CN221570353U - 一种偏光的透镜及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种偏光的透镜及灯具，涉及照明技术领域。透镜包括由多个入射面围绕构成的入射孔、第一透光部和第二透光部，入射孔用于放置LED芯片；第一透光部包括第一入射面、第一反射面和第一出射面；第一入射面为第一透光部靠近入射孔的一面；第一反射面为第一透光部远离入射孔的一面，第一反射面为从第一入射面射出的光线的全反射面；第一出射面为第一透光部上第一反射面的中心点的法向量穿过的一面，第一出射面与入射孔的中心轴呈夹角设置；LED芯片发出的第一部分光线经第一入射面折射后，经第一反射面全反射，从第一出射面折射出；第一出射面射出的光线对应的目标照明区域与LED芯片的表面视场区域不重叠。本实用新型具有防止透镜炫目的效果。

Description

一种偏光的透镜及灯具

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其是涉及一种偏光的透镜及灯具。

背景技术

在LED偏光洗墙灯以及教育照明黑板灯等领域，现有常规技术方案为LED水平放置，经过透镜或反射杯的配光将光能量照射到目标区域（又称目标照明区域）。如图1所示，LED芯片的发光面视角与照明视角在相近范围内，导致LED芯片的表面视场区域与目标照明区域有重合，若从目标照明区域看向LED芯片，会看到LED芯片表面的高亮度区域，导致炫目。

发明内容

为了解决现有透镜炫目的问题，本实用新型提供了一种偏光的透镜及灯具。

第一方面，本实用新型提供一种偏光的透镜，采用如下的技术方案：

一种偏光的透镜，所述透镜包括：

入射孔，用于放置LED芯片；所述入射孔由多个入射面围绕构成，所述多个入射面包括第一入射面，所述入射孔的中心轴穿过所述第一入射面；

第一透光部，包括所述第一入射面、第一反射面和第一出射面；所述第一入射面为所述第一透光部靠近所述入射孔的一面；所述第一反射面为所述第一透光部远离所述入射孔的一面，所述第一反射面为从所述第一入射面射出的光线的全反射面；所述第一出射面为所述第一透光部上所述第一反射面的中心点的法向量穿过的一面，所述第一出射面与所述入射孔的中心轴呈夹角设置；

所述LED芯片发出的第一部分光线经所述第一入射面折射后，经所述第一反射面全反射，从所述第一出射面折射出；所述第一出射面射出的光线对应的目标照明区域与所述LED芯片的表面视场区域不重叠。

通过采用上述方案，设置第一入射面、第一反射面和第一出射面的相对位置，使LED芯片发出的第一部分光线经第一入射面折射后，经第一反射面全反射，从第一出射面折射出，第一出射面射出的光线对应的目标照明区域与LED芯片的表面视场区域不重叠，这样即使人站在LED芯片的表面视场区域，看向LED芯片时，也不会看到LED芯片表面的高亮度区域，从而防止炫目。

可选的，所述多个入射面包括第二入射面，第一透光部还包括所述第二入射面；所述第二入射面为所述第一透光部与所述第一入射面相邻的一面，所述第二入射面与所述入射孔的中心轴呈夹角设置；

所述LED芯片发出的第二部分光线经所述第二入射面折射后，从所述第一出射面折射出。

通过采用上述方案，设置第二入射面，将LED芯片发出的第二部分光线经第二入射面折射后，从第一出射面折射出，可以增强对第一出射面对应的目标照明区域的照明效果，且目标照明区域与LED芯片的表面视场区域不重叠，可进一步避免炫目。

可选的，所述多个入射面包括第三入射面，所述透镜还包括第二透光部，所述第二透光部包括所述第三入射面、第二反射面和第二出射面；

所述第三入射面为所述第二透光部靠近所述入射孔的一面，所述第二反射面为所述第二透光部与所述第三入射面相对的一面，所述第二反射面为从所述第三入射面射出的光线的全反射面；所述第二出射面为所述第二透光部远离所述入射孔的一面；

所述LED芯片发出的第三部分光线经所述第三入射面折射后，经所述第二反射面全反射，从所述第二出射面折射出。

通过采用上述方案，设置第三入射面、第二反射面和第二出射面，将LED芯片发出的第三部分光线利用起来，经第三入射面折射后，经第二反射面全反射，从第二出射面折射出，对第二出射面对应的目标照明区域起到补充照明的作用。

