光學透鏡及燈具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燈具配光技術領域，尤其涉及一種光學透鏡及燈具。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，照明標準燈正經歷一場革命，各國出于對環(huán)境保護和預防全球氣候變暖的考慮，正逐漸的淘汰傳統(tǒng)高能耗的燈，無疑LED (Light-Emitting D1de，發(fā)光二極管)燈將成為替代傳統(tǒng)照明燈的首選。
[0003]LED燈具的光學透鏡是隨著LED節(jié)能燈具的新興起而產生的一種配光元件，它可以改變光線的傳播方向，實現(xiàn)光的多種空間分布形式。
[0004]現(xiàn)有的TIR(total internal ref lect1n，全內反射)透鏡存在以下幾個缺點:
(I)、從控制光線角度來講，多是通過透鏡內壁的一次反射加上與空氣接觸面的兩次折射來控制光線的方向，這樣的單個反射面很難精準控制所有光線的方向，雜散光較多。(2)、一個透鏡單元含有一個光學部分，只能和一顆芯片對應，多顆芯片就要應用多個這樣的透鏡單元，這樣在做燈具設計時就會增加零件的數量。(3)、一個透鏡單元含有多個光學部分，可以和多顆芯片對應使用。可以是3個光學部分在一個透鏡單元上、5個光學部分在一個透鏡單元上等形式。但這種形式的每種透鏡只能對應一種芯片的排列。
[0005]綜上可知，現(xiàn)有技術在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。
【實用新型內容】
[0006]針對上述的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種光學透鏡，內部采用多曲面反射結構，光學透鏡的光學單元組合緊湊，不影響光斑的情況下，在有限空間體積中實現(xiàn)小角度配光。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種光學透鏡，包括透鏡座體和透鏡模塊，所述透鏡模塊包括外壁、光源容置空間及透鏡槽，所述透鏡座體設置有至少一個所述透鏡模塊，所述透鏡模塊在底部設置所述光源容置空間，且頂部中心設置所述透鏡槽，光源的光線通過所述光源容置空間的內壁入射，且光線經所述外壁反射后由出光面出射或通過所述透鏡槽的內壁出射。
[0008]根據實用新型所述光學透鏡，所述透鏡座體設置有三個所述透鏡模塊，所述透鏡座體四周設置有固定柱以及固定孔位；
[0009]所述燈芯容置空間包括設置于側壁的第一曲面和/或設置于頂壁的第四曲面，所述外壁包括第二曲面和/或第三曲面，所述透鏡槽的內壁的底部設置有第五曲面。
[0010]根據實用新型所述光學透鏡，所述透鏡座體通過一凹槽彼此相連。
[0011]根據實用新型所述光學透鏡，向所述第四曲面發(fā)出的光線先由所述第五曲面全反射到所述第三曲面反射到所述出光面；
[0012]向所述第一曲面發(fā)出的光線經所述第二曲面反射到所述第五曲面出射。
[0013]根據實用新型所述光學透鏡，所述第五曲面與所述第二曲面、所述第三曲面是回轉面。
[0014]根據實用新型所述光學透鏡，所述第四曲面的曲率中心在所述光源容置空間的上方。
[0015]根據實用新型所述光學透鏡，所述透鏡模塊的頂部與所述透鏡座體一體成型。
[0016]本實用新型還提供一種包括上述任一項所述光學透鏡的燈具
[0017]本實用新型光學透鏡內部采用多曲面反射結構實現(xiàn)精準配光，光學透鏡的光學單元組合緊湊，中間有交叉部分，在不影響光斑的情況下，在有限空間體積中實現(xiàn)小角度配光。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的光學透鏡的立體結構圖；
