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透镜及灯具的制作方法

时间:2022-02-17 阅读: 作者:专利查询

透镜及灯具的制作方法

1.本技术属于光学技术领域,更具体地说,是涉及一种透镜及灯具。


背景技术:

2.目前,为提高透镜的光束角,通常在透镜的出光面设置圆柱面突起结构,通过圆柱面突起结构来扩散光线;然而,为保证透镜的光束角,圆柱面凸起结构的曲率一般较大,使得相邻两个圆柱面凸起结构相切或者通过两个斜面连接,这样,经过相邻两个圆柱面凸起结构的连接处的光线会产生反射作用,最终背向透镜的出光面出射,从而降低了透镜的出光效率;因此,透镜的光束角和出光效率难以权衡。


技术实现要素:

3.本技术实施例的目的之一在于:提供一种透镜,旨在解决现有技术中,透镜的出光效率和光束角难以权衡的技术问题。
4.为解决上述技术问题,本技术实施例采用的技术方案是:
5.提供了一种透镜,其设有入光面和出光面,所述入光面和所述出光面沿第一方向依次设于所述透镜的相对两侧;所述出光面设有多个沿第二方向排列分布的条形凸部,所述条形凸部朝所述第一方向凸出设置;相邻两个所述条形凸部之间连接有条形凹部,所述条形凹部的表面为朝所述第一方向的反方向凹陷的平滑曲面;其中,所述第二方向垂直于所述第一方向。
6.在一个实施例中,各所述条形凹部关于与第三方向平行的轴线对称设置,所述第三方向分别垂直于所述第一方向和所述第二方向。
7.在一个实施例中,在所述第二方向上,所述条形凹部的曲率自所述透镜的中部向两侧逐一减小。
8.在一个实施例中,所述条形凸部的表面为朝所述第一方向凸出的平滑曲面。
9.在一个实施例中,各所述条形凸部关于与第三方向平行的轴线对称设置,所述第三方向分别垂直于所述第一方向和所述第二方向。
10.在一个实施例中,各所述条形凸部的曲率相同。
11.在一个实施例中,所述透镜还设有反射面,所述反射面自所述入光面的外边缘延伸至所述出光面的外边缘,且所述反射面用于将光线准直投射至所述条形凸部。
12.在一个实施例中,所述反射面由对称的两条弧线绕其对称轴旋转180
°
形成,且两条所述弧线的对称点之间的距离沿所述第一方向逐渐增大。
13.在一个实施例中,所述入光面沿所述第一方向凹陷形成有收容槽,所述收容槽用于收容灯源。
14.本实施例还提供了一种灯具,包括灯源和所述透镜,所述灯源设于所述入光面一侧。
15.本技术实施例提供的透镜的有益效果在于:与现有技术相比,本技术中,相邻两个
条形凸部之间连接有条形凹部,且条形凹部为朝第一方向的反方向凹陷的平滑曲面,则经过条形凹部的光线能够产生折射作用,最后投射至外部,这样,减缓了经过相邻两个条形凸部之间的光线产生反射的现象,使得更多的光线在条形凹部的折射作用下投射至外部,如此提高了透镜的出光效率;并且,相邻两个条形凸部之间通过条形凹部连接,则在设置条形凹部时无需改变条形凸部的曲率,从而保证了条形凸部的光束角。因此,条形凸部和条形凹部的设置,在保证透镜的光束角的基础上,提高了透镜的出光效率。相应的,本实施例提供的灯具也具有上述透镜的在保证光束角的基础上,出光效率更高的优点。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的透镜的立体示意图;
18.图2为图1的剖视图;
19.图3为图2中a处的局部放大图;
20.图4为图2的光路图;
21.图5为图4中b处的局部放大图。
22.其中,图中各附图标记:
23.10-入光面;101-收容槽;20-出光面;30-条形凸部;40-条形凹部;50-反射面;501-弧线;z-第一方向;x-第二方向;y-第三方向。
具体实施方式
24.下面详细描述本技术的实施例,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,旨在用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
25.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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技术和简化描述,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技术的限制。
26.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。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定,其中,两个以上包含两个。
