灯具及其透镜论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及提供一种灯具及其透镜。该透镜具有第一控光界面、第一全反射界面、第一出光面以及第二全反射界面。来自光源的光线入射到第一控光界面后，反射到第一全反射界面上，再由第一全反射界面反射到第一出光面，然后从第一出光面出光。来自光源的光线入射到第二全反射界面上后，反射到第一控光界面上，然后从第一控光界面出光。经过上述的光路传播，第一控光界面和第一出光面能够同时出射光线，改善了透镜出光的均匀性。通过设计第一出光面、第一控光界面、第一全反射界面以及透镜的结构的其他参数，从而可以使得从第一控光界面和第一出光面出射的光线具有不同的出光角度，进而透镜可以同时兼顾配光设计和出光面出光的均匀性。

主设计要求

1.一种透镜，用以使光源发射的光线透过，其特征在于，所述透镜具有第一控光界面、第一全反射界面、第一出光面以及第二全反射界面；所述第一控光界面用以接收来自所述光源的光线，以致来自所述光源的光线入射到所述第一控光界面后，经所述第一控光界面反射到第一全反射界面上，所述第一全反射界面用以将来自所述第一控光界面的光线反射到第一出光面，以致来自所述第一全反射界面的光线从所述第一出光面出光；所述第二全反射界面用以接收来自所述光源的光线，以致来自所述光源的光线入射到所述第二全反射界面后，经所述第二全反射界面反射到所述第一控光界面上，以致来自所述第二全反射界面的光线从所述第一控光界面出光。

设计方案

1.一种透镜，用以使光源发射的光线透过，其特征在于，所述透镜具有第一控光界面、第一全反射界面、第一出光面以及第二全反射界面；

所述第一控光界面用以接收来自所述光源的光线，以致来自所述光源的光线入射到所述第一控光界面后，经所述第一控光界面反射到第一全反射界面上，所述第一全反射界面用以将来自所述第一控光界面的光线反射到第一出光面，以致来自所述第一全反射界面的光线从所述第一出光面出光；

所述第二全反射界面用以接收来自所述光源的光线，以致来自所述光源的光线入射到所述第二全反射界面后，经所述第二全反射界面反射到所述第一控光界面上，以致来自所述第二全反射界面的光线从所述第一控光界面出光。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一出光面上设有多个凸起。

3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述凸起呈阵列式均匀分布。

4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一控光界面为晒纹面。

5.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一全反射界面具有多个依次接续的台阶。

6.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，包括：两个第一部以及第二部；

所述第一出光面形成所述第一部的一端的端面，两个所述第一部的另一端固定连接，且两个所述第一部形成夹角，以致所述两个第一部围成第一槽口，所述第一控光界面形成所述第一槽口的内壁，所述第一全反射界面位于所述第一部上且位于与所述第一部的与所述第一控光界面相背的一侧；

所述第二部与所述两个第一部的连接处固定连接所述第二部设有开口背向所述第一槽口的凹槽，所述第二全反射界面形成所述第二部的侧壁的外表面，所述凹槽用以容纳所述光源，所述凹槽的底壁用以将来自所述光源的入射到所述凹槽的底壁的光线折射到所述第一控光界面，所述凹槽的侧壁用以将来自所述光源的入射到所述凹槽的侧壁的光线折射到所述第二全反射界面上。

7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，两个所述第一部以及所述第二部一体成型。

8.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述第一全反射界面具有多个台阶，所述多个台阶沿所述第一部的一端向另一端依次接续。

9.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜为轴对称结构。

10.一种灯具，其特征在于，包括灯具主体、光源以及如权利要求1～9中任一权利要求所述的透镜，所述光源位于所述灯具主体内部，所述透镜与所述灯具主体连接，用以使所述光源射出的光线透过。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及灯具技术领域，特别是涉及灯具及其透镜。

背景技术

随着LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)技术的快速发展，LED灯具也越来越在市场上普及。不仅因为LED灯具的环保、节能、长寿命，也因为它可以结合优雅的外观设计，创意的光学热学设计，应用新型材料以及智能控制技术，因此逐渐取代了传统灯具。

