CN210800738U - 一种光学元件以及带有该光学元件的灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学元件，包括至少一个条形的光学透镜，在垂直长度方向的截面上，所述光学透镜包括：光源设置处，设有用于设置光源的中心轴；第一光入射表面，面向所述光源设置处设置，入射的光线包括小角度光线和大角度光线；两个全反射表面，分别布置在所述中心轴的两侧且靠近所述光源设置处的一端相互靠拢，都设置在所述第一光入射表面的相对一侧，用于将远离所述中心轴的第一部分小角度光线向大角度光线方向反射；第一光出射表面，设置在两个全反射表面之间用于出射靠近法线的第二部分小角度光线；两个第二光出射表面，分别设置在所述中心轴的两侧且位于所述全反射表面和所述第一光入射表面之间。

Description

一种光学元件以及带有该光学元件的灯具

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，特别是一种光学元件以及带有该光学元件的灯具。

背景技术

随着LED灯具的普及，越来越多的场合开始使用LED灯具，例如卧室、厨房、客厅等居家照明，以及冰柜、冷链、货架等商业照明。

LED芯片作为点光源，光强分布是固定，但是在实际使用时，需要聚焦或者大面积的均匀光照，为此，现有技术中，一般会在LED芯片出光方向上设置光学元件进行配光，从而达到所需要的光强分布。

随着照明技术的发展，新的需求也被提出，例如体积小型化，同时又要求大面积的均匀光照，此时，现有的灯具无法满足需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种光学元件以及带有该光学元件的灯具，以解决上述技术问题。

一种光学元件，包括至少一个条形的光学透镜，在垂直长度方向的截面上，所述光学透镜包括：

光源设置处，设有用于设置光源的中心轴；

第一光入射表面，面向所述光源设置处设置，入射的光线包括小角度光线和大角度光线；

两个全反射表面，分别布置在所述中心轴的两侧且靠近所述光源设置处的一端相互靠拢，都设置在所述第一光入射表面的相对一侧，用于将远离所述中心轴的第一部分小角度光线向大角度光线方向反射；

第一光出射表面，设置在两个全反射表面之间用于出射靠近法线的第二部分小角度光线；

两个第二光出射表面，分别设置在所述中心轴的两侧且位于所述全反射表面和所述第一光入射表面之间，用于出射大角度光线以及来自全反射表面的反射光。

为了使小角度光线汇聚到全反射表面和第一光出射表面，优选的，所述光入射表面包括：

小角度光线入射面，为设置在中间的凸透镜面；

两个大角度光线入射面，为设置在两侧的平面镜面。

为了便于控制出光，优选的，所述第二光出射表面包括：

大角度光线出射表面，设置在靠近所述光源设置处的一侧；

反射光线出射表面，设置在远离所述光源设置处的一侧。

为了使第一光出射表面的出光角度更大，优选的，所述光学元件还包括设置在所述光学透镜外的条形灯罩，所述条形灯罩在垂直长度方向的截面上，中间部分为扩散来自所述第一光出射表面光线的透镜结构。

为了便于制造和安装，优选的，所述透镜结构为自所述中心轴向两侧逐渐增厚的扩散透镜。

为了得到更好的出光效果，实现线光源，优选的，所述光学元件还包括将光源沿着所述光学透镜长度方向拉伸的光扩散薄膜。

为了便于制造和安装，优选的，所述光扩散薄膜设置在所述光学透镜和光扩散薄膜之间。

一种灯具，包括灯架、印刷电路板和光源，还包括上述的光学元件，所述光源设置在光源设置处。

为了得到更好的出光效果，优选的，所述光源设有多个，沿着所述印刷电路板的长度方向间隔布置。

在节能环保的背景下，LED灯具因其具有出光效率高、聚光性能好而越来越多地应用于居家、商业照明领域，优选的，所述光源采用LED芯片。

本实用新型的技术效果：

本实用新型的光学元件以及带有该光学元件的灯具，可以实现大面积的均匀光照，同时保证中间区域的亮度。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为本实用新型的灯具的结构示意图。

