CN211526348U

CN211526348U - 透镜和照明装置

Info

Publication number: CN211526348U
Application number: CN202020449392.0U
Authority: CN
Inventors: 李锦昆; 康福生; 廖金华; 吴勇杰
Original assignee: Xiamen Topstar Lighting Co Ltd
Current assignee: Xiamen Topstar Lighting Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2030-03-31

Abstract

本实用新型提供了一种透镜和照明装置，该透镜包括：聚光部、散光部和安装部；聚光部的周壁为全反射面，聚光部的底部具有向上凹入的第一空腔，第一空腔的内表面包括第一顶面和第一侧面，第一侧面环绕第一顶面，第一空腔的下方适于放置第一光源；散光部倾斜设置且环绕聚光部，散光部具有向外凸出的第一曲面和第二曲面，第一曲面朝向聚光部的周壁设置且为反射面；安装部环设于第二曲面，安装部的内表面与第二曲面共同限定出第二空腔，第二空腔的下方适于放置第二光源。从而提高光效和实现广域光束角，使照明装置达到可变焦、定向重点照明、广向基础照明和泛向环境照明的功能。

Description

透镜和照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明的技术领域，特别涉及一种透镜和照明装置。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对光质量的要求也越来越高，从保护人眼健康和提高照明效果出发，针对不同场合要求用不同角度的灯具达到均匀照明的效果。

目前市场上常规的LED配光大致呈余弦分布，也称作朗伯体发光，未经任何光学处理的LED所发出的光很难满足照明需要，因此需要对LED进行二次配光甚至是多次配光设计。然而相关技术中的灯具经过二次配光，光效低，同一款灯具需要设计多种光学透镜以满足客户对不同光束角的要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种透镜。

本实用新型的第二个目的在于提出一种照明装置。

为达到上述目的，本实用新型在第一方面提出了一种透镜，其包括：

聚光部，所述聚光部的周壁为全反射面，所述聚光部的底部具有向上凹入的第一空腔，所述第一空腔的内表面包括第一顶面和第一侧面，所述第一侧面环绕所述第一顶面，所述第一空腔的下方适于放置第一光源，所述第一光源发出的至少部分光线经所述第一顶面折射后从所述聚光部的上表面射出，至少部分光线经所述第一侧面折射后到达所述全反射面进行反射后从所述聚光部的上表面射出；

散光部，所述散光部倾斜设置且环绕所述聚光部，所述散光部具有向外凸出的第一曲面和第二曲面，所述第一曲面朝向所述聚光部的周壁设置且为反射面；

安装部，所述安装部环设于所述第二曲面，所述安装部的内表面与所述第二曲面共同限定出第二空腔，所述第二空腔的下方适于放置第二光源，所述第二光源发出的至少部分光线经所述第二空腔的第二顶面折射后从所述第二曲面射出，至少部分光线经所述第二顶面折射后从所述第一曲面射出，至少部分光线经所述第二顶面折射后到达所述第一曲面进行反射后从所述第二曲面射出。

根据本实用新型的透镜，通过聚光部和散光部的设置可以实现中间定向聚光，外围广向发散光，实现光的单一控制和组合控制，并且通过色温的融合或反差可塑造光的渐变和反差，从而提高光效和实现广域光束角。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的一种透镜，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的实施例，所述安装部的外表面设有锯齿结构，所述锯齿结构适于装配在光源支架上且使所述安装部与光源支架的连接位置可调。由此，可实现该透镜的变焦功能，并且通过反射光和折射光的比例实现变焦，而非主动损失光能实现变焦，进一步提高光效。另外，通过锯齿结构进行变焦的操作方便，调节精度高，与灯体结合形式较灵活。

根据本实用新型的实施例，所述第一侧面的上端与所述第一顶面的边缘相连，所述第一顶面形成为向下凸出的曲面。

根据本实用新型的实施例，所述聚光部呈碗状，所述聚光部的全反射面形成为从下到上、朝向远离所述聚光部中心方向倾斜延伸的斜面，所述斜面为斜平面或向外凸出的曲面；所述聚光部的上表面形成为中间向上凸出的曲面，边缘向下凸出的曲面，其中，中间向上凸出的曲面的区域与所述第一顶面相对应。

根据本实用新型的实施例，还包括连接部，所述连接部的一端连接所述聚光部的全反射面，另一端连接所述散光部的第一曲面。

根据本实用新型的实施例，所述连接部的上表面和下表面均形成为向上凸出的曲面。

根据本实用新型的实施例，所述第一曲面形成为从下到上、朝向远离所述聚光部方向倾斜延伸的斜面，所述第二曲面形成为从下到上、朝向靠近所述聚光部方向倾斜延伸的斜面。

根据本实用新型的实施例，所述第二顶面形成为向上凸出的倾斜曲面。

根据本实用新型的实施例，所述聚光部、所述散光部和所述连接部一体成型。

为达到上述目的，本实用新型在第二方面实施例提出了一种照明装置，包括上述的透镜。

根据本实用新型实施例的照明装置，其通过上述透镜的设置而提供一种高光效、可双变焦、广域光束角，达到定向重点照明、广向基础照明和泛向环境照明的功能，并且使得照明装置的安装灵活，成本降低。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个透镜的剖视图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的透镜的结构示意图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的透镜的另一视角的结构示意图；

