經(jīng)過入射面處理的光線能夠在出射時(shí)形成具有預(yù)設(shè)光強(qiáng)分布的待混合的光束源，這些光束源經(jīng)過出射面二次處理后進(jìn)行混合，使得例如靠近旋轉(zhuǎn)軸線的中央?yún)^(qū)域的光束能夠與其他區(qū)域的光束進(jìn)行混合，以提供改善出射光的光強(qiáng)分布和出射光的色溫分布的可能性。
[0009]對(duì)于本發(fā)明而言有利的是，出射面設(shè)計(jì)為散射面。作為散射面的出射面集成有用于對(duì)入射光線在出射前的混光功能。
[0010]有利的是，在出射面上設(shè)置有散射涂層。在出射面上涂覆散射涂層提供了一種簡單的對(duì)出射面的加工方式，為對(duì)出射光進(jìn)行混合提供了有利的條件。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，透鏡還包括用于容納照明裝置的光源的容納部，其中，容納部的朝向光源的面形成為入射面。容納部可設(shè)置為具有能夠透射光線的周壁。來自光源的第一部分光線可由入射面折射后并穿過出射面出射，而來自光源的第二部分光線可穿過容納部的周壁并到達(dá)透鏡的內(nèi)壁，并且在由內(nèi)壁反射后，光線穿過透鏡的出射面出射。第一部分光線和第二部分光線的出射光可在出射后彼此混合，這改善了色溫均勻性和光強(qiáng)均勻性。
[0012]本發(fā)明的另一個(gè)目的通過這樣一種照明裝置來實(shí)現(xiàn)，該照明裝置包括光源和用于容納光源的如以上的透鏡。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)出射光更均勻的光強(qiáng)分布和更均勻的色溫分布。
[0013]優(yōu)選的是，該照明裝置的光源設(shè)計(jì)為包括LED。LED芯片具有高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，能夠作為光源向透鏡輸出足夠強(qiáng)的光線。
【附圖說明】
[0014]附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附圖圖解了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖中示出:
[0015]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透鏡在由旋轉(zhuǎn)軸線延伸經(jīng)過的截面示意圖；
[0016]圖2示出經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透鏡處理的出射光的色溫分布示意圖；
[0017]圖3示出經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透鏡處理的出射光的光通量分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在下面詳細(xì)描述中，參考形成本說明書的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。關(guān)于圖，諸如“左”、“右”等方向性術(shù)語參考所描述的附圖的方向使用。由于本發(fā)明實(shí)施例的組件可以在許多不同方向上放置，所以方向術(shù)語僅用于說明，而沒有任何限制的意思。應(yīng)該理解的是，可以使用其它實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍的前提下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。所以，下面詳細(xì)描述不應(yīng)被理解為限制性的意思，并且本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定。
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透鏡100在由旋轉(zhuǎn)軸線X延伸經(jīng)過的截面示意圖。此處，在本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)軸線X可與透鏡100的光軸重合。如圖1所示的透鏡100可優(yōu)選的設(shè)計(jì)為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線X是上下對(duì)稱的。光源3設(shè)置位于透鏡100的左邊的底部。透鏡100包括容納部4、入射面1和出射面2。容納部4設(shè)計(jì)用于容納光源3，優(yōu)選地設(shè)計(jì)為空腔形狀。入射面1設(shè)置在容納部4的與光源3相對(duì)一側(cè)，其中入射面1相對(duì)于光源3設(shè)置在圖1示出的右邊。出射面2設(shè)置在光源3的光線的光路下游，即如圖1示出的相對(duì)于入射面1的右邊。來自光源3的光線經(jīng)過入射面1的處理后再經(jīng)過出射面2出射。光源3優(yōu)選的可設(shè)置為包括LED芯片，利用貼片技術(shù)設(shè)