一種透鏡和包括該透鏡的照明裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種透鏡，具有平面安裝面，所述透鏡沿平行于所述安裝面的一個(gè)方向延伸，所述透鏡包括作為側(cè)壁的第一部分和第二部分，及連接所述第一部分和第二部分的頂部，所述頂部包括頂部入光面及頂部出光面，所述第一部分包括第一入光面、第一反射面及第一出光面，所述第二部分包括第二入光面、第二反射面及第二出光面，所述第一入光面、頂部入光面、第二入光面限定出可容納多個(gè)光源的凹陷空間。本實(shí)用新型通過不對(duì)稱的透鏡設(shè)計(jì)，使得出射光與LED光軸方向產(chǎn)生一個(gè)偏轉(zhuǎn)角，使用時(shí)不需要再對(duì)照明裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。同時(shí)不同出光面的出射光存在一個(gè)小角度的發(fā)散，使得不同出光面發(fā)出的光束相互交疊，可有效消除黃斑。
【專利說明】一種透鏡和包括該透鏡的照明裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種透鏡和一種包括該透鏡的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著照明技術(shù)的發(fā)展，全內(nèi)反射(TIR)透鏡越來越多地應(yīng)用在各種照明裝置中，特別是以LED為光源的照明裝置中。洗墻燈，顧名思義，讓燈光像水一樣洗過墻面，是目前最常用的建筑裝飾燈具，由于LED具有節(jié)能、光效高、色彩豐富、壽命長等特點(diǎn)，所以目前其他光源的洗墻燈逐漸被LED洗墻燈代替。[0003]傳統(tǒng)TIR洗墻燈透鏡，多采用1W~3W的LED光源，一顆LED對(duì)應(yīng)一顆透鏡，多顆單透鏡放成一排，但這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)長ED的間隔比較大，并且旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的TIR透鏡得到的出光角很小，所以采用RGB光源時(shí)，混光會(huì)不均勻。打在墻面上，會(huì)看到墻腳是彩色光，隔一段距離以后才混成白光。
[0004]為解決這個(gè)問題，有些廠家提出拉伸型TIR洗墻燈透鏡，減小LED的間距，并且在沿著透鏡拉伸方向上，增大了出射光的角度，參見圖1。但這種透鏡的出射光大多平行于LED光源光軸方向，使用時(shí)，需要將燈具整體偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。而且這樣的透鏡多采用對(duì)稱配光設(shè)計(jì)，很難達(dá)到所需要的洗墻的光效，照射效果不好。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種出射光與LED光軸方向存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角，使用時(shí)不需要再對(duì)照明裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的透鏡和包括該透鏡的照明裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，提供一種透鏡，具有平面安裝面，所述透鏡沿平行于所述安裝面的一個(gè)方向延伸，所述透鏡包括作為側(cè)壁的第一部分和第二部分，及連接所述第一部分和第二部分的頂部，所述頂部包括頂部入光面及頂部出光面，所述第一部分包括第一入光面、第一反射面及第一出光面，所述第二部分包括第二入光面、第二反射面及第二出光面，其特征在于，所述第一入光面、頂部入光面、第二入光面限定出可容納多個(gè)光源的凹陷空間，以所述光源的光軸為參考軸，所述透鏡垂直于延伸方向的截面在所述參考軸兩側(cè)呈不對(duì)稱形狀。
[0007]優(yōu)選的，所述頂部為凸透鏡。
[0008]優(yōu)選的，所述頂部入光面為平面，且和所述安裝面有一個(gè)角度，所述頂部出光面是一個(gè)外凸的樣條曲線柱面，且所述參考軸兩側(cè)的樣條曲線不對(duì)稱，所述樣條曲線滿足以下條件，所述頂部出光面的出射光和所述參考軸間存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，所有出射光的偏轉(zhuǎn)方向一致，所述偏轉(zhuǎn)角度為O度到15度。
[0009]優(yōu)選的，所述第一出光面和所述參考軸之間存在夾角β?，所述第二出光面和所述參考軸之間存在夾角β 2，β I和β 2不相等。