目前市场上的线形灯具大部分还是采用乳白扩散面罩，但是由于其出光角度较大且只能是固定的出光角度，没办法满足一些对配光有要求的照明应用场合。也有一部分线形灯针对不同的应用场合采用了透镜或者反光杯等光学器件进行了配光设计，但是整个出光面出光的均匀性较差。

综上可知，传统的线形灯具难以兼顾同时配光设计和出光面出光的均匀性。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的线形灯具难以同时兼顾配光设计和出光面出光的均匀性的问题，提供一种能够同时兼顾配光设计和出光面出光的均匀性的灯具及其透镜。

一种透镜，用以使光源发射的光线透过，所述透镜具有第一控光界面、第一全反射界面、第一出光面以及第二全反射界面；

上述的透镜，来自光源光线入射到第一控光界面后，经过第一控光界面反射到第一全反射界面上，再由第一全反射界面反射到第一出光面，然后从第一出光面出光。来自光源的光线入射到第二全反射界面上后，经第二全反射界面反射到第一控光界面上，然后从第一控光界面出光。来自光源的光线经过上述的光路传播，第一控光界面和第一出光面能够同时出射光线，改善了透镜出光的均匀性。通过设计第一出光面、第一控光界面、第一全反射界面以及透镜的结构的其他参数，可以使得从第一控光界面和第一出光面出射的光线具有不同的出光角度，进而满足不同照明场合的配光需求。通过上述技术方案，透镜可以同时兼顾配光设计和出光面出光的均匀性。

在一实施例中，所述第一出光面上设有多个凸起。

在一实施例中，所述凸起呈阵列式均匀分布。

在一实施例中，所述第一控光界面为晒纹面。

在一实施例中，所述第一全反射界面具有多个依次接续的台阶。

在一实施例中，所述的透镜包括：两个第一部以及第二部；

在一实施例中，两个所述第一部以及所述第二部一体成型。

在一实施例中，所述第一全反射界面具有多个台阶，所述多个台阶沿所述第一部的一端向另一端依次接续。

在一实施例中，所述透镜为轴对称结构。

在一实施例中，所述透镜关于所述第一槽口的中轴面轴对称。

在一实施例中，所述光源的中心位于所述第一槽口的中轴面上时，与所述第一槽口的中轴面S夹角范围在-45°～45°的光线入射到所述凹槽的底壁上，与所述第一槽口的中轴面S夹角范围在-45°～45°之外的光线入射到所述凹槽的侧壁上。

在一实施例中，所述的透镜包括多个沿直线依次排列的第三部。

在一实施例中，所述第三部的横截面为方形、圆形或椭圆形。

在一实施例中，所述第一控光界面为平面或凸面或凹面。

在一实施例中，所述凹槽的底壁为平面或凸面或凹面。

在一实施例中，所述凹槽的侧壁壁为平面或凸面或凹面。

在一实施例中，所述第二全反射界面为平面或凸面或凹面。

一种灯具，包括灯具主体、光源以及如上述技术方案中任一技术方案所述的透镜，所述光源位于所述灯具主体内部，所述透镜与所述所述灯具主体连接，用以使所述光源射出的光线透过。

附图说明

图1为一实施例的透镜与光源的横截面示意图。

图2为光源发射的光线透过图1中的透镜射出时的光线走势示意图。

图3为图1中的透镜的整体结构示意图。

图4为图3中的透镜的局部放大图。

图5为图1的局部放大图。

图6为图3中的透镜的相反视角的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的优选实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，本申请实施例提供一种透镜100。透镜100具有第一控光界面111、第一全反射界面112、第一出光面113以及第二全反射界面121。

具体地，透镜100用以安装在灯具上。灯具包括灯具主体、光源200以及透镜100。光源200可以为LED光源。光源200位于灯具主体内部。透镜100与灯具主体连接，用以使光源200发射的光线经透镜100射出。

在本实施例中，透镜100上设有凹槽101，透镜100用以安装在灯具上时，光源200位于凹槽101中，从而光源200发射的光线一部分入射到凹槽101的底壁上，另一部分入射到凹槽101的侧壁上。

