專利名稱：透鏡及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種透鏡及具有該透鏡的照明裝置。
背景技術(shù)：
目前，大多光源，如發(fā)光二極管、放電燈及鹵素?zé)舻鹊某錾涔饩€均具有一定的發(fā)散角，若要用于照明，一般需要在這些光源前面設(shè)置一個(gè)透鏡，來調(diào)整其光線的發(fā)散角使其滿足照明范圍需求。目前的照明裝置所形成的照明區(qū)域大多為圓形，在某些照明場合下，造成資源浪費(fèi)，不利于節(jié)能減排，例如隧道照明，若隧道燈的光場為圓形，則一部分光線照出道路范圍之外，不但造成資源浪費(fèi)還可能形成錯(cuò)誤交通引導(dǎo)，如此，則要求隧道燈所形成的照明區(qū)域大致呈長方形為佳，在沿隧道的方向上具有較大的照明長度，而在垂直于隧道的方向上具有較小的照明長度，以有效的利用照明裝置的光能
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種照明區(qū)域大致呈長方形的照明裝置，以及該照明裝置所采用的透鏡。一種透鏡，包括入光面及出光面。所述出光面包括第一曲面、第一凸面、第二凸面、第二曲面及第三曲面。所述第一曲面位于出光面中央，所述第一凸面和第二凸面沿第一方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第二曲面和第三曲面沿第二方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第一方向與第二方向垂直。第一曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光，所述第一凸面和第二凸面在第一方向上的聚光能力小于在第二方向上的聚光能力，所述第二曲面和第三曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光。一種照明裝置，包括光源及透鏡。該透鏡包括入光面及出光面。所述出光面包括第一曲面、第一凸面、第二凸面、第二曲面及第三曲面。所述第一曲面位于出光面中央，所述第一凸面和第二凸面沿第一方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第二曲面和第三曲面沿第二方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第一方向與第二方向垂直。第一曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光，所述第一凸面和第二凸面在第一方向上的聚光能力小于在第二方向上的聚光能力，所述第二曲面和第三曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光。所述光源設(shè)置在所述透鏡的入光面一側(cè)。所述出光面中的第一曲面、第一凸面、第二凸面、第二曲面和第三曲面相配合可以讓光源發(fā)出的光線照射到一個(gè)大致呈長方形的區(qū)域中。從而可以滿足隧道燈等產(chǎn)品的要求，讓照明裝置所形成的照明區(qū)域大致呈長方形，以有效的利用光源的光能。


圖I是本發(fā)明實(shí)施方式提供的照明裝置的立體分解示意圖。圖2是圖I中的照明裝置中的透鏡從入光側(cè)觀察的立體示意圖。
圖3是圖I中的照明裝置中的透鏡沿III-III方向的剖視圖。圖4是圖I中的照明裝置中的透鏡沿IV-IV方向的剖視圖。圖5是圖I中的照明裝置中的照度分布圖。主要元件符號說明
照明裝置 F
透鏡_100
第一表面 10 出光面 —~第一曲面 111 第一凸面 ΤΤ第二凸面 TT^
第二曲面 TH第三曲面 TI
~~
缺口_121
第二表面 20 凹槽f
入光面 i 第一凹曲面 221 第二凹曲面@
第三凹曲 第一側(cè)面 30 第二側(cè)面
光源_200
電路板 |201
如下具體實(shí)施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施方式提供的照明裝置Ia包括透鏡100及光源200。所述照明裝置I a可用于路燈、庭院燈、隧道燈等照明燈具中。所述光源200可為發(fā)光二極管、放電燈及鹵素?zé)舻戎械囊环N。本實(shí)施方式中，所述光源200為發(fā)光二極管,該發(fā)光二極管設(shè)置在一個(gè)電路板201上。所述透鏡100包括第一表面10、與所述第一表面10相對的第二表面20、連接所述第一表面10和第二表面20的第一側(cè)面30以及與所述第一側(cè)面30相對的第二側(cè)面40。當(dāng)所述照明裝置Ia用于隧道燈或路燈等中時(shí)，所述第一側(cè)面30面向路心設(shè)置，所述第二側(cè)面40背向路心方向設(shè)置，所述第一側(cè)面30和第二側(cè)面40大致與道路延伸方向平行。