[0010]優(yōu)選的，所述第一入光面、第二入光面、第一出光面、第二出光面為平面，所述頂部出光面連接所述第一出光面、第二出光面，所述第一反射面、第二反射面是外凸的樣條曲線柱面，所述第一反射面、第二反射面相對(duì)于所述參考軸相對(duì)設(shè)置，兩條輪廓樣條曲線不對(duì)稱，且滿足以下條件，所述第一出光面、第二出光面的出射光和所述參考軸間存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，且所有出射光的偏轉(zhuǎn)方向一致，所述偏轉(zhuǎn)角度為O度到15度。
[0011]優(yōu)選的，所述第一出光面、第二出光面、頂部出光面的出射光為平行光。
[0012]優(yōu)選的，所述第一出光面、第二出光面、頂部出光面的出射光為發(fā)散光束，發(fā)散角小于15度。
[0013]優(yōu)選的，所述第一出光面、第二出光面、頂部出光面為磨砂表面。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種照明裝置，其特征在于，包括上述透鏡、兩個(gè)以上沿直線排列的光源、承載所述光源的電路板，所述透鏡覆蓋于所述光源之上。
[0015]優(yōu)選的，在所述透鏡外還包括一面罩。
[0016]優(yōu)選的，在所述光源為藍(lán)光LED,所述面罩上包含有黃色突光粉。
[0017]本實(shí)用新型由于采用了上述技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過不對(duì)稱的透鏡設(shè)計(jì)，使得出射光與LED光軸方向產(chǎn)生一個(gè)偏轉(zhuǎn)角，使用時(shí)不需要再對(duì)照明裝置進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。同時(shí)不同出光面的出射光存在一個(gè)小角度的發(fā)散，使得不同出光面發(fā)出的光束相互交疊，可有效消除黃斑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是在先技術(shù)透鏡；
[0019]圖2是本實(shí)用新型透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型透鏡的剖面圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型透鏡的剖面圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型透鏡第一實(shí)施例的光線追跡圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型透鏡第二實(shí)施例的光線追跡圖；
[0024]圖7是本實(shí)用新型透鏡的光強(qiáng)分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的透鏡和包括該透鏡的照明裝置作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026]具體實(shí)施例請(qǐng)參考圖2、圖3，本實(shí)施例為一個(gè)用于洗墻燈的照明模塊，包括透鏡101和led燈條102，透鏡101和led燈條102安裝在同一個(gè)平面上，led燈條102被透鏡101所覆蓋。在一些其他實(shí)施例中，因?yàn)橥哥R支架或者其他的一些安裝方式，透鏡101和led燈條102可能未安裝在同一平面，這里為了說明方便，我們所稱的安裝面是指led燈條102所在平面。本實(shí)施例采用LED作為光源，這里所述LED可指封裝的LED、未封裝的LED、表面貼裝LED、板上芯片LED、包括某一類型光學(xué)元件的LED。本實(shí)施例的LED燈條的光源采用SMT 封裝的 LED，如 2323、5630、3014 等。
[0027]透鏡101為拉伸式透鏡，其橫截面形狀，如圖3所示類似于一頂帽子。由于實(shí)現(xiàn)的是洗墻照明，所以不僅要滿足小角度配光，還要實(shí)現(xiàn)出射光有一定角度偏轉(zhuǎn)。透鏡101的拉伸是沿著平行于安裝平面的一個(gè)方向水平延伸，其垂直于延伸方向的各截面相同。截面圖參見圖3，透鏡101包括作為側(cè)壁的第一部分2和第二部分3，及連接第一部分2和第二部分3的頂部I,頂部I包括頂部入光面11及頂部出光面12,第一部分2包括第一入光面
21、第一反射面23及第一出光面22,第二部分3包括第二入光面31、第二反射面33及第二出光面32。第一反射面23、第一出光面22、頂部出光面12、第二出光面32、第二反射面33、第二入光面31、頂部入光面11、第一入光面21依次連接，構(gòu)成了透鏡101的外輪廓。在本實(shí)施例中第一入光面21和第一反射面23之間,第二入光面31和第二反射面33之間還有一個(gè)安裝面，其一些其它實(shí)施例中也可以沒有安裝面。安裝面為一個(gè)平面，可以和光源板、基板等安裝連接，在沒有安裝面的實(shí)施例中，為說明方便，我們?nèi)匀粚ED光源的安裝平面作為一個(gè)參考面，稱之為安裝面。第一入光面21、頂部入光面11、第二入光面31限定出可容納多個(gè)沿直線排列的光源，即led燈條102的凹陷空間，以垂直于安裝面并經(jīng)過led燈條102的光軸為參考軸，即圖5所不Z軸。透鏡101垂直于延伸方向的截面如圖3所不,在所述參考軸兩側(cè)呈不對(duì)稱形狀。這種不對(duì)稱，包括第一入光面21和第二入光面31、第一反射面23和第二反射面33、第一出光面22和第二出光面32的形狀、頂部入光面11、頂部出光面21在參考軸兩側(cè)的形狀、包括第一入光面21和第二入光面31和參考軸的夾角、第一出光面22和第二出光面32和參考軸的夾角這些特征中的一個(gè)或者多個(gè)結(jié)合。