凹槽101的底壁为聚光界面。请参考图2，来自光源200的入射到凹槽101的底壁的光线经凹槽101的底壁折射后，聚光到第一控光界面111。第一控光界面111接收到自光源200的光线后，将来自光源200的光线反射到第一全反射界面112上。第一全反射界面112将来自第一控光界面111的光线再反射到第一出光面113，以致来自第一全反射界面112的光线从第一出光面113出光。

来自光源200的入射到凹槽101的侧壁的光线经过凹槽101的侧壁折射后，折射到第二全反射界面121上。第二全反射界面121接收到自光源200的光线后，将来自光源200的光线反射到第一控光界面111上，以致来自第二全反射界面121的光线从第一控光界面111出光。

在其他实施例中，透镜100也可以不设置凹槽101，来自光源200的光线能够分别入射到第一控光界面111和第二全反射界面121即可。

请参考图1和图2并结合图3和图4，在一实施例中，透镜100包括两个第一部110以及第二部120。

第一出光面113形成第一部110的一端的端面。两个第一部110的另一端固定连接。两个第一部110形成夹角，以致两个第一部110围成第一槽口102。如图1所示，第一槽口102的横截面的形状大致呈“V”形。

第一控光界面111形成第一槽口102的内壁。第一全反射界面112位于第一部110上。第一全反射界面112位于与第一部110的与第一控光界面111相背的一侧。

第二部120与两个第一部110的连接处固定连接。凹槽101设于第二部120上。凹槽101的开口背向第一槽口102。

第二全反射界面121形成第二部120的侧壁的外表面。

请参考图2，来自光源200的入射到凹槽101的底壁的光线经凹槽101的底壁折射后，聚光到第一控光界面111，再经过第一控光界面111反射到第一全反射界面112上，再由第一全反射界面112反射到第一出光面113，然后从第一出光面113出光。第二部120为全内反射透镜。来自光源200的入射到凹槽101的侧壁的光线经过凹槽101的侧壁折射后，折射到第二全反射界面121上，再经第二全反射界面121反射到第一控光界面111上，然后从第一控光界面111出光。

透镜100的结构不限于上述由两个第一部110和第二部120构成的结构。在其他实施例中，透镜100也可以为其他结构形式。

在一实施例中，两个第一部110以及第二部120一体成型，从而两个第一部110以及第二部120无需通过连接件连接，则光线的传播不会被连接件影响，有利于从光源200发射的光线顺利透过透镜100从第一出光面113和第一控光界面111射出。

请参考图1、图3以及图4，在一实施例中，第一出光面113上设有多个凸起1131，从而光线经过第一出光面113出光时，凸起1131可以对光线起到匀光作用，从而有利于提高透过第一出光面113的光线的均匀性。在本实施例中，凸起1131呈阵列式均匀分布，有利于提高透过第一出光面113的光线的均匀性。凸起1131的形状为椭圆形的。

在其他实施例中，凸起1131还可以为不均匀分布等其他分布方式。凸起1131的形状还可以为柱形等其他形状。

通过设计凸起1131的形状、分布方式、尺寸大小等，可以使得透过第一出光面113的光线具有不同的出光角度，从而可以根据照明场合的需要来设计凸起1131，以使透过第一出光面113的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

在一实施例中，第一控光界面111的表面可以为光滑面。第一控光界面111的表面也可以做晒纹或蚀纹处理，使得第一控光界面111的表面形成晒纹面，从而有利于提高透过第一控光界面111的光线的均匀性。

如图1至图3，第一控光界面111相对于第一出光面113倾斜。通过设计第一控光界面111相对于第一出光面113的倾斜角度，可以使得透过第一控光界面111的光线具有不同的出光角度，从而可以使透过第一控光界面111的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

在一实施例中，第一控光界面111可以为平面，也可以为凸面或凹面。通过设计第一控光界面111凹陷的程度或凸出的程度，可以使得透过第一控光界面111的光线具有不同的出光角度，从而可以使透过第一控光界面111的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

请参考图1、图2以及图4，在一实施例中，第一全反射界面112具有多个台阶1121，在本实施例中，多个台阶1121沿第一部110的一端向另一端依次接续，从而第一全反射界面112形成阶梯结构。由于第一全反射界面112形成阶梯结构，光线经过第一全反射界面112反射后从第一出光面113出射，有利于提高光线出射时的均匀性。