可选的，所述第一入射面为平面，且与所述入射孔的中心轴垂直设置。

可选的，所述第一反射面为自由曲面；

和/或，所述第二反射面为自由曲面；

和/或，所述第二入射面为自由曲面。

可选的，所述第三入射面为平面；

和/或，所述第一出射面为平面；

和/或，所述第二出射面为平面；

可选的，所述第一透光部为对称结构；

和/或，所述第二透光部为对称结构。

可选的，所述透镜还包括固定板，所述固定板与所述入射孔相邻设置，用于固定所述LED芯片。

可选的，所述透镜为透明光学材质。

第二方面，本实用新型提供一种偏光的灯具，采用如下的技术方案：

一种偏光的灯具，包括第一方面所述的透镜以及所述LED芯片。

综上所述，本实用新型实施例至少具有以下一种技术效果：

本实用新型提供的偏光的透镜可以将LED芯片发出的光线分为三部分，第一部分光线经第一入射面折射后，经第一反射面全反射，从第一出射面折射出，第二部分光线经第二入射面折射后，从第一出射面折射出，第三部分光线经第三入射面折射后，经第二反射面全反射，从第二出射面折射出。由于第一出射面射出的光线对应的目标照明区域与LED芯片的表面视场区域不重叠，可防止处于目标照明区域的人感到炫目，第三部分光线可对第二出射面对应的区域起到补充照明的作用。

附图说明

图1 是现有透镜的光线传播示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种偏光的透镜的立体图。

图3为本实用新型实施例提供的一种偏光的透镜的俯视图。

图4是本实用新型实施例提供的一种偏光的透镜的剖视图。

图5是本实用新型实施例提供的一种偏光的透镜的光线传播示意图。

附图标记说明：100、透镜；200、LED芯片；110、入射孔；120、第一透光部；121、第一入射面；122、第一反射面；123、第一出射面；124、第二入射面；130、第二透光部；131、第三入射面；132、第二反射面；133、第二出射面；140、固定板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

LED芯片的表面视场区域是指LED芯片表面上可以发出光线并被观察到的区域。目标照明区域是指将光源的照明焦点或照射范围集中在特定的区域。对于常规的洗墙灯领域，目标照明区域就是墙面，当人靠近墙面的时候，眼睛的观察区域可能与LED芯片的表面视场区域重叠，造成眩光。特别是教育照明的黑板灯领域，教师长时间站立于靠近黑板的位置，会严重眩目。

鉴于此，本实用新型实施例公开了一种偏光的透镜，该透镜可以应用于洗墙灯透镜，将强光源（如LED灯或激光器）发出的光线集中到墙面的一个小面积上，从而实现高亮度、高密度的照明。该透镜也可以应用于黑板灯透镜，对光线进行聚焦和分散，以调节光线的角度和强度，从而对黑板或白板实现更加精准和均匀的照明效果，使得人们能够清晰地看到黑板或白板上书写、绘画或投影的内容。本实用新型实施例中并不限制透镜的具体应用环境。

请参见图2至图4，图2为本实用新型提供的一种偏光的透镜的立体图，图3为本实用新型实施例提供的一种偏光的透镜的俯视图，图4是本实用新型实施例提供的一种偏光的透镜的剖视图。

本实用新型实施例公开的一种偏光的透镜100包括：入射孔110和第一透光部120。

入射孔110用于放置LED芯片200，入射孔110由多个入射面围绕构成，多个入射面包括第一入射面121，入射孔110的中心轴穿过第一入射面121。

第一透光部120，包括第一入射面121、第一反射面122和第一出射面123；第一入射面121为第一透光部120靠近入射孔110的一面；第一反射面122为第一透光部120远离入射孔110的一面，第一反射面122为从第一入射面121射出的光线的全反射面；第一出射面123为第一透光部120上第一反射面122的中心点的法向量穿过的一面，第一出射面123与入射孔110的中心轴呈夹角设置。第一出射面123与入射孔110的中心轴之间的夹角可根据实际情况而定。

LED芯片200发出的第一部分光线经第一入射面121折射后，经第一反射面122全反射，从第一出射面123折射出；第一出射面123射出的光线对应的目标照明区域与LED芯片200的表面视场区域不重叠。

