CN104676473A - 透镜及应用该透镜的灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透镜，其包括光线入射面、光线反射面、光线出射面及连接面，所述光线入射面与所述光线反射面分别位于透镜的相对两端，所述光线入射面、连接面、光线出射面及光线反射面依次连接，所述光线入射面包括第一入射面及第二入射面，所述光线出射面包括第一出射面及第二出射面；射入所述第一入射面的光线被折射后入射到所述光线反射面，经反射后入射到所述第一出射面后再次折射，射入所述第二入射面的光线被折射后入射到所述第二出射面后再次折射，与射出所述第一出射面的光线相互叠加射出。本发明还提供一种应用上述透镜的灯具。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种透镜及应用所述透镜的灯具。
背景技术
发光二极管（light emitting diode，LED）作为能够将电能转化为光能的半导体，以其效率高、能耗低、寿命长等优点被广泛地应用于各种照明灯具中，如手电筒、矿灯助航灯光系统等，这些灯具已经成为人们生活、工作中不可缺少的照明用器具。这些灯具一般包括壳体、光源、反光镜、灯罩等组件，该光源及反光镜安装于所述壳体内，该反光镜可反射所述光源发出的光线，该灯罩装设于所述壳体上，并将所述光源和反光镜封装于所述壳体内，所述光源发射的光线和该反光镜反射的光线由该灯罩投射出去。
现有的机场助航灯光系统中，滑行道边灯、低光强障碍灯、滑行引导标记牌、助航灯光监控系统模拟屏等已使用了LED作为照明、显示光源。但相对于整个机场助航导航灯光系统而言，像机场跑道灯、接地区灯等具有一定偏射角度要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供具有偏射光且光度强的透镜。
本发明还提供一种应用所述透镜的灯具。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透镜，其包括光线入射面、光线反射面、光线出射面及连接面，所述光线入射面与所述光线反射面分别位于透镜的相对两端，所述光线入射面、连接面、光线出射面及光线反射面依次连接，所述光线入射面包括第一入射面及第二入射面，所述光线出射面包括第一出射面及第二出射面；射入所述第一入射面的光线被折射后入射到所述光线反射面，经反射后入射到所述第一出射面后再次折射，射入所述第二入射面的光线被折射后入射到所述第二出射面后再次折射，与射出所述第一出射面的光线相互叠加射出。
其中，所述透镜由光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料射出成型工艺制成。
其中，所述第一入射面为一内凹面，其连接所述第二入射面的内圆周。
其中，所述第二入射面为向所述第一入射面倾斜的圆环面，其内圆周连接所述第一入射面，外圆周连接所述连接面的内圆周。
其中于，所述第一出射面与所述第二出射面均为弧形面，且具有小的圆周端相连接；所述第一出射面的外圆周连接所述光线反射面的外圆周，所述第二出射面外圆周接所述连接面的外圆周。
其中，所述透镜还包括位于透镜光轴中心的出射平面，所述光线反射面呈圆环状凹面，其内圆周呈一倾斜角连接于所述出射平面周缘，外圆周连接所述第一出射面。
其中，所述透镜还包括容置腔，所述容置腔由所述光线入射面围成。
其中，所述连接面为平面。
本发明还涉及一种灯具，其包括光源及上所述的透镜，所述光源的光线射入所述第一入射面的光线被折射后入射到所述光线反射面，经反射后入射到所述第一出射面后再次折射，射入所述第二入射面的光线被折射后入射到所述第二出射面后再次折射，与射出所述第一出射面的光线相互叠加射出。
其中，所述透镜一端开设有容置腔，该容置腔由所述光线入射面围成，所述光源的发光部容置于该容置腔内，其发出的光线照射至该光线入射面上。
本发明的透镜在所述光源发出的光线由所述光线反射面处发生全反射后入射到所述第一出射面；并在该第一出射面处再次发生折射后形成度左右的强照明区域；该第二入射面处发生折射后入射到所述第二出射面处，并在该第二出射面处再次发生折射后形成强照明区域；从第一出射面及第二出射面发出的光束相互叠加最后形成一半光强光束，满足灯具产生的偏光角度及照明度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的灯具的立体示意图。
图2是图1所示的灯具的另一角度示意图。
图3是图1所示的灯具的平面示意图。
图4是图3所示的灯具的部分剖视图。
图5是本发明实施例提供的灯具的配光曲线图（极坐标形式）。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1及图2，本发明实施方式提供一种灯具，其可为矿灯，机场助航灯等照明灯具，在本发明实施例中，该灯具以助航灯为例加以说明。所述灯具包括光源20及与所述光源20对应设置的透镜40，所述透镜40组成了该灯具的配光系统，其可形成所需聚光角度的出射光，满足了所述灯具中对配光设计的要求。所述光源20可根据照明需要发射相应颜色、亮度的光线，并照射至所述透镜40上，该透镜40光学处理（如反射、折射）来自所述光源20的光线，从而在被照面上形成所需半光强角度的出射光。