27.在本技术中,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技术中的具体含义。
28.以下结合具体附图及实施例进行详细说明:
29.请一并参阅图1至图5,本技术实施例提供的透镜设有入光面10和出光面20,入光面10和出光面20沿第一方向z依次设于透镜的相对两侧;其中,本实施例中,出光面20为平面,当然,在其他可能的实施例中,出光面20也可以根据实际需求设置为曲面。
30.出光面20设有多个沿第二方向x排列分布的条形凸部30,条形凸部30朝第一方向z凸出设置;其中,第二方向x垂直于第一方向z。可以理解的,条形凸部30沿第三方向y延伸设置,其中,第三方向y分别垂直于第一方向z和第二方向x,这里的垂直指的是基本垂直,也就是说,相互垂直的两个方向可存在偏差。需要说明的是,条形凸部30沿第三方向y延伸设置,且条形凸部30背向入光面10凸出设置,则经过条形凸部30的光线能够在条形凸部30的表面发生折射,并在条形凸部30的表面出射后先会聚交叉后产生扩散,这样,条形凸部30将光线折射并使其偏向条形凸部30在第二方向x上的两侧,从而增大了透镜的光束角。
31.相邻两个条形凸部30之间连接有条形凹部40,条形凹部40的表面为朝第一方向z的反方向凹陷的平滑曲面;可以理解的,条形凹部40沿第三方向y延伸设置,且条形凹部40的表面朝向入光面10凹陷设置。需要说明的是,相关技术中,相邻两个条形凸部30之间相切或者通过两个斜面连接,使得连接于相邻两个条形凸部30之间的结构的曲率都非常大,光线在相邻两个条形凸部30之间容易发生反射;本实施例中,条形凹部40实现了相邻两个条形凸部30之间的连接,则在不改变条形凸部30的曲率的基础上,条形凹部40在设计时可根据实际需求将其曲率设计得更低,减缓光线反射的情况;这样,经过条形凹部40的光线可在条形凹部40的表面发生折射而非反射,则条形凹部40将光线折射并使其偏向条形凹部40在第二方向x上的两侧,从而,使得更多的光线能够经过条形凹部40折射至外部,提高了光线的利用率,从而提高了透镜的出光效率。
32.还需要说明的是,灯源设于透镜的入光面10一侧,灯源发出的光线从入光面10入射至透镜内,并通过出光面20,最后通过条形凸部30或条形凹部40的折射,以投射出外部。
33.本技术实施例中,相邻两个条形凸部30之间连接有条形凹部40,且条形凹部40为沿第一方向z的反方向凹陷的平滑曲面,则经过条形凹部40的光线能够产生折射作用,最后投射至外部,这样,减缓了经过相邻两个条形凸部30之间的光线产生反射的现象,以减小了光损失,使得更多的光线在条形凹部40的折射作用下投射至外部,如此提高了透镜的出光效率;并且,相邻两个条形凸部30之间通过条形凹部40连接,则在设置条形凹部40时无需改变条形凸部30的曲率,从而保证了条形凸部30的光束角。因此,条形凸部30和条形凹部40的设置,在保证透镜的光束角的基础上,提高了透镜的出光效率。
34.在一个实施例中,请一并参阅图2至图5,各条形凹部40关于与第三方向y平行的轴线对称设置,第三方向y分别垂直于第一方向z和第二方向x。可以理解的,在透镜的垂直于第三方向y的截面上,各条形凹部40为轴对称结构,也即是,各条形凹部40沿第二方向x上的相对两侧关于第一方向z所在的轴线对称设置。因此,通过采用上述技术方案,一方面,各条形凹部40为轴对称结构,使得各条形凹部40能够将光线更加均匀地折射至第二方向x上的两侧,从而保证光斑的均匀性和透镜的光束角;另一方面,使得透镜的结构设计和光路设计都更加简单,有助于在光线入射至条形凹部40之前对该光线进行对应性的处理。需要说明的是,在光线入射至条形凹部40之前对该光线进行准直处理,使得光线大致沿第一方向z投
射至条形凹部40,则条形凹部40能够将更多折射更多的光线,以减缓光线在条形凹部40处反射的现象,并且,条形凹部40还能够将光线更加均匀地折射至外部,有助于提高光线的出射均匀性,以提高光斑的均匀性。
35.在一个实施例中,请一并参阅图2至图5,在第二方向x上,条形凹部40的曲率自透镜的中部向两侧逐一减小;可以理解的,多个条形凹部40的曲率沿透镜在第二方向x上的中间向两侧逐渐减小,还可以理解的,在第二方向x上,条形凹部40的曲率先逐渐增大后逐渐减小。
36.需要说明的是,一般的,灯源发射的光线一般以分散的状态发射至条形凸部30或条形凹部40;甚至,当在光线入射至条形凸部30或条形凹部40之前对光线进行准直作用,使得光线沿第一方向z入射至条形凹部40或条形凸部30时,此时,入射至透镜沿第二方向x上的两侧的光线仍然会出现稍微倾斜的效果。因此,通过将透镜在第二方向x上的两侧的条形凹部40的曲率做得更小,有助于使得条形凹部40折射这部分倾斜后的光线,使得更多的光线经过条形凹部40折射至外部而非反射;可以理解的,在第二方向x上不同曲率的条形凹部40,用以对应折射在第二方向x上不同区域的入射角不同的光线,从而有助于进一步提升透镜的出光效率。