所述透鏡100的第一表面10包括位于中央的出光面11及環(huán)繞該出光面11設(shè)置的安裝面12。所述出光面11用于控制經(jīng)出光面11出射的光線的光形。所述安裝面12用于在透鏡100安裝過程中，與燈具外殼等部件配合來固定透鏡100。本實(shí)施方式中，所述安裝面12邊緣形成有多個(gè)貫穿第一表面10和第二表面20的缺口 121，該等缺口 121是結(jié)合生產(chǎn)線實(shí)際情況而設(shè)計(jì)的，可以配合生產(chǎn)治具，實(shí)現(xiàn)透鏡100快速、準(zhǔn)確的裝配在燈具上面，減少錯(cuò)誤，節(jié)約時(shí)間。所述出光面11凸出形成于第一表面10的中央。該出光面11沿第一方向X的長度大于沿第二方向Y的長度。所述第一方向X與第二方向Y垂直。當(dāng)所述照明裝置Ia用于隧道燈或路燈中時(shí)，所述第一方向X大致與道路延伸方向平行，所述第二方向Y大致與道路延伸方向垂直。本實(shí)施方式中，該出光面11大致呈橢圓狀。所述出光面11在第一方向X的長度與第二方向Y的長度比大致為2:1。所述出光面11包括第一曲面111、第一凸面112、第二凸面113、第二曲面114及第三曲面115。所述第一曲面111位于出光面11中央。所述第一凸面112和第二凸面113沿第一方向X設(shè)置于第一曲面111相對的兩側(cè)，所述第二曲面114和第三曲面115沿第二方向Y設(shè)置于第一曲面111相對的兩側(cè)。所述第一曲面111與第一凸面112和第二凸面113均為平滑連接。本實(shí)施方式中，所述第一凸面112和第二凸面113對稱設(shè)置于第一曲面111兩側(cè)，所述第二曲面114和第三曲面115也對稱設(shè)置于第一曲面111兩側(cè)。所述第二曲面114靠近所述第一側(cè)面30設(shè)置，當(dāng)所述照明裝置Ia用于隧道燈或路燈等中時(shí)，所述第二曲面114面向路心設(shè)置，所述第三曲面115背向路心方向設(shè)置。請進(jìn)一步參閱圖3和圖4,所述第一曲面111在第一方向X上發(fā)散其出射光,而在 第二方向Y上會聚其出射光。從而使得第一曲面111的出射光在第一方向X上具有較大的發(fā)散角，而在第二方向Y上具有較小的發(fā)散角。所述第一凸面112和第二凸面113能夠會聚其出射光，且第一凸面112和第二凸面113在第一方向X上的聚光能力小于在第二方向Y上的聚光能力，從而使得第一凸面112和第二凸面113的出射光在第一方向X上具有較大的發(fā)散角，而在第二方向Y上具有較小的發(fā)散角。本實(shí)施方式中，所述第一凸面112和第二凸面113均為橢球面，且第一凸面112和第二凸面113的長軸大致平行于第一方向X，短軸大致平行于第二方向Y。所述第一凸面112和第二凸面113的長軸和短軸長度比可選自I. I到I. 5之間。所述第二曲面114和第三曲面115能夠在第一方向X上發(fā)散其出射光，而在第二方向Y上會聚其出射光。具體的，所述第二曲面114和第三曲面115均可為圓柱面。所述第二曲面114和第三曲面115在第二方向Y上的聚光能力大于第一曲面111、第一凸面112和第二凸面113在第二方向Y上的聚光能力。可以理解，所述第一曲面111、第一凸面112、第二凸面113、第二曲面114和第三曲面115的形狀并不限于本實(shí)施方式中的形狀，所述第一曲面111、第一凸面112、第二凸面113、第二曲面114和第三曲面115的形狀也可以是能夠?qū)崿F(xiàn)以上所述相應(yīng)功能的其他形狀。請參閱圖2-圖4，所述透鏡100的第二表面20中央形成有凹槽21，該凹槽21用于收容光源200。所述透鏡100具有一個(gè)位于凹槽21的底面的入光面22。該入光面22可為平面或曲面，為了充分利用入光面22來控制透鏡100出射光的光形，本實(shí)施方式中，入光面22由多個(gè)曲面組成。為了增加向透鏡100靠近第二曲面114 一側(cè)出射光的光量，所述凹槽21可偏向第二曲面114 一側(cè)設(shè)置，即凹槽21相對靠近第二曲面114而相對遠(yuǎn)離第三曲面115?？梢岳斫猓鐾哥R100的第二表面20上也可以不形成凹槽21，此時(shí)，光源200可直接設(shè)于第二表面20 —側(cè)。本實(shí)施方式中，所述入光面22包括第一凹曲面221、第二凹曲面222和第三凹曲面223。所述第二凹曲面222和第三凹曲面223沿第二方向Y設(shè)置于第一凹曲面221相對的兩側(cè)。本實(shí)施方式中，所述第二凹曲面222和第三凹曲面223對稱設(shè)置于第一凹曲面221的兩側(cè)。