图2为本实用新型的灯具的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型的灯具的剖视结构示意图。

图4为本实用新型的灯具的光线走向示意图。

图5为本实用新型的光学透镜的结构示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本实用新型实施例的说明并不用于限定本实用新型的保护范围。

如图1～5所示，本实施例的灯具包括灯架、印刷电路板、光源200和光学元件，其中灯架和印刷电路板不是本实用新型的技术点，图中未画出，可采用现有技术中的结构，此处不做详细说明。

光学元件用于调节光源的出光方向和出光角度，包括至少一个条形的光学透镜100，在垂直长度方向的截面上，光学透镜100包括光源设置处101、第一光入射表面102、两个全反射表面103、第一光出射表面104和两个第二光出射表面105。

光源设置处101设有用于设置光源200的中心轴201，光源200可以单独设置一个使用，也可以设置多个，沿着印刷电路板的长度方向(也是光学透镜100的长度方向)间隔布置。在节能环保的背景下，LED灯具因其具有出光效率高、聚光性能好而越来越多地应用于居家、商业照明领域，光源200采用LED芯片。

光源200的出光光线中，分为位于中心轴201及其两侧的小角度光线202和位于小角度光线202两侧的大角度光线203。

第一光入射表面102面向光源设置处101设置，入射的光线包括小角度光线202和大角度光线203。

两个全反射表面103分别布置在中心轴201的两侧且靠近光源设置处101的一端相互靠拢，都设置在第一光入射表面102的相对一侧，用于将小角度光线202中，远离中心轴201的第一部分小角度光线2021向大角度光线203方向反射，从而将部分的小角度光线202向两侧反射，调整光强分布，使照射面的光照更均匀。全反射表面103可以是平面、弧形面或者多个平面或者弧形面拼接而成，本实施例中，为了使配光效果更好，全反射表面103由多段弧形面拼接形成。

为了避免两个全反射表面103将所有的小角度光线202向两侧反射导致照射面的中间区域光强变弱，通过将第一光出射表面104设置在两个全反射表面103之间用于出射靠近法线的第二部分小角度光线2022，从而补足照射面的中间区域的照明亮度。

上述的第一部分小角度光线2021、第二部分小角度光线2022和大角度光线203的具体数据、照射面与光学元件的距离以及两个全反射表面103和第一光出射表面104的尺寸都可以根据需要进行调整，并调整到照射面光照均匀。

两个第二光出射表面105分别设置在所述中心轴201的两侧且位于全反射表面103和第一光入射表面102之间，用于出射大角度光线203以及来自全反射表面103的反射光1031。

光入射表面102包括小角度光线入射面1021和两个大角度光线入射面1022。小角度光线入射面1021为设置在中间的凸透镜面，因为是在入射面，所以在光学透镜100中呈现为凹面；两个大角度光线入射面1022为设置在两侧的平面镜面，凹面和两侧的平面镜面组成一个光学结构的条形槽。

第二光出射表面105包括大角度光线出射表面1051和反射光线出射表面1052；大角度光线出射表面1051设置在靠近所述光源设置处101的一侧；反射光线出射表面1052设置在远离所述光源设置处101的一侧。

光学元件还包括设置在光学透镜100外的条形灯罩300，条形灯罩300一般是用于封装灯具，起到装饰和密封的作用，为了更好地进行光的配置，本实施例中，为了提高光照均匀性，条形灯罩300在垂直长度方向的截面上，中间部分为扩散来自所述第一光出射表面104光线的透镜结构301。来自所述第一光出射表面104光线的光强较强，扩散后增大了这部分光的出光角度，提高了出光均匀性，当灯具采用带有全反射结构的透镜，将部分光线从中间区域反射到两侧的情况下，中间区域也仍具有有效的照明。