[0019]圖2是本實用新型的光學透鏡側視圖；
[0020]圖3是本實用新型的光學透鏡的光路原理示意圖；
[0021]圖4是本實用新型的光學透鏡的2個光學透鏡座體組合立體結構圖；
[0022]圖5是本實用新型的光學透鏡的2個光學透鏡座體組合拆分狀態(tài)示意圖；
[0023]圖6是本實用新型的光學透鏡的6個光學透鏡座體組合示意圖；
[0024]圖7是本實用新型的光學透鏡的4個光學透鏡座體組合示意圖；
[0025]圖8是本實用新型的光學透鏡的9個光學透鏡座體組合示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]針對上述的缺陷，如圖1?圖8所示，本實用新型的目的在于提供一種光學透鏡，包括透鏡座體200和透鏡模塊100，所述透鏡模塊100包括外壁10、光源容置空間20及透鏡槽30，透鏡座體200設置有至少一個透鏡模塊100，透鏡模塊100在底部設置光源容置空間20，且頂部中心設置透鏡槽30，光源的光線通過光源容置空間20的內壁入射，且光線經外壁10反射后由出光面6出射或通過透鏡槽30的內壁出射。
[0028]在一個具體實施例中，如圖3所不，LED燈300發(fā)出的光線分布可視為朗博體光分布，以垂直中心為對稱軸，我們可以將其光線分布分為兩個部分，-30度到30度立體角內光線我們可以認為是向上發(fā)出的光線，-30到-60度和30到60度立體角內的光線我們認為是向側面發(fā)出的光線，針對這兩個部分設計光學曲面來控制這兩個空間的光線。
[0029]進一步地，設置透鏡座體200設置有三個透鏡模塊100，透鏡座體200四周設置有固定柱201以及固定孔位202 ;光源容置空間20包括設置于側壁的第一曲面I以及設置于頂壁的第四曲面4，外壁10包括第二曲面2和第三曲面3，透鏡槽30的內壁的底部設置有第五曲面5。有三個透鏡模塊100適合三個一組的LED燈的安裝，每一個芯片對應一個透鏡模塊100。
[0030]優(yōu)選的是，透鏡座體200通過一凹槽203彼此相連，還能通過凹槽203連接組成更大面積的陣列，如圖6所示。也可以通過掰斷凹槽203拆分成面積更小的單元，如圖4、圖5所示，具體實施時，當采用3個LED燈300則用一個設置有3個透鏡模塊100的所述光學透鏡即可，需要用到6個LED燈300則采用有2個透鏡座體200通過凹槽203連接的所述光學透鏡，以此類推，如圖7的4個透鏡座體200連接可以裝12個LED燈300，如圖8所示9個透鏡座體200連接的3*3排列，由于可以自由組合以對應不同的LED燈300的排列，相互連接的透鏡座體200的個數不受限制。
[0031]如圖3所示，向第四曲面4發(fā)出的光線先由第五曲面5全反射到第三曲面3反射到出光面6 ;向所述第一曲面I發(fā)出的光線經所述第二曲面2反射到所述第五曲面5出射。
[0032]在本實施例中，第五曲面5與第二曲面2、第三曲面3是回轉面。所述第四曲面4的曲率中心在所述光源容置空間20的上方。
[0033]如圖3所示，LED發(fā)出的光線向側面的部分先經過光學曲面I折射，然后經過第二光學曲面2的全反射，再經由第五光學曲面5射出透鏡，光學曲面I的曲率直接影響射入到第二光學曲面2上光線的入射角，該入射角決定射入其上的光線是否發(fā)生全反射，第五光學曲面5起到調整光線最終出射角的作用。LED發(fā)出的光線向上的部分先經過第四光學曲面4折射，然后經過第五光學曲面5和第三光學曲面3的兩次全反射，最終經由透鏡表面的出光面6射出透鏡，其中第五光學曲面5和第三光學曲面3的兩次全反射能夠準確的使向上部分的光線的方向得到控制，第五光學曲面5同時作用于兩部分光線，既要滿足全反射要求又要滿足折射調整出射角的要求。所述光學透鏡中光線經光學曲面的反射路徑不限于光路圖中所標的路徑，次數也不限于兩次或多次，出光面6表面也可以有更小尺寸的結構設計。
