透镜和灯具论文和设计-王万林

全文摘要

本实用新型涉及透镜和灯具,透镜包括入光部和出光部，出光部包括主出光面和围设在主出光面外围的辅出光面。主出光面和辅出光面背离入光部外凸，辅出光面为弧面。辅出光面在远离主出光面的方向上外凸的高度逐渐降低。灯具包括灯壳、发光组件和配光组件，配光组件包括上述的透镜。配光组件还包括安装板，透镜设置在安装板上，安装板设置有阶梯轴。阶梯轴的轴段的数量为至少3个，相邻的两个轴段的交界面形成限位面。发光组件包括灯板，灯板设置有至少两个孔径不同的限位孔，阶梯轴与限位孔插接配合，且限位孔与限位面限位配合。相对于现有的平面状的出光面，本实用新型的出光部的形状能够使得透镜发出的光线更加的集中。

主设计要求

1.一种透镜(10),其特征在于,包括入光部(11)和出光部(14)，所述出光部(14)包括主出光面(141)和围设在所述主出光面(141)外围的辅出光面(142)；所述主出光面(141)和所述辅出光面(142)背离所述入光部(11)外凸，所述辅出光面(142)为弧面；所述辅出光面(142)在远离所述主出光面(141)的方向上外凸的高度逐渐降低。

设计方案

2.根据权利要求1所述的透镜(10),其特征在于,所述透镜(10)为准直透镜。

3.根据权利要求1所述的透镜(10),其特征在于,所述入光部(11)包括主入光面(111)，所述主入光面(111)背离所述出光部(14)外凸。

4.根据权利要求1所述的透镜(10),其特征在于,所述入光部(11)包括主入光面(111)和辅入光面，所述主入光面(111)的外围设置有凸部(16)，所述凸部(16)背离所述出光部(14)外凸，所述凸部(16)朝向所述主入光面(111)的面形成所述辅入光面，所述凸部(16)背离所述主入光面(111)的面形成反射面(13)，所述反射面(13)为全反射面。

5.根据权利要求4所述的透镜(10),其特征在于,所述凸部(16)的数量为至少两个，至少两个所述凸部(16)在远离所述主入光面(111)的方向上高度依次增大。

6.一种灯具，其特征在于,包括灯壳(40)、发光组件(20)和配光组件，所述配光组件包括权利要求1-3任一项所述的透镜(10)，所述灯壳(40)具有灯腔(41)，所述发光组件(20)和所述配光组件设置在所述灯腔(41)中。

7.根据权利要求6所述的灯具,其特征在于,所述配光组件还包括安装板(30)，所述透镜(10)设置在所述安装板(30)上，所述安装板(30)设置有阶梯轴(33)；所述阶梯轴(33)的轴段的数量为至少3个，相邻的两个所述轴段的交界面形成限位面；所述发光组件包括灯板(21)，所述灯板(21)设置有至少两个孔径不同的限位孔(211)，所述阶梯轴(33)与所述限位孔(211)插接配合，且所述限位孔(211)与所述限位面限位配合。

8.根据权利要求7所述的灯具,其特征在于,所述安装板(30)与所述灯板(21)均为圆盘状结构，且所述安装板(30)与所述灯板(21)的中心线重合。

9.根据权利要求7所述的灯具,其特征在于,不同的所述限位孔(211)与不同的所述限位面限位配合使得所述透镜(10)形成不同的光束角，所述光束角至少包括12°、24°和36°中的任意两个。

10.根据权利要求6所述的灯具,其特征在于,所述入光部(11)包括主入光面(111)和辅入光面，所述主入光面(111)的外围设置有至少两个凸部(16)，所述凸部(16)背离所述出光部(14)外凸，所述凸部(16)朝向所述主入光面(111)的面形成所述辅入光面，所述凸部(16)背离所述主入光面(111)的面形成反射面(13)；在远离所述主入光面(111)的方向上，至少两个所述凸部(16)的外端到所述发光组件(20)的发光中心的连线与所述透镜(10)的中心线之间形成的夹角依次增大。

11.根据权利要求10所述的灯具,其特征在于,至少两个所述凸部(16)按照与所述主入光面(111)从近到远的顺序依次包括第一凸部(161)、第二凸部(162)和第三凸部(163)，所述第一凸部(161)、所述第二凸部(162)以及所述第三凸部(163)的外端到所述发光组件(20)的发光中心的连线与所述透镜(10)的中心线之间依次形成50°-60°、60°-70°以及70°-80°的夹角。