本实施例中，透镜结构301为自所述中心轴201向两侧逐渐增厚的扩散透镜。

光学元件还包括将光源200沿着所述光学透镜100长度方向拉伸的光扩散薄膜400。为了便于制造和安装，本实施例的光扩散薄膜400设置在所述光学透镜100和条形灯罩300之间。

光扩散薄膜400为椭圆光扩散膜，可以通过采购获得，使用的型号为E-6010，当然，也可以选择其他型号，只要在光源200排布方向对光源200进行拉伸即可，例如E-1560，E-0160/6001，E-0190，为了达到比较好的拉伸扩散效果，选用该扩散膜时，两个方向的拉伸比值大于4。

本实施例的椭圆光扩散膜为正柱面微透镜阵列，使用时，正柱面微透镜的长度方向垂直光源200排布方向。膜形式的条状凸透镜阵列，体积小，便于安装，且可以进行弯曲设置，适应不同的灯具结构需求。

为了更好的固定和安装光扩散薄膜400，具体的，透镜结构301包括条形灯罩300的内侧向下凸起的平台3011和条形灯罩300的外侧的内凹面3012，平台3011的外表面为入射面3013，内凹面3012由对称布置的两个倾斜面3013组成，倾斜面3013为弧形表面。

本实施例中，全反射表面103和第二光出射表面105构成三角形的凸起106，为了安装方便，凸起106的尖角靠近或者贴靠平台3011，起到固定光扩散薄膜400的作用。

综上所述，本实施例的光学元件以及带有该光学元件的灯具，可以实现大面积的均匀光照，同时保证中间区域的亮度。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种光学元件，包括至少一个条形的光学透镜(100)，其特征在于，在垂直长度方向的截面上，所述光学透镜(100)包括：

光源设置处(101)，设有用于设置光源(200)的中心轴(201)；

第一光入射表面(102)，面向所述光源设置处(101)设置，入射的光线包括小角度光线(202)和大角度光线(203)；

两个全反射表面(103)，分别布置在所述中心轴(201)的两侧且靠近所述光源设置处(101)的一端相互靠拢，都设置在所述第一光入射表面(102)的相对一侧，用于将远离所述中心轴(201)的第一部分小角度光线(2021)向大角度光线(203)方向反射；

第一光出射表面(104)，设置在两个全反射表面(103)之间用于出射靠近法线的第二部分小角度光线(2022)；

两个第二光出射表面(105)，分别设置在所述中心轴(201)的两侧且位于所述全反射表面(103)和所述第一光入射表面(102)之间，用于出射大角度光线(203)以及来自全反射表面(103)的反射光(1031)。

2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光入射表面(102)包括：小角度光线入射面(1021)，为设置在中间的凸透镜面；

两个大角度光线入射面(1022)，为设置在两侧的平面镜面。

3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第二光出射表面(105)包括：

大角度光线出射表面(1051)，设置在靠近所述光源设置处(101)的一侧；

反射光线出射表面(1052)，设置在远离所述光源设置处(101)的一侧。

4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件还包括设置在所述光学透镜(100)外的条形灯罩(300)，所述条形灯罩(300)在垂直长度方向的截面上，中间部分为扩散来自所述第一光出射表面(104)光线的透镜结构(301)。

5.如权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述透镜结构(301)为自所述中心轴(201)向两侧逐渐增厚的扩散透镜。

6.如权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件还包括将光源(200)沿着所述光学透镜(100)长度方向拉伸的光扩散薄膜(400)。

7.如权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散薄膜(400)设置在所述光学透镜(100)和光扩散薄膜(400)之间。

8.一种灯具，包括灯架、印刷电路板和光源，其特征在于，还包括如权利要求1～7任一权利要求所述的光学元件，所述光源设置在光源设置处(101)。

9.如权利要求8所述的所述灯具，其特征在于，所述光源设有多个，沿着所述印刷电路板的长度方向间隔布置。

10.如权利要求8或9所述的所述灯具，其特征在于，所述光源采用LED芯片。

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