37.在一个实施例中,请一并参阅图1至图5,条形凸部30的表面为朝第一方向z凸出的平滑曲面;可以理解的,条形凸部30的表面背向入光面10凸出设置,且条形凸部30的表面为平滑曲面。通过采用上述技术方案,一方面,有助于实现相邻两个条形凹部40之间的平滑过渡,保证条形凹部40的折射效果;另一方面,平滑曲面的设置,使得条形凸部30能够更好地对光线产生折射作用,使得经过条形凸部30的光线折射至条形凸部30沿第二方向x上的两侧,以保证透镜的光束角。
38.在一个实施例中,请一并参阅图2至图5,各条形凸部30关于与第三方向y平行的轴线对称设置,第三方向y分别垂直于第一方向z和第二方向x。可以理解的,在透镜的垂直于第三方向y的截面上,各条形凸部30为轴对称结构,也即是,各条形凸部30沿第二方向x上的相对两侧关于第一方向z所在的轴线对称设置。因此,通过采用上述技术方案,一方面,各条形凸部30为轴对称结构,有助于各条形凸部30将光线折射至第二方向x上的相对两侧,有助于保证光斑的均匀性和透镜的光束角;另一方面,使得透镜的结构设计和光路设计都更加简单,有助于在光线入射至条形凸部30之前对该光线进行对应性的处理。需要说明的是,在光线入射至条形凸部30之前对该光线进行准直处理,使得光线大致沿第一方向z投射至条形凸部30,则条形凸部30均匀地将光线折射至透镜沿第二方向x上的两侧,从而保证透镜的光束角,并且,条形凸部30还能够将光线更加均匀地折射至外部,有助于提高光线的出射均匀性,以提高光斑的均匀性。
39.在一个实施例中,请一并参阅图1至图5,各条形凸部30的曲率相同。通过采用上述技术方案,一方面,使得各条形凸部30的光路设计可相同,有助于多个条形凸部30将光线更加均匀地折射至第二方向x上的相对两侧,保证光斑的均匀性和透镜的扩束角;另一方面,使得透镜的结构设计和光路设计都更加简单,有助于在光线入射至条形凸部30之前对该光线进行对应性的处理。需要说明的是,在光线入射至条形凸部30之前对该光线进行准直处理,使得光线大致沿第一方向z投射至条形凸部30,从而保证透镜的光束角,并且,各条形凸部30的曲率相同,还能够进一步提升光线的出射均匀性,以进一步提高光斑的均匀性。
40.在一个实施例中,请一并参阅图1至图5,透镜还设有反射面50,反射面50自入光面10的外边缘延伸至出光面20的外边缘,且反射面50用于将光线准直投射至条形凸部30。其中,灯源投射的光线经过入光面10进入透镜内,并经过反射面50的反射后准直至条形凸部30或条形凹部40上,从而折射至外部。
41.需要说明的是,通过采用上述技术方案,反射面50的设置,一方面,使得灯源发出的光线经过反射面50的准直作用后,以大致统一的方向投射至条形凸部30或条形凹部40,这样,为保证光线的出射均匀性和透镜的光束角,此时可将各条形凸部30的曲率设置为相同,且各条形凸部30和各条形凹部40在垂直于第三方向y的截面上均为轴对称结构,如此使得透镜的结构设计和光路设计都更加简单;另一方面,使得更多的光线经过反射面50的反射作用下投射至出光面20,减少了光损失,保证了透镜的出光效率。
42.在一个实施例中,请一并参阅图1及图2,反射面50由对称的两条弧线501绕其对称轴旋转180
°
形成,且两条弧线501的对称点之间的距离沿第一方向z逐渐增大。
43.可以理解的,透镜大致呈圆锥状,第一方向z为透镜的轴向,反射面50为沿径向上外凸的圆锥面,从而,使得反射面50为全反射面50,保证更多的光线被反射面50反射至条形凸部30或条形凹部40上,并且,使得反射面50具有准直光线的效果。
44.在一个实施例中,请参阅图2,入光面10沿第一方向z凹陷形成有收容槽101,收容槽101用于收容灯源。可以理解的,收容槽101为入光面10朝向出光面20凹陷形成,使得灯源收容于收容槽101内,从而使得灯源发射的光线能够被反射面50反射至条形凸部30或条形凹部40上。
45.基于上述的透镜的构思,本实施例还提供了一种灯具,该灯具包括灯源和透镜,灯源设于入光面10一侧。其中,本实施例中的透镜与上一实施例中的透镜相同,具体请参阅上一实施例中透镜的相关描述,此处不赘述。需要说明的是,灯源发出的光线从入光面10入射至透镜内,并通过出光面20,最后通过条形凸部30或条形凹部40的折射,以投射出外部。
46.通过采用上述技术方案,使得条形凹部40连接于相邻两个条形凸部30之间,且条形凹部40为朝向入光面10凹陷的平滑曲面,并能够折射光线以将光线折射至条形凹部40在第二方向x上的两侧,如此,在保证透镜的光束角的基础上,减缓了光线的反射情况,从而提高了透镜的出光效率。
47.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。