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(guò)第一入光面的折射和外曲面的全反射后變成準(zhǔn)直光束，光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)第二入光面的折射后變成準(zhǔn)直光束，出光部包括多個(gè)正方形曲面，每一個(gè)正方形曲面都能將準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，以形成正方形光斑。本發(fā)明還提供了一種燈具。本發(fā)明提供的燈具和透鏡，利用所述第一入光面、第二入光面及外曲面能將光源發(fā)出的光束變成準(zhǔn)直光束，及出光部的正方形曲面能將準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，從而形成照度和顏色均勻的正方形光斑，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中被照面的照度和顏色不均勻的問(wèn)題。
【專利說(shuō)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]目前隨著發(fā)光二極管芯片和封裝工藝的成熟，發(fā)光二極管亮度要求足以滿足各個(gè)照明領(lǐng)域的需求。因此，發(fā)光二極管在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。在具體應(yīng)用領(lǐng)域中，為符合該領(lǐng)域的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)發(fā)光二極管應(yīng)用進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)。而在進(jìn)行發(fā)光二極管應(yīng)用的二次光學(xué)設(shè)計(jì)中，由于發(fā)光二極管的發(fā)光角度的原因，發(fā)光強(qiáng)度兩邊低、中心高，造成被照面的照度通常呈中間高四周低的高斯型，而且顏色不均勻，具有不同程度的色散，不能滿足用戶的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠形成照度和顏色均勻的正方形光斑的燈具及其透鏡。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)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(duì)所述光源發(fā)出的光束進(jìn)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(guò)所述第一入光面的折射和所述外曲面的全反射后變成準(zhǔn)直光束，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)所述第二入光面的折射后變成準(zhǔn)直光束，所述出光部包括多個(gè)正方形曲面，每一個(gè)所述多個(gè)正方形曲面在垂直于所述準(zhǔn)直光束的平面上的投影為正方形，每一個(gè)所述正方形曲面都能將所述準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，以形成正方形光斑。
[0005]其中，所述正方形曲面為正方形凹面或正方形凸面。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]其中，所述第一入光面和所述第二入光面均為弧面。
[0009]其中，所述透鏡是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并呈圓臺(tái)狀。
[0010]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。
[0011]其中，所述正方形曲面按矩陣排列的方式排列于所述頂壁的上表面。
[0012]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(duì)所述光源發(fā)出的光束進(jìn)行配光，以形成正方形光斑。
[0013]其中，所述光源為朗伯型發(fā)光二極管。
[0014]本發(fā)明提供的燈具和透鏡，利用所述第一入光面、所述第二入光面及所述外曲面能將光源發(fā)出的光束變成準(zhǔn)直光束，及所述出光部的正方形曲面能將準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，從而形成照度和顏色均勻的正方形光斑，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中被照面的照度和顏色不均勻的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的一種燈具的剖視示意圖；
[0017]圖2是圖1所示的透鏡的平面示意圖；
[0018]圖3是圖1所示的透鏡的立體示意圖；
[0019]圖4是圖1所示的燈具的光路圖；
[0020]圖5是圖1所示的燈具的照射效果圖；及
[0021]圖6是圖1所示的燈具的配光曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)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(duì)所述光源I發(fā)出的光束進(jìn)行配光，從而輸出正方形光斑。
[0024]在本實(shí)施方式中，光源I為朗伯型發(fā)光二極管。透鏡20為全反射型透鏡。
[0025]請(qǐng)同時(shí)參閱圖2和圖3，所述透鏡2包括入光部21、出光部204及外曲面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(gè)正方形曲面。光源I發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)入光部21進(jìn)入透鏡2內(nèi)部，并經(jīng)出光部204射出。
[0026]在本實(shí)施方式中，所述正方形曲面為正方形凹面或正方形凸面。
[0027]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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。
[0028]在本實(shí)施方式中，收容空間22大致呈圓臺(tái)狀。
[0029]在本實(shí)施方式中，所述透鏡2是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并呈圓臺(tái)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。