12.根据权利要求10或11所述的灯具,其特征在于,所述主入光面(111)的外端到所述发光组件(20)的发光中心的连线与所述透镜(10)的中心线之间形成40°-50°的夹角。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种透镜和灯具。

背景技术

LED照明灯具已经开始普及，现有对LED照明灯具的光线分布要求也越来越高。

目前通用的聚集光束技术是采用TIR透镜、反射器或透镜加反射器。TIR透镜配光的特点是厚度较厚，成本高。反射器配光的特点是有一部分光没法通过反射面聚焦，直接出射，光斑副光斑比较大，而且厚度大。

现有的LED照明灯具的光束角也无法调节。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于:提供一种光线更加集中的透镜和灯具。

本实用新型的技术方案如下:

一种透镜,包括入光部和出光部，所述出光部包括主出光面和围设在所述主出光面外围的辅出光面；所述主出光面和所述辅出光面背离所述入光部外凸，所述辅出光面为弧面；所述辅出光面在远离所述主出光面的方向上外凸的高度逐渐降低。

优选地，在上述的透镜中,所述透镜为准直透镜。

优选地，在上述的透镜中,所述入光部包括主入光面，所述主入光面背离所述出光部外凸。

优选地，在上述的透镜中,所述入光部包括主入光面和辅入光面，所述主入光面的外围设置有凸部，所述凸部背离所述出光部外凸，所述凸部朝向所述主入光面的面形成所述辅入光面，所述凸部背离所述主入光面的面形成反射面，所述反射面为全反射面。

优选地，在上述的透镜中,所述凸部的数量为至少两个，至少两个所述凸部在远离所述主入光面的方向上高度依次增大。

一种灯具，其特征在于,包括灯壳、发光组件和配光组件，所述配光组件包括上述的透镜，所述灯壳具有灯腔，所述发光组件和所述配光组件设置在所述灯腔中。

优选地，在上述的灯具中,所述配光组件还包括安装板，所述透镜设置在所述安装板上，所述安装板设置有阶梯轴；所述阶梯轴的轴段的数量为至少3个，相邻的两个所述轴段的交界面形成限位面；所述发光组件包括灯板，所述灯板设置有至少两个孔径不同的限位孔，所述阶梯轴与所述限位孔插接配合，且所述限位孔与所述限位面限位配合。

优选地，在上述的灯具中,所述安装板与所述灯板均为圆盘状结构，且所述安装板与所述灯板的中心线重合。

优选地，在上述的灯具中,不同的所述限位孔与不同的所述限位面限位配合使得所述透镜形成不同的光束角，所述光束角至少包括12°、24°和36°中的任意两个。

优选地，在上述的灯具中,所述入光部包括主入光面和辅入光面，所述主入光面的外围设置有至少两个凸部，所述凸部背离所述出光部外凸，所述凸部朝向所述主入光面的面形成所述辅入光面，所述凸部背离所述主入光面的面形成反射面；在远离所述主入光面的方向上，至少两个所述凸部的外端到所述发光组件的发光中心的连线与所述透镜的中心线之间形成的夹角依次增大。

优选地，在上述的灯具中,至少两个所述凸部按照与所述主入光面从近到远的顺序依次包括第一凸部、第二凸部和第三凸部，所述第一凸部、所述第二凸部以及所述第三凸部的外端到所述发光组件的发光中心的连线与所述透镜的中心线之间依次形成50°-60°、60°-70°以及70°-80°的夹角。

优选地，在上述的灯具中,所述主入光面的外端到所述发光组件的发光中心的连线与所述透镜的中心线之间形成40°-50°的夹角。

本实用新型的透镜的优点在于：相对于现有的平面状的出光面，本实用新型的出光部的形状能够使得所述透镜发出的光线更加的集中。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的透镜的侧面视图；

图2为本实用新型实施例1的透镜与发光组件的位置关系图；

图3为本实用新型实施例1的透镜的光路图；

图4为本实用新型实施例1的配光组件与发光组件的装配图；

图5为本实用新型实施例1的透镜的部分结构示意图；

图6为本实用新型实施例2的灯具的内部示意图。

图中部件名称及标号如下：

透镜10、入光部11、主入光面111、第一辅入光面112、第二辅入光面113、第三辅入光面114、反射面13、第一反射面131、第二反射面132、第三反射面133、出光部14、主出光面141、辅出光面142、凸部16、第一凸部161、第二凸部162、第三凸部163、发光组件20、灯板21、限位孔211、灯体22、发光中心221、入射光线222、出射光线223、安装板30、连接孔31、定位槽32、阶梯轴33、灯壳40、灯腔41、支撑部42、出光口43、透明罩50。