[0028]如圖4所示，頂部I為凸透鏡，頂部入光面11為平面,和安裝面有一個(gè)角度,也就是頂部入光面11和參考軸間的夾角Θ大于90度，所述頂部出光面12是一個(gè)外凸的樣條曲線柱面，且所述參考軸兩側(cè)的樣條曲線不對(duì)稱，所述樣條曲線滿足以下條件，使得頂部出光面12的出射光和參考軸間存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度,如圖5所不。第一入光面21、第二入光面31、第一出光面22、第二出光面32為平面,第一反射面23、第二反射面33是外凸的樣條曲線柱面。如圖4所示，第一出光面22和參考軸之間存在夾角β?，第二出光面32和參考軸之間存在夾角β2，β1和β 2不相等，第一入光面21和參考軸之間存在夾角α?，第二入光面31和參考軸之間存在夾角α2。第一反射面23、第二反射面33相對(duì)設(shè)置，兩條輪廓樣條曲線不對(duì)稱，且滿足以下條件，述所述第一出光面22、第二出光面32的出射光和參考軸間存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度。
[0029]為使洗墻燈照射的距離更遠(yuǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)的透鏡是小角度傾斜，且近似平行光出射，如圖5所示，且三個(gè)部分所有出射光的偏轉(zhuǎn)方向一致，所謂的小角度就是偏轉(zhuǎn)角度為O度到15度。在本實(shí)施例中所有的出射光偏轉(zhuǎn)角為均為5°，當(dāng)然如果采用更小的角度如12°光線會(huì)射得更遠(yuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度的平行光出射各具體參數(shù)如下，Θ為95°、β1為63°、β2為60°、al為10°、α 2為10°。第一反射面21輪廓的樣條曲線的切線和水平方向(左)的夾角從46° -70°連續(xù)變化。第二反射面31輪廓的樣條曲線的切線和水平方向(右)的夾角從49° -74°連續(xù)。頂部出光面12輪廓的樣條曲線，在參考軸(圖中)Ζ方向左側(cè)，曲線的切線和水平方向(右)的夾角從48°到-5°連續(xù)變化，在光軸(圖中)Z方向右側(cè)，曲線的切線和水平方向的夾角從-5°到-51°連續(xù)變化。
[0030]但是上述透鏡，當(dāng)采用SMT封裝的LED時(shí)，由于熒光粉涂敷不均勻，很容易造成黃斑。為解決黃斑問題，這里提供另一實(shí)施例，如圖6所示，出射光不再平行出射，而是是有一個(gè)小的發(fā)散角。本實(shí)施例給出的透鏡，三部分光的出射角度向左偏，并且偏轉(zhuǎn)角度不再相同，并且這三部分光，打在墻面上的光斑相互交疊。不過雖然每一部分的出射光都有一個(gè)發(fā)散角度，但是所有出射光和參考軸的夾角還是限定在O度到15度之間。本實(shí)施例的具體參數(shù)如下，θ為95°、β 1為62°、β 2為58°、α 1為10°、α 2為7°。第一反射面21輪廓的樣條曲線的切線和水平方向(左)的夾角從50° -67°連續(xù)變化。第二反射面31輪廓的樣條曲線的切線和水平方向(右)的夾角從55° -72°連續(xù)。頂部出光面12輪廓的樣條曲線，在參考軸(圖中)Z方向左側(cè)，曲線的切線和水平方向(右)的夾角從53°到-18°連續(xù)變化，在光軸(圖中)Z方向右側(cè)，曲線的切線和水平方向的夾角從-18°到-47°連續(xù)變化。
[0031]為進(jìn)一步解決黃斑問題，還可通過對(duì)三個(gè)出光面做一些表面磨砂處理來解決。
[0032]圖7是本實(shí)施例出光角O度-15度的小角度偏心配光模塊，光學(xué)仿真得到的配光曲線。
[0033]本實(shí)施例中的透鏡用于組裝成LED燈管，燈管包括多個(gè)LED光源，這些LED光源呈直線排列于一電路板上，本實(shí)施例中的透鏡覆蓋于電路板之上，如圖2、圖5、圖6所不，LED光源102位于透鏡中間的長條形凹槽下方。作為一個(gè)燈管，在透鏡外還包括一面罩，面罩形狀為圓柱形，類似于傳統(tǒng)熒光燈管的形狀。面罩為透光材質(zhì)，可以由玻璃、諸如聚碳酸酯等透明樹脂和透明陶瓷形成。根據(jù)需要，可以將擴(kuò)散劑或磷光體涂布到面罩的內(nèi)表面，或者擴(kuò)散劑或磷光體可以包含在面罩中。在一個(gè)實(shí)施例中，采用遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)來解決由于LED排布稀疏而形成的顆粒感以及黃斑問題。LED燈條光源采用藍(lán)光芯片，在光源上面放一根本實(shí)用新型描述的透鏡，外面包覆一層玻璃或塑料面罩，面罩的內(nèi)壁上涂敷黃色熒光粉。