通过设计台阶1121的尺寸、数量、倾斜角度等，可以使得光线经过第一全反射界面112反射后的角度不同，从而光线从第一出光面113出射后具有不同的出光角度，从而可以使从第一出光面113出射的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

在一实施例中，第二全反射界面121可以为平面、凹面或凸面。通过设计第二全反射界面121凹陷的程度或凸出的程度，可以使得光线经过第二全反射界面121反射之后的传播角度不同，从而可以使得光线从第一控光界面111出射后具有不同的出光角度，进而可以使从第一控光界面111出射的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

请结合图1～图6，在本实施例中，第二部120具有四个依次首尾连接的侧壁，该四个侧壁围成凹槽101，从而第二部120的横截面形成方形。

在其他实施例中，第二部120还可以为其他形状的。例如，可以将第二全反射界面121设计为凸面，从而可以将第二部120的横截面设计为圆形或椭圆形等。

在本实施例中，凹槽101的底壁为平面。凹槽101的底壁也可以为凸面或凹面。通过设计凹槽101的底壁凹陷的程度或凸出的程度，可以使得光线经过凹槽101的底壁折射之后的传播角度不同，从而可以使得从第一出光面113出射后具有不同的出光角度，进而可以使从第一出光面113出射的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

同理，凹槽101的侧壁也可以为凸面或凹面。通过设计凹槽101的侧壁凹陷的程度或凸出的程度，可以使得光线经过凹槽101的侧壁折射之后的传播角度不同，从而可以使得从第一控光界面111出射后具有不同的出光角度，进而可以使从第一控光界面111出射的光线的出光角度满足不同照明场合的配光需求。

请参考图1和图2，透镜100为轴对称结构。在本实施例中，透镜100关于第一槽口102的中轴面S轴对称，从而光源200射出的光线经过透镜100后可以是对称的，进而方便满足照明场合的配光需求。

请参考图1结合图5，在本实施例中，使光源200的中心第一槽口102的中轴面S上，通过设计凹槽101的底壁的尺寸和形状，使得与第一槽口102的中轴面S夹角范围在-45°～45°的光线入射到凹槽101的底壁上，与第一槽口102的中轴面S夹角范围在-45°～45°之外的光线入射到凹槽101的侧壁上，以满足不同照明场合的配光需求。

在其他实施例中，可以设计凹槽101的参数，例如设计凹槽101的底壁和侧壁的尺寸，形状、夹角等，从而可以使其他角度范围的光线入射到凹槽101的底壁或侧壁，以满足不同照明场合的配光需求。

上述的透镜100安装在灯具上时，来自光源200光线入射到第一控光界面111后，经过第一控光界面111反射到第一全反射界面112上，再由第一全反射界面112反射到第一出光面113，然后从第一出光面113出光。来自光源200的光线入射到第二全反射界面121上后，经第二全反射界面121反射到第一控光界面111上，然后从第一控光界面111出光。来自光源的光线经过上述的光路传播，第一控光界面111和第一出光面113能够同时出射光线，改善了透镜100出光的均匀性。通过设计第一出光面113、第一控光界面111、第一全反射界面112以及透镜100的结构的其他参数，可以使得从第一控光界面111和第一出光面113出射的光线具有不同的出光角度，进而满足不同照明场合的配光需求。通过上述技术方案，透镜100可以同时兼顾配光设计和出光面出光的均匀性。

请参考图6，透镜100包括多个沿直线依次排列的第二部120。透镜100通常用于线形灯具。线形灯具通常具有多个依次排列的光源，从而透镜100安装在线形灯具上时，每个光源可以对应一个第二部120，从而每个光源位于对应的第二部120的凹槽101中，线形灯具可以同时兼顾配光设计和出光面出光的均匀性。

本申请实施例还提供一种灯具。灯具包括灯具主体、光源200以及透镜100。光源200位于灯具主体内部。透镜100与灯具主体连接，用以使光源200发射的光线经透镜100射出。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

设计图

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