在本实用新型实施例中，通过设置第一入射面121、第一反射面122和第一出射面123，LED芯片200发出的第一部分光线经第一入射面121折射后，射向第一反射面122，由于第一反射面122为全反射面，第一部分光线不会通过第一反射面122，而是被反射回透镜100内，射向第一出射面123，第一部分光线从第一出射面123折射出去，进而对第一出射面123对应的目标照明区域进行照明。由于目标照明区域与LED芯片200的表面视场区域是不重叠的，因此可以防止处于目标照明区域的人感到炫目。

在一种可能的实施例中，继续参照图2，多个入射面包括第二入射面124，第一透光部120还包括第二入射面124；第二入射面124为第一透光部120与第一入射面121相邻的一面，第二入射面124与入射孔110的中心轴呈夹角设置。第二入射面124与入射孔110的中心轴之间的夹角可根据实际情况而定。

LED芯片200发出的第二部分光线经第二入射面124折射后，从第一出射面123折射出。

在本实用新型实施例中，通过设置第二入射面124，将LED芯片200发出的第二部分光线经第二入射面124折射后，从第一出射面123折射出，可以增强对第一出射面123对应的目标照明区域的照明效果，由于目标照明区域与LED芯片200的表面视场区域是不重叠的，因此可以防止炫目。

在一种可能的实施例中，继续参照图4，透镜100还包括第二透光部130。第一透光部120的一面与第二透光部130的一面相连接，共同拼接成透镜100整体，或者，第一透光部120与第二透光部130一体成型，直接形成透镜100整体。本申请实施例中不限制透镜200的形成方式。第一透光部120与第二透光部130之间的凹槽形成入射孔110。

多个入射面包括第三入射面131，即入射孔110是由第一入射面121、第二入射面124、以及第三入射面131围绕构成的。第二透光部130包括第三入射面131、第二反射面132和第二出射面133。

第三入射面131为第二透光部130靠近入射孔110的一面，第二反射面132为第二透光部130与第三入射面131相对的一面，第二反射面132为从第三入射面131射出的光线的全反射面，第二出射面133为第二透光部130远离入射孔110的一面。

LED芯片200发出的第三部分光线经第三入射面131折射后，经第二反射面132全反射，从第二出射面133折射出。

在本实用新型实施例中，考虑到LED芯片200发出的第三部分光线效果较差，对人的炫目问题影响不大，为了避免浪费，通过设置第三入射面131、第二反射面132和第二出射面133，将第三部分光线利用起来，第三部分光线经第三入射面131折射后，经第二反射面132全反射，从第二出射面133折射出，可以对第二出射面133对应的区域起到补充照明的作用。

在一种可能的实施例中，第一入射面121、第二入射面124、以及第三入射面131围绕形成半球形，即入射孔110为半球形的凹槽。

在一种可能的实施例中，继续参照图2，第一入射面121为平面，且与入射孔110的中心轴垂直设置。

在一种可能的实施例中，继续参照图2，第一反射面122为自由曲面；和/或，第二反射面132为自由曲面；和/或，第二入射面124为自由曲面。

自由曲面是指没有特定几何形状的曲面。

在本实用新型实施例中，第一反射面122采用自由曲面可以改变第一部分光线的入射角度和反射方向，第二入射面124采用自由曲面可以改变第二部分光线的入射角度和折射方向，从而保证第一部分光线和第二部分光线从第一出射面123射出，对目标照明区域进行照明。第二反射面132采用自由曲面可以改变第三部分光线的入射角度和反射方向，从而保证第三部分光线从第二出射面133射出，对第二出射面133对应的区域进行照明。

在一种可能的实施例中，继续参照图2，第三入射面131为平面；和/或，第一出射面123为平面；和/或，第二出射面133为平面；

在一种可能的实施例中，第一透光部120为对称结构；和/或，第二透光部130为对称结构。

当第一透光部120和第二透光部130均为对称结构时，透镜100为对称结构，即对称型透镜，如图3和图4所示。

在一种可能的实施例中，继续参照图2-4，透镜100还包括固定板140，固定板140与入射孔110相邻设置，用于固定LED芯片200。固定板140需要具有一定的强度，保证对LED芯片200的固定安装作用。本实用新型实施例对固定板140的具体材质不作限制。

在一种可能的实施例中，考虑到透镜100需要对光线起到折射或反射的作用，透镜100为透明光学材质，例如透明的塑料材质、透明的硅胶材质、透明的玻璃材质等。本实用新型实施例对透镜100的具体材质不作限制。