[0034]上文對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的描述是為了說明和描述，并非想要把本實(shí)用新型窮盡或局限于所公開的具體形式，顯然，可能做出許多修改和變化，這些修改和變化可能對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯然的，應(yīng)當(dāng)包括在由所附權(quán)利要求書定義的本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種透鏡，具有平面安裝面，所述透鏡沿平行于所述安裝面的一個(gè)方向延伸，所述透鏡包括作為側(cè)壁的第一部分和第二部分，及連接所述第一部分和第二部分的頂部，所述頂部包括頂部入光面及頂部出光面，所述第一部分包括第一入光面、第一反射面及第一出光面，所述第二部分包括第二入光面、第二反射面及第二出光面，其特征在于，所述第一入光面、頂部入光面、第二入光面限定出可容納多個(gè)沿直線排列的光源的凹陷空間，以垂直于所述安裝面并經(jīng)過所述多個(gè)沿直線排列的光源的光軸為參考軸，所述透鏡垂直于延伸方向的截面在所述參考面軸側(cè)呈不對(duì)稱形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透鏡，其特征在于所述頂部為凸透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透鏡，其特征在于所述頂部入光面為平面，且和所述安裝面有一個(gè)角度，所述頂部出光面是一個(gè)外凸的樣條曲線柱面，且所述參考軸兩側(cè)的樣條曲線不對(duì)稱，所述樣條曲線滿足以下條件，所述頂部出光面的出射光和所述參考軸間存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，所有出射光的偏轉(zhuǎn)方向一致，所述偏轉(zhuǎn)角度為O度到15度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種透鏡，其特征在于所述第一入光面、第二入光面、第一出光面、第二出光面為平面，所述頂部出光面連接所述第一出光面、第二出光面，所述第一反射面、第二反射面是外凸的樣條曲線柱面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種透鏡，其特征在于所述第一出光面和所述參考軸之間存在夾角β?，所述第二出光面和所述參考軸之間存在夾角β2，β?和β 2不相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述 的一種透鏡，其特征在于所述第一反射面、第二反射面相對(duì)于所述參考軸相對(duì)設(shè)置，兩條輪廓樣條曲線不對(duì)稱，且滿足以下條件，所述所述第一出光面、第二出光面的出射光和所述參考面間存在一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，且所有出射光的偏轉(zhuǎn)方向一致，所述偏轉(zhuǎn)角度為O度到15度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種透鏡，其特征在于所述第一出光面、第二出光面、頂部出光面的出射光為平行光。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種透鏡，其特征在于所述第一出光面、第二出光面、頂部出光面的出射光為發(fā)散光束，發(fā)散角小于15度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種透鏡，其特征在于所述第一出光面、第二出光面、頂部出光面為磨砂表面。
10.一種照明裝置，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的透鏡、兩個(gè)以上沿直線排列的光源、承載所述光源的電路板，所述透鏡覆蓋于所述光源之上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種照明裝置，其特征在于在所述透鏡外還包括一面罩。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種照明裝置，其特征在于在所述光源為藍(lán)光LED，所述面罩上包含有黃色熒光粉。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK203615243SQ201320606082
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】楊靜, 鄧詩濤 申請(qǐng)人:蘇州歐普照明有限公司