附图标记说明：

透镜1；

聚光部100、周壁101、第一空腔102、第一顶面1021、第一侧面1022、上表面103；

散光部200、第一曲面201、第二曲面202；

安装部300、锯齿结构301；

第二空腔400、第二顶面401；

连接部500。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

以下结合附图1-图3对本实用新型提供的一种透镜的实现进行详细地描述。其中，透镜1可以用于照明装置中，如LED灯。在本申请下面的描述中，以透镜1用于LED灯为例进行说明。当然，本领域的技术人员可以理解，透镜1还可以用于其他类型的照明装置，而不限于LED灯。其中，图中的箭头为光线的走向。

如图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的一种透镜1包括聚光部100、散光部200和安装部300。其中，透镜1通过光源支架装配在灯体内，其可改变光源发出的光线的方向，从而使灯达到定向重点照明、广向基础照明、泛向环境照明。

具体而言，聚光部100的周壁101为全反射面，聚光部100的底部具有向上凹入的第一空腔102，第一空腔102的内表面包括第一顶面1021和第一侧面1022，第一侧面1022环绕第一顶面1021，第一空腔102的下方适于放置第一光源(图未示)，第一光源发出的至少部分光线经第一顶面1021折射后从聚光部100的上表面103射出，至少部分光线经第一侧面1022折射后到达全反射面101进行反射后从聚光部100的上表面103射出。其中，第一空腔102的下方适于放置第一光源。第一光源可以为出射面为圆形面的RGB光源，RGB光源可以包括发光芯片和设在发光芯片上的密封胶，由于密封胶具有扩散效果，发光芯片发出的光纤经密封胶后会发生扩散，即第一光源透射到透镜1上的光线实际为经过扩散的次光源。可以理解的是，第一光源的具体形状和类型等可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。另外，第一光源发出的至少部分光线经第一顶面1021折射后从聚光部100的上表面103射出，例如近似垂直射出。然后，聚光部100的外周面101为全反射面，投射到该全反射面的光线可以进行全反射后射出。由此，全反射面可将第一光源发出的部分光线进行全反射后从聚光部100的上表面103射出，使得聚光部100具有聚光的效果，实现定向聚光的效果。

散光部200倾斜设置且环绕聚光部100，散光部200具有向外凸出的第一曲面201和第二曲面202，第一曲面201朝向聚光部100的周壁101设置且为反射面；也就是说，散光部200设置在聚光部100的外围，其形状类似于环形状的双凸镜。

安装部300环设于第二曲面202，安装部300的内表面与第二曲面202共同限定出第二空腔400，第二空腔400的下方适于放置第二光源，第二光源发出的至少部分光线经第二空腔400的第二顶面401折射后从第二曲面202射出，至少部分光线经第二顶面401折射后从第一曲面201射出，至少部分光线经第二顶面401折射后到达第一曲面201进行反射后从第二曲面202射出。其中，可以理解地是，第一曲面201是半反射，当光线到达第一曲面201时可部分从第一曲面201射出，部分经第一曲面201反射后到达第二曲面202。由此，使得散光部200具有发散效果，可将第二光源发出的光线进行广向发散。然后，安装部300适于将该透镜1安装在光源支架上。

由此，通过聚光部100和散光部200的配合可以搭配1，1，1+1的智能控制方案，分别实现单一控制和组合控制，LED光源采用RGBW或其他颜色，通过色温(颜色)的融合或反差来塑造光的渐变与反差。

因此，根据本实用新型的透镜1，通过聚光部100和散光部200的设置可以实现中间定向聚光，外围广向发散光，实现光的单一控制和组合控制，并且通过色温的融合或反差可塑造光的渐变和反差，从而提高光效和实现广域光束角，满足客户对不同光束角的要求。

在一些示例中，结合图2，安装部300的外表面设有锯齿结构301，锯齿结构301适于装配在光源支架上且使安装部300与光源支架的连接位置可调。其中，锯齿结构301与光源支架可以是以滑槽的配合方式带动透镜1上下移动而实现阶级式的变焦。由此，可实现该透镜1的变焦功能，并且通过反射光和折射光的比例实现变焦，而非主动损失光能实现变焦，可进一步提高光效，实现光束角度的变化。另外，通过锯齿结构301进行变焦的操作方便，调节精度高，与灯体结合形式较灵活。

在一些示例中，第一侧面1022的上端与第一顶面1021的边缘相连，第一顶面1021形成为向下凸出的曲面。此时，第一空腔102的第一顶面1021的作用类似凸透镜，将投射到其上的光线沿第一空腔102的第一顶面1021的轴向平行射出，然后第一空腔102的第一顶面1021的轴向与聚光部100的轴向重合，可使光线近似垂直的投射到聚光部100的上表面103。