所述第一凹曲面221用于發(fā)散其入射光，且其在第一方向X上的散光能力小于在第二方向Y上的散光能力。所述第二凹曲面222和第三凹曲面223在第二方向Y上的散光能力均小于第一凹曲面221，如此，入射到第一凹曲面221上的光線即入光面22中央的光線具有較大的發(fā)散角，進(jìn)而提高透鏡100出射光線的均勻度。所述第二凹曲面222和第三凹曲面223均可為橢球面。本實(shí)施方式中，所述出光面11中的第一曲面111、第一凸面112、第二凸面113、第二曲面114和第三曲面115相配合可以讓光源200發(fā)出的光線照射到一個(gè)大致呈長方形的區(qū)域中。請參閱圖5，根據(jù)本實(shí)施方式提供的照明裝置Ia照度分布圖可以看出，照明裝置Ia的照射區(qū)域大致呈一個(gè)長方形，其光場照度相對均勻分布，可有效降低眩光系數(shù)。
可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種像應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種透鏡，包括入光面及出光面，所述出光面包括第一曲面、第一凸面、第二凸面、第二曲面及第三曲面，所述第一曲面位于出光面中央，所述第一凸面和第二凸面沿第一方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第二曲面和第三曲面沿第二方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第一方向與第二方向垂直，第一曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光，所述第一凸面和第二凸面在第一方向上的聚光能力小于在第二方向上的聚光能力，所述第二曲面和第三曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光。
2.如權(quán)利要求I所述的透鏡，其特征在于所述出光面沿第一方向的長度大于沿第二方向的長度。
3.如權(quán)利要求I所述的透鏡，其特征在于當(dāng)所述透鏡用于隧道燈或路燈中時(shí)，所述第一 方向與道路延伸方向平行，所述第二方向與道路延伸方向垂直，所述第一曲面靠近路心設(shè)置。
4.如權(quán)利要求I所述的透鏡，其特征在于所述第一凸面和第二凸面均為橢球面，且第一凸面和第二凸面的長軸平行于第一方向，短軸平行于第二方向。
5.如權(quán)利要求I所述的透鏡，其特征在于所述第二曲面和第三曲面均為圓柱面。
6.如權(quán)利要求I所述的透鏡，其特征在于所述入光面包括一第一凹曲面，該第一凹曲面在第一方向上的散光能力小于在第二方向上的散光能力。
7.如權(quán)利要求6所述的透鏡，其特征在于所述入光面還包括第二凹曲面和第三凹曲面，所述第二凹曲面和第三凹曲面沿第二方向設(shè)置于第一凹曲面相對的兩側(cè)，所述第二凹曲面和第三凹曲面在第二方向上的散光能力均小于第一凹曲面。
8.一種照明裝置，包括光源及如權(quán)利要求I至7任一項(xiàng)所述的透鏡，所述光源設(shè)置在所述透鏡的入光面一側(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的照明裝置，其特征在于所述透鏡在入光面一側(cè)形成有一個(gè)凹槽用于收容所述光源，所述入光面位于該凹槽的底面。
10.如權(quán)利要求9所述的照明裝置，其特征在于所述凹槽相對靠近第二曲面而相對遠(yuǎn)離第三曲面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透鏡，包括入光面及出光面。所述出光面包括第一曲面、第一凸面、第二凸面、第二曲面及第三曲面。所述第一曲面位于出光面中央，所述第一凸面和第二凸面沿第一方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第二曲面和第三曲面沿第二方向設(shè)置于第一曲面相對的兩側(cè)，所述第一方向與第二方向垂直。第一曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光，所述第一凸面和第二凸面在第一方向上的聚光能力小于在第二方向上的聚光能力，所述第二曲面和第三曲面在第一方向上發(fā)散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光。本發(fā)明還涉及一種具有上述透鏡的照明裝置。
文檔編號F21V19/00GK102818215SQ20111015078
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者付人濤, 陳慶仲 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司