[0030]在本實(shí)施方式中，出光部204設(shè)置于頂壁28的上表面。更進(jìn)一步,所述正方形曲面按矩陣排列的方式排列于頂壁28的上表面。
[0031]在本實(shí)施方式中，第一入光面201和第二入光面202均為弧面。
[0032]請(qǐng)同時(shí)參考圖4和圖5所示，第一入光面201和第二入光面202為折射面,外曲面203為全反射面，光源I發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)第一入光面201的折射和外曲面203的全反射后變成準(zhǔn)直光束，光源I發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)第二入光面202的折射后變成準(zhǔn)直光束。同時(shí)，每一個(gè)正方形曲面都能將準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域，以形成正方形光斑。換而言之，本發(fā)明的透鏡2為先準(zhǔn)直后成型的配光方式。
[0033]在本實(shí)施方式中，每一個(gè)正方形曲面在垂直于所述準(zhǔn)直光束的平面上的投影為正方形，且正方形的邊長(zhǎng)大致為1.5毫米。
[0034]如圖4所示，從光源I射出第一路光束②經(jīng)第二入光面202折射后變成準(zhǔn)直光束，再經(jīng)出光部204的第一個(gè)正方形曲面射出并投射到被照面上的正方形區(qū)域內(nèi)。從光源I射出第二路光束①經(jīng)第一入光面201折射和外曲面203的全反射后變成準(zhǔn)直光束，再經(jīng)出光部204的第二個(gè)正方形曲面射出并投射到被照面上相同的正方形區(qū)域內(nèi)。換而言之，本發(fā)明的透鏡2能將光源I發(fā)出的不同光束配光后投射到相同的正方形區(qū)域內(nèi)，即光源I發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)透鏡2配光所形成的正方形光斑，是由多個(gè)經(jīng)過(guò)多個(gè)正方形曲面將光源I發(fā)出的光束投射到被照面上的同一正方形區(qū)域形成的光點(diǎn)重疊而成，從而所述正方形光斑的照度和顏色均勻。
[0035]更進(jìn)一步，因?yàn)樗稣叫吻鏋槎鄠€(gè)，即每一個(gè)正方形曲面為微型的正方形曲面，從而光源I發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)透鏡2配光后所形成的正方形光斑，是由多個(gè)經(jīng)過(guò)多個(gè)微型的正方形曲面將光源I發(fā)出的光束投射到被照面上的同一正方形區(qū)域形成的微型光點(diǎn)重疊而成，即透鏡2的配光方式為光場(chǎng)重疊型，進(jìn)一步增加了正方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(chǎng)重疊型，使得燈具100的照明方式為光場(chǎng)重疊型照明，其照度和顏色均勻性很高。同時(shí)，由于透鏡2為先準(zhǔn)直后成型的配光方式，大大提高了透鏡2的通用性，進(jìn)而大大提高了燈具100的通用性。
[0036]請(qǐng)繼續(xù)參考圖5，將一個(gè)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(guò)模擬仿真可知，通過(guò)所述透鏡2對(duì)所述朗伯型發(fā)光二極管發(fā)出的光進(jìn)行配光后，在2米遠(yuǎn)測(cè)試位置形成一個(gè)正方形光斑。
[0037]請(qǐng)繼續(xù)參考圖6，將一個(gè)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(guò)模擬仿真可知，通過(guò)所述透鏡2對(duì)所述朗伯型發(fā)光二極管發(fā)出的光進(jìn)行配光后，光強(qiáng)不重疊，從而在被照面形成的光斑不是圓形而是正方形光斑。
[0038]因光源I發(fā)出的光束經(jīng)所述第一入光面201、所述第二入光面202及所述外曲面203的反射或折射后變成準(zhǔn)直光束，而且所述出光部204的正方形曲面能將準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，從而形成照度和顏色均勻的正方形光斑，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中被照面照度和顏色不均勻的問(wèn)題。
[0039]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)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(duì)所述光源發(fā)出的光束進(jìn)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(guò)所述第一入光面的折射和所述外曲面的全反射后變成準(zhǔn)直光束，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)所述第二入光面的折射后變成準(zhǔn)直光束，所述出光部包括多個(gè)正方形曲面，每一個(gè)所述多個(gè)正方形曲面在垂直于所述準(zhǔn)直光束的平面上的投影為正方形，每一個(gè)所述正方形曲面都能將所述準(zhǔn)直光束投射到被照面上的同一個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)，以形成正方形光斑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述正方形曲面為正方形凹面或正方形凸面。
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(duì)稱結(jié)構(gòu)，并呈圓臺(tái)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，所述正方形曲面按矩陣排列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(xiàng)所述的透鏡，所述透鏡用于罩覆所述光源并對(duì)所述光源發(fā)出的光束進(jìn)行配光，以形成正方形光斑。
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(hào)】F21V5/04GK104180301SQ201310205355
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)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(qǐng)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