在本发明实施例中，所述灯具还包括灯具壳体、散热板、驱动组件、灯罩等组件，所述灯具壳体作为该灯具的主体，其用于容纳所述光源20、透镜40、散热板、驱动组件等灯具组件于其内，所述灯罩可拆卸地罩设于该灯具壳体上，进而将所述光源20、透镜40、散热板、驱动组件等灯具组件封装于所述灯具壳体内。
请一并参阅图3及图4，所述光源20可为发光二极管（light emitting diode，LED）芯片，其可通过表面贴装、焊接等方式安装于所述散热板（如，铝基板）上，该散热板可将该光源20工作时产生的热量传导散出去。所述光源20包括发光部22，该发光部22位于所述透镜40内，其发出的光线照射至所述透镜40上，并由该透镜40的表面进行反射或折射。
在本发明实施例中，所述透镜40整体大致呈圆鼓状，其可由聚甲基丙烯酸甲酯（PolymethylMethacrylate，PMMA）材料制成。具体地，该透镜40可由光学级PMMA材料射出成型工艺制成。所述透镜40可为散光透镜，其表面包括光线入射面42、光线出射面43、出射平面44、光线反射面45及连接面46。所述两个光线反射面45之间由所述出射平面44过渡连接。所述光线入射面42与所述光线分别位于透镜40的相对两端，所述光线出射面43连接所述光线入射面42与所述连接面46之间。所述光线入射面42与光线出射面43之间由所述连接面46过渡连接，所述光线入射面42、光线出射面43、出射平面44、两个光线反射面45及连接面46组成所述透镜40的外表面。
在本发明实施例中，所述透镜40开设有容置腔47，该容置腔47开设于该透镜40的光线入射端（即面积较小的一端），所述光源20对准该容置腔47，且该光源20的发光部22容置于该容置腔47内。所述光线入射面42围成了所述容置腔47。所述连接面46为所述透镜40的侧面。在本发明实施例中，所述连接面46为一环装平面，其用于将所述透镜40装于所述灯具壳体上。
在本发明的实施例中，所述光线入射面42包括第一入射面422及第二入射面423。所述第一入射面422为一内凹面，其连接所述第二入射面423的内圆周，从而围成所述容置腔47。位于该容置腔47内的发光部22发出的光线照射至该光线入射面42上。所述光源20发出的部分光线在该第一入射面422处发生折射后入射到所述光线反射面45处，并在该光线反射面45处发生全反射后入射到所述光线出射面43，并在该光线出射面43处再次发生折射后形成所需聚光角度的光线射出（如图5中所示的光线①和光线②）。所述第二入射面423为向所述第一入射面422倾斜的圆环面，其内圆周连接所述第一入射面422，外圆周连接所述连接面46的内圆周。所述光源20发出的部分光线在该第二入射面423处发生折射后入射到所述光线出射面43处，并在该光线出射面43处再次发生折射后形成所需聚光角度的光线射出（如图5中所示的光线③和光线④）。
在本发明实施例中，所述出射平面44位于与所述光源20中心相对的一平面，其两端与光轴线产生夹角在±5°区间。所述光源20发出的部分光线在该第一入射面422处发生折射后入射到所述出射平面44，在出射平面44处发生第二次折射后形成10°左右（即与光轴夹角为±5°区间）的微弱照明区域，此区域照明相对透镜整体照明来说可以忽略不计。光线反射面45呈圆环状凹面，其位于所述透镜40的面积较大的一端。所述光线反射面45内圆环呈一倾斜角连接于所述出射平面44周缘，形成侧面大致为V型结构。所述光源20的光线经所述光线入射面42后射入光线反射面45处，再经所述光线反射面45进行全反射。
在本发明实施例中，所述光线出射面43为一曲面，其连接所述光线反射面45与连接面46位于所述透镜40外圆周。所述光线出射面43包括第一出射面432及第二出射面434。所述第一出射面432外圆环连接所述光线反射面45的外圆周，所述第二出射面434外圆环连接所述连接面46的外圆周。所述第一出射面432与所述第二出射面434均为弧形面，并且较小的圆周相连接。具体为，所述光源20发出在±2°～±60°区域的部分光线经该第一入射面422处发生折射后入射到所述光线反射面45处，并在该光线反射面45处发生全反射后入射到所述第一出射面432，并在该第一出射面432处再次发生折射后形成10°左右的（即与光轴夹角为±80°～±90°区间）强照明区域，即所需聚光角度的光线射出（如图5中所示的光线①和光线②）。所述光源20发出的±60°～±90°区域的光分光线在该第二入射面423处发生折射后入射到所述第二出射面434处，并在该第二出射面434处再次发生折射后形成10°左右的（即与光轴夹角为±80°～±90°区间）强照明区域，即所需聚光角度的光线射出（如图5中所示的光线③和光线④）。从第一出射面432及第二出射面434发出的光束相互叠加最后形成一半光强角度为10的光束，分布在与光轴夹角为±80°～±90°的区间内。