具体实施方式

实施例1

如图1所示,本实施例公开了一种透镜10，透镜10包括入光部11和出光部14，如图2和图3所示,入光部11用于接收发光组件20的灯体22发出的入射光线222,入射光线222进入该入光部11后最终从出光部14射出，形成出射光线223。出光部14包括主出光面141和围设在主出光面141外围的辅出光面142，主出光面141和辅出光面142形成连续的出光面。优选地，透镜10为准直透镜，出射光线223为准直光线。

主出光面141和辅出光面142背离入光部11外凸，辅出光面142在远离主出光面141的方向上外凸的高度逐渐降低。主出光面141和辅出光面142的结构使得出光部14射出的光线更加的集中。辅出光面142为弧面，有利于进一步使得出射光线223更加的集中。如图4所示，辅出光面142为环状结构，使得整个透镜10更加的美观，也使得出光部14面积更大。

入光部11与出光部14相对设置，入光部11朝向发光组件20的灯体22。入光部11包括主入光面111，主入光面111背离出光部14外凸。入光部11包括主入光面111和辅入光面，主入光面111的外围设置有凸部16，凸部16背离出光部14外凸或者凸部16朝向发光组件20的灯体22外凸，凸部16朝向主入光面111的面为辅入光面或者凸部16朝向灯体22的面为辅入光面，凸部16背离主入光面111的面为反射面13或者凸部16背离灯体22的面为反射面13。辅入光面与反射面13之间形成夹角。如图2所示，辅入光面和反射面13均为斜面，凸部16在朝向发光组件20的方向上厚度逐渐减小，即在朝向发光组件20的方向上，辅入光面与反射面13之间的距离逐渐减小。

如图3所示，发光组件20的灯体22发出的入射光线222一部分从主入光面111进入透镜10，另一部分从辅入光面进入透镜。进入透镜的一部分光线直接从主出光面141和辅出光面142射出，一部分光线经过反射面13的全反射之后，从主出光面141和辅出光面142射出。

凸部16的数量为至少两个，至少两个凸部16在远离主入光面111的方向上凸起的高度依次增大，从而能够使得辅入光面更充分地接收发光组件20的灯体22发出的光线，提高配光效果。凸部16优选为环状结构。距离主入光面111最远的凸部16凸起的高度高于主入光面111，有利于辅入光面更充分地接收发光组件20的灯体22发出的光线。

如图2所示，凸部16的数量优选为3个，3个凸部16在远离主入光面111的方向上依次为第一凸部161、第二凸部162和第三凸部163，第一凸部161朝向灯体22的面为第一辅入光面112，第二凸部162朝向灯体22的面为第二辅入光面113，第三凸部163朝向灯体22的面为第三辅入光面114。第一凸部161背离灯体22的面为第一反射面131，第二凸部162背离灯体22的面为第二反射面132，第三凸部163背离灯体22的面为第三反射面133。

结合图1和图2，第三凸部163凸起的高度的最大，第三凸部163凸起的高度高于主入光面111，第三凸部163的外端距离发光组件20的灯板21最近，3个凸部中，第一凸部161的外端距离灯板21最远，第二凸部162的外端与灯板21的距离介于第一凸部161与第三凸部163之间。

实施例2

如图6所示,本实施例公开了一种灯具,该灯具可以为筒灯，筒灯包括灯壳40，灯壳40具有灯腔41，筒灯还包括发光组件20、配光组件和驱动电源，发光组件20、配光组件和驱动电源图中未显示均设置在灯腔41中。发光组件20与驱动电源电连接，驱动电源通过灯壳40上的穿线孔与外部电源电连接。驱动电源也可以不设置在灯腔41中，在另一个实施例中，驱动电源设置在灯腔41之外。

如图4所示，配光组件包括安装板30和分布在安装板30上的实施例1的透镜10，透镜10的数量可以为1个、2个、3个、4个等，透镜10与安装板30可以一体注塑成型，成型方式简单，无需装配。如图6所示，安装板30包括朝向发光组件20的第一表面和背离发光组件20的第二表面。透镜10的主入光面111以及凸部16露在第一表面之外，且朝向发光组件20。透镜10的出光部14露在第二表面之外。