请参照图5，为本实用新型提供的一种偏光的透镜的光线传播示意图。从图5可见，目标照明区域位于LED芯片的表面视场区域的正下方，两者之间不存在重叠区域。

综上所述，本实用新型提供的偏光的透镜可以将LED芯片发出的光线分为三部分，第一部分光线经第一入射面121折射后，经第一反射面122全反射，从第一出射面123折射出，第二部分光线经第二入射面124折射后，从第一出射面123折射出，第三部分光线经第三入射面131折射后，经第二反射面132全反射，从第二出射面133折射出。由于第一出射面123射出的光线对应的目标照明区域与LED芯片200的表面视场区域不重叠，可防止炫目。第三部分光线的照明效果并不是很好，对炫目影响不大，从第二出射面133折射出去后，可对第二出射面133对应的区域起到补充照明的作用。

本实用新型还提供一种偏光的灯具，继续参照图5，该灯具包括前文论述的透镜100和LED芯片200。LED芯片200放置在透镜100的入射孔110处，LED芯片200可以发出光线，起到照明作用，透镜100用于改变LED芯片200发出的光线的传播路径，使光线最终射出方向对应的目标照明区域与LED芯片200的表面视场区域不重叠，从而防止炫目。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种偏光的透镜，其特征在于，所述透镜（100）包括：

入射孔（110），用于放置LED芯片（200）；所述入射孔（110）由多个入射面围绕构成，所述多个入射面包括第一入射面（121），所述入射孔（110）的中心轴穿过所述第一入射面（121）；

第一透光部（120），包括所述第一入射面（121）、第一反射面（122）和第一出射面（123）；所述第一入射面（121）为所述第一透光部（120）靠近所述入射孔（110）的一面；所述第一反射面（122）为所述第一透光部（120）远离所述入射孔（110）的一面，所述第一反射面（122）为从所述第一入射面（121）射出的光线的全反射面；所述第一出射面（123）为所述第一透光部（120）上所述第一反射面（122）的中心点的法向量穿过的一面，所述第一出射面（123）与所述入射孔（110）的中心轴呈夹角设置；

所述LED芯片（200）发出的第一部分光线经所述第一入射面（121）折射后，经所述第一反射面（122）全反射，从所述第一出射面（123）折射出；所述第一出射面（123）射出的光线对应的目标照明区域与所述LED芯片（200）的表面视场区域不重叠。

2.根据权利要求1所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述多个入射面包括第二入射面（124），第一透光部（120）还包括所述第二入射面（124）；所述第二入射面（124）为所述第一透光部（120）与所述第一入射面（121）相邻的一面，所述第二入射面（124）与所述入射孔（110）的中心轴呈夹角设置；

所述LED芯片（200）发出的第二部分光线经所述第二入射面（124）折射后，从所述第一出射面（123）折射出。

3.根据权利要求2所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述多个入射面包括第三入射面（131），所述透镜（100）还包括第二透光部（130），所述第二透光部（130）包括所述第三入射面（131）、第二反射面（132）和第二出射面（133）；

所述第三入射面（131）为所述第二透光部（130）靠近所述入射孔（110）的一面，所述第二反射面（132）为所述第二透光部（130）与所述第三入射面（131）相对的一面，所述第二反射面（132）为从所述第三入射面（131）射出的光线的全反射面；所述第二出射面（133）为所述第二透光部（130）远离所述入射孔（110）的一面；

所述LED芯片（200）发出的第三部分光线经所述第三入射面（131）折射后，经所述第二反射面（132）全反射，从所述第二出射面（133）折射出。

4.根据权利要求1所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述第一入射面（121）为平面，且与所述入射孔（110）的中心轴垂直设置。

5.根据权利要求3所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述第一反射面（122）为自由曲面；

和/或，所述第二反射面（132）为自由曲面；

和/或，所述第二入射面（124）为自由曲面。

6.根据权利要求3所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述第三入射面（131）为平面；

和/或，所述第一出射面（123）为平面；

和/或，所述第二出射面（133）为平面。

7.根据权利要求3所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述第一透光部（120）为对称结构；

和/或，所述第二透光部（130）为对称结构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述透镜（100）还包括固定板（140），所述固定板（140）与所述入射孔（110）相邻设置，用于固定所述LED芯片（200）。

9.根据权利要求1-7任一所述的一种偏光的透镜，其特征在于，所述透镜（100）为透明光学材质。

10.一种偏光的灯具，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的透镜（100）以及所述LED芯片（200）。