可选地，第一空腔102的第一顶面1021可以形成为向下凸出的平滑过渡曲面。其具体形状和构造等可以根据实际要求具体设置，只要保证投射到其上的光线经其折射后能从聚光部100的上表面103近似垂直射出即可。

可选地，聚光部100为回转体结构。此时聚光部100为中心轴对称结构。由此，加工简单且成本低。

可选地，第一空腔102的第一侧面1022可以形成为沿上下方向竖直延伸的直壁面。当然，第一侧面1022还可以形成为从上到下、朝向远离聚光部100中心方向倾斜延伸的斜面。

在一些示例中，聚光部100呈碗状，聚光部100的全反射面101形成为从下到上、朝向远离聚光部100中心方向倾斜延伸的斜面，斜面为斜平面或向外凸出的曲面；聚光部100的上表面103形成为中间向上凸出的曲面，边缘向下凸出的曲面，其中，中间向上凸出的曲面的区域与第一顶面1021相对应。也就是说，全反射面101可将投射到其上的光线全部反射，并且可以有效保证全反射面101全反射出的光线可以很好地从聚光部100的上表面103射出。然后，上表面103的中间区域类似于凸透镜的作用，将投射到其上的光线沿上表面103的轴向平行射出。然后上表面103的边缘区域类似于凹透镜的作用，将全反射面101反射过来的光线趋向于垂直射出，从而使得聚光部100具有定向聚光的效果。

在一些示例中，第一曲面201形成为从下到上、朝向远离聚光部100方向倾斜延伸的斜面，第二曲面202形成为从下到上、朝向靠近聚光部100方向倾斜延伸的斜面。由此，使得散光部200构成环形状的双凸镜结构，可将投射到第一曲面201和投射到第二曲面202的光线发散射出，从而使得散光部200具有广向发散的效果。

在一些示例中，还包括连接部500，连接部500的一端连接聚光部100的全反射面101，另一端连接散光部200的第一曲面201。由此，通过连接部500可使散光部200倾斜且环绕聚光部100设置。

其中，连接部500连接全反射面101的位置可以是在全反射面101的1/2处，并且低于第一空腔102的第一顶面1021，使得从第一侧面1022折射的光线在全反射面101的上半部分进行全反射。然后，连接部500连接第一曲面201的位置可以是在第一曲面201的末端。

可选地，连接部500的上表面和下表面均形成为向上凸出的曲面，使得散光部200的倾斜角度合理控制，使得聚光部100到散光部200平滑过渡。

可选地，聚光部100、散光部200和连接部500一体成型。由此，便于透镜1的加工和装配。

另外，可以理解地是，第二空腔400的第二顶面401是第二曲面202平滑过渡到安装部300的内壁面的曲面。

在一些示例中，考虑整体变焦效果，通过在折射光出光面(上表面103和第一曲面201)上设置二维匀光微结构(如格纹、花辩、珠面等)优化光斑边缘，使得聚光部分的透镜出光光线柔和，中心光强能够得到保证。

另外，通过调节光源发光面与透镜1底部的距离，例如，分布在第一空腔102的光源与透镜1的距离在0.3～5mm的距离变化过程中，可实现透镜角度从15～100°连续变化。分布在第二空腔400的光源与透镜1在1.0～2.5mm距离变化过程中，可实现透镜1从180～260°连续变化。

根据本实用新型第二方面的照明装置，通过上述的透镜1的设置而提供一种高光效、可双变焦、广域光束角，达到定向重点照明、广向基础照明和泛向环境照明的功能，并且使得照明装置的安装灵活，成本降低。

根据本实用新型实施例的照明装置其他构成可采用现有的结构，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种透镜，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述安装部的外表面设有锯齿结构，所述锯齿结构适于装配在光源支架上且使所述安装部与光源支架的连接位置可调。

3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一侧面的上端与所述第一顶面的边缘相连，所述第一顶面形成为向下凸出的曲面。

4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述聚光部呈碗状，所述聚光部的全反射面形成为从下到上、朝向远离所述聚光部中心方向倾斜延伸的斜面，所述斜面为斜平面或向外凸出的曲面；所述聚光部的上表面形成为中间向上凸出的曲面，边缘向下凸出的曲面，其中，中间向上凸出的曲面的区域与所述第一顶面相对应。

5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，还包括连接部，所述连接部的一端连接所述聚光部的全反射面，另一端连接所述散光部的第一曲面。

6.如权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述连接部的上表面和下表面均形成为向上凸出的曲面。

7.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一曲面形成为从下到上、朝向远离所述聚光部方向倾斜延伸的斜面，所述第二曲面形成为从下到上、朝向靠近所述聚光部方向倾斜延伸的斜面。

8.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第二顶面形成为向上凸出的倾斜曲面。

9.如权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述聚光部、所述散光部和所述连接部一体成型。

10.一种照明装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的透镜。