下面以透镜10的数量为3个说明本实施例的灯具。3个透镜10周向分布在安装板30上。发光组件20包括灯板21和分布在灯板21上的灯体22，灯体22至少包括3组，每组灯体22与一个透镜10相对设置。每组灯体22的数量可以根据需要设定，每组灯体22的数量可以为1个，此时该1个灯体22的发光中心即为发光组件20的发光中心。当每组灯体22的数量为至少两个时，该组灯体22的发光中心即为发光组件20的发光中心。

安装板30朝向灯板21的面设置有阶梯轴33，阶梯轴33可以随同安装板30一体注塑成型，成型方式简单，无需装配。阶梯轴33包括至少3个轴段，相邻的轴段的交界面为限位面。限位面至少为2个。优选地，阶梯轴33包括4个轴段，形成3个限位面。下面以阶梯轴33的轴段的数量为4个说明本实施例的灯具。

4个轴段在背离灯板21的方向上直径依次变大,3个限位面的面积依次变大。相应地，灯板21上分布有至少一组限位孔211，限位孔211的组数与阶梯轴33的数量相同，限位孔211的组数与阶梯轴33的数量可以均为3个，3个阶梯轴33的分布点的连线形成一个三角形，使得安装板30可靠地支撑在灯板21上。每组限位孔211的数量与限位面的数量相同，均为3个。

不同的轴段与不同的限位孔211插接配合，不同的限位面与不同的限位孔211限位配合。本实施例的灯具的安装板30与灯板21之间的距离可调，从而能够达到调整光束角的目的。光束角可以为12°、24°和36°。用户可以根据需要调整安装板30与灯板21之间的距离，进而调整光束角的角度。

安装板30与灯板21之间平行设置，改变安装板30与灯板21之间的距离可以改变透镜10的光束角。其中，安装板30与灯板21之间的距离根据灯体22的发光面的大小进行设置，具体地，阶梯轴33的轴段的长度根据灯体22的发光面的大小进行设置，进而使得不同的限位面与不同的限位孔211限位配合之后，光束角能够为12°、24°和36°。

在调节光束角的过程中，安装板30需要先与灯板21分离，接着安装板30相对于灯板21转动，最后使得阶梯轴33与另一个限位孔211插接配合，该另一个限位孔211与另一个限位面限位配合。安装板30优选为圆盘状结构，相应地，灯板21也为圆盘状结构，安装板30的中心线与灯板21的中心线重合，优点在于：在安装板30的转动过程中，安装板30与灯板21始终在灯壳40的长度方向上对齐，不会因为安装板30与灯板21的相对转动，增加横向的尺寸，从而不需要增加灯腔41的横向尺寸，有利于节省灯腔41的体积。这里的横向指的是：与安装板30或者灯板21的中心线垂直的方向。

本实施例的灯具的出光部14的结构使得出射光线223更加集中，而且本实施例的光束角可调。

如图4所示，安装板30设置有连接孔31，相应地，灯板21上设置有螺纹孔，通过螺钉将安装板30和灯板21可拆卸地连接在一起。安装板30设置有定位槽32，定位槽32设置在安装板30的边缘，定位槽32与灯壳40内壁的定位块插接配合，进而将安装板30以及灯板21定位在灯腔41中，不能转动。

灯壳40的内壁设置有支撑部42，支撑部42用于支撑灯板21，对发光组件20以及配光组件在灯壳40长度方向的位置进行固定。灯壳40具有出光口43，透镜10的出光部14朝向出光口43，出光口43安装有透明罩50，透明罩50封堵出光口43，起到防尘以及防水的作用。

灯体22的发光中心为发光中心221。如图5所示，为了提高透镜10的出光效率：主入光面111的外端到发光中心221的连线与透镜10的中心线之间形成夹角a,夹角a为40°-50°，例如，夹角a可以为46°。第一凸部161的外端到发光中心221的连线与透镜10的中心线之间形成夹角b，夹角b为50°-60°，例如，夹角b可以为54.9°。第二凸部162的外端到发光中心221的连线与透镜10的中心线之间形成夹角c，夹角c为60°-70°，例如，夹角c可以为62.3°。第三凸部163的外端到发光中心221的连线与透镜10的中心线之间形成夹角d，夹角d为70°-80°，例如，夹角d可以为74.9°。

本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此不再赘述。

以上，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型作任何限制，对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

设计图

透镜和灯具论文和设计

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设计说明书

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