请一并参阅图1至图5，使用时，所述光源20通过表面贴装、焊接等方式安装于所述散热板（如，铝基板）上，通电后，该光源20根据照明需要发出相应颜色及亮度的光线。所述光源20的发光部22容置于所述容置腔47内，并对准所述光线入射面42。所述光源20发出的部分光线在该第一入射面422处发生折射后入射到所述出射平面44，在出射平面44处发生第二次折射后形成10°左右（即与光轴夹角为±5°区间）的微弱照明区域，此区域照明相对透镜整体照明来说可以忽略不计。所述光源20发出在±2°～±60°区域的部分光线经该第一入射面422处发生折射后入射到所述光线反射面45处，并在该光线反射面45处发生全反射后入射到所述第一出射面432，并在该第一出射面432处再次发生折射后形成10°左右的（即与光轴夹角为±80°～±90°区间）强照明区域，即所需聚光角度的光线射出（如图5中所示的光线①和光线②）。所述光源20发出的±60°～±90°区域的光分光线在该第二入射面423处发生折射后入射到所述第二出射面434处，并在该第二出射面434处再次发生折射后形成10°左右的（即与光轴夹角为±80°～±90°区间）强照明区域，即所需聚光角度的光线射出（如图5中所示的光线③和光线④）。因此，所述灯具最终可形成如图5所示的光强，其中，发光的半光强角度大约为10°。从第一出射面432及第二出射面434发出的光束相互叠加最后形成一半光强角度为10的光束，分布在与光轴夹角为±80°～±90°的区间内；满足灯具产生的偏光角度及照明度。可以理解的是，上述设计仅为该透镜40其中一个具体实施例，本申请并不仅仅限于上述设计，该透镜40的尺寸是根据所述灯具的结构尺寸设计出来的，只要满足这种光学性能的设计参数均在本申请保护范围之内，在此不再赘述。
综上所述，本发明所提供的灯具中，所述透镜40的结构简单，所述光源20发出的光线由所述光线反射面45处发生全反射后入射到所述第一出射面432；并在该第一出射面432处再次发生折射后形成10°左右的强照明区域；该第二入射面423处发生折射后入射到所述第二出射面434处，并在该第二出射面434处再次发生折射后形成10°左右的强照明区域；从第一出射面432及第二出射面434发出的光束相互叠加最后形成一半光强角度为10的光束，分布在与光轴夹角为±80°～±90°的区间内满足灯具产生的偏光角度及照明度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种透镜，其特征在于，所述透镜包括光线入射面、光线反射面、光线出射面及连接面，所述光线入射面与所述光线反射面分别位于透镜的相对两端，所述光线入射面、连接面、光线出射面及光线反射面依次连接，所述光线入射面包括第一入射面及第二入射面，所述光线出射面包括第一出射面及第二出射面；射入所述第一入射面的光线被折射后入射到所述光线反射面，经反射后入射到所述第一出射面后再次折射，射入所述第二入射面的光线被折射后入射到所述第二出射面后再次折射，与射出所述第一出射面的光线相互叠加射出。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜由光学级聚甲基丙烯酸甲酯材料射出成型工艺制成。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一入射面为一内凹面，其连接所述第二入射面的内圆周。
4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述第二入射面为向所述第一入射面倾斜的圆环面，其内圆周连接所述第一入射面，外圆周连接所述连接面的内圆周。
5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述第一出射面与所述第二出射面均为弧形面，且具有小的圆周端相连接；所述第一出射面的外圆周连接所述光线反射面的外圆周，所述第二出射面外圆周接所述连接面的外圆周。
6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述透镜还包括位于透镜光轴中心的出射平面，所述光线反射面呈圆环状凹面，其内圆周呈一倾斜角连接于所述出射平面周缘，外圆周连接所述第一出射面。
7.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜还包括容置腔，所述容置腔由所述光线入射面围成。
8.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述连接面为平面。
9.一种灯具，其包括光源，其特征在于，所述灯具还包括如权利要求1-8所述的透镜，所述光源的光线射入所述第一入射面的光线被折射后入射到所述光线反射面，经反射后入射到所述第一出射面后再次折射，射入所述第二入射面的光线被折射后入射到所述第二出射面后再次折射，与射出所述第一出射面的光线相互叠加射出。
10.根据权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述透镜一端开设有容置腔，该容置腔由所述光线入射面围成，所述光源的发光部容置于该容置腔内，其发出的光线照射至该光线入射面上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150603 |