[0034]最后，本實用新型光學透鏡的所述透鏡模塊100的頂部與所述透鏡座體200 —體成型。需要強調的是，透鏡模塊100的各個曲面形狀是可以變形的，不限于回轉面，曲面的曲率改變應確保向上的光線能全反射到外壁后經出光面出射，從而實現(xiàn)更多光線能在軸向方向減少雜光。
[0035]本實用新型還提供一種包括上述光學透鏡的燈具，如將多顆LED燈分別設置于光源容置空間20中，其主要結構在描述所述光學透鏡時已經提及，在此不再贅述。
[0036]綜上所述，本實用新型光學透鏡在實現(xiàn)減少燈具產品裝配零件數量的情況下，可以滿足多種芯片排列方式，為其配光，降低開模成本，光學透鏡可以通過切割等方式實現(xiàn)一分為二，單獨用可組成三合一的光學透鏡使得裝配更方便，不需要增加其他的輔助固定元件，且固定方式牢固，不產生晃動，位置準確。在實現(xiàn)同種排列方式的情況下比含有一個光學部分的透鏡單元減少了裝配零件，光學透鏡內部采用多個光學反射曲面，使配光更精準，減少雜散光。
[0037]當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種光學透鏡，其特征在于，包括透鏡座體和透鏡模塊，所述透鏡模塊包括外壁、光源容置空間及透鏡槽，所述透鏡座體設置有至少一個所述透鏡模塊，所述透鏡模塊在底部設置所述光源容置空間，且在頂部中心設置所述透鏡槽，光源的光線通過所述光源容置空間的內壁入射，且光線經所述外壁反射后由出光面出射或通過所述透鏡槽的內壁出射。
2.根據權利要求1所述光學透鏡，其特征在于，所述透鏡座體設置有三個所述透鏡模塊，所述透鏡座體四周設置有固定柱以及固定孔位； 所述光源容置空間包括設置于側壁的第一曲面和/或設置于頂壁的第四曲面，所述外壁包括第二曲面和/或第三曲面，所述透鏡槽的內壁的底部設置有第五曲面。
3.根據權利要求2所述光學透鏡，其特征在于，所述透鏡座體通過一凹槽彼此相連。
4.根據權利要求2所述光學透鏡，其特征在于，向所述第四曲面發(fā)出的光線先由所述第五曲面全反射到所述第三曲面反射到所述出光面； 向所述第一曲面發(fā)出的光線經所述第二曲面反射到所述第五曲面出射。
5.根據權利要求4所述光學透鏡，其特征在于，所述第五曲面與所述第二曲面、所述第三曲面是回轉面。
6.根據權利要求4所述光學透鏡，其特征在于，所述第四曲面的曲率中心在所述光源容置空間的上方。
7.根據權利要求1所述光學透鏡，其特征在于，所述透鏡模塊的頂部與所述透鏡座體一體成型。
8.一種包括權利要求1?7任一項所述光學透鏡的燈具。
【專利摘要】本實用新型適用于燈具配光技術領域，提供一種光學透鏡，包括透鏡座體、透鏡模塊，所述透鏡模塊包括外壁、光源容置空間及透鏡槽，所述透鏡座體設置有至少一個所述透鏡模塊，所述透鏡模塊在底部設置所述光源容置空間，且軸向設置所述透鏡槽，光源的光線通過所述光源容置空間的內壁入射，且光線經所述外壁反射后由出光面出射或通過所述透鏡槽內壁出射。還提供一種燈具。借此本實用新型采用多曲面反射結構、組合緊湊，在有限空間體積中實現(xiàn)小角度配光。
【IPC分類】F21Y101-02, F21V5-04
【公開號】CN204345530
【申請?zhí)枴緾N201420846812
【發(fā)明人】陳小康
【申請人】深圳市?？颂K照明系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月26日