一种透镜及光源模组的制作方法

本实用新型属于照明技术领域，特别涉及一种透镜及光源模组。

背景技术：

TIR透镜，为全内反射透镜的简称，通过透镜将光源的光线收光，并经透镜内部全反射后而完全出光。TIR透镜在探照灯、手电筒等照明系统中广泛使用。

目前市面上的TIR小角度透镜(光束角≤12°)，其内表面的侧面多为斜面。由这样的透镜出射的光线，会由于菲涅尔反射而在中心光斑的外圈造成明显的亮环问题。为了改善这个问题，目前常用的解决方法有：1.采用出光表面磨砂或是做微结构等处理方式，但是这样会导致光束角变大，中心光强变小，无法达到小角度高光强的效果；2.把透镜尺寸做大，使得光束角满足要求，在此基础上在透镜出光面做磨砂或是微结构处理，最后达到小角度高光强的目的，但是增大透镜的尺寸就会增大灯体的尺寸，从而会出现小功率大尺寸灯具的问题。

则，如何在光束角和中心光强满足要求且不改变透镜的尺寸的前提下，解决透镜的光斑外圈出现亮环的问题，是行业内技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种透镜，在光束角和中心光强满足要求且不改变透镜的尺寸的前提下，解决了透镜的光斑外圈出现的亮环问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种透镜，包括内表面、外表面、及用于收容发光单元的收容腔，所述收容腔的壁面为所述内表面，其中，

所述透镜为轴对称结构，

所述内表面包含第一入光部和第二入光部，所述第一入光部与所述发光单元相对，所述第二入光部与所述第一入光部连接且相对于所述透镜的轴线对称，所述第二入光部包括第一入光面和第二入光面，所述第一入光面连接于所述第一入光部和所述第二入光面之间，所述第一入光面和所述第二入光面均为平面，所述第一入光面相对于所述发光单元的发光面的最高点为a点，所述第二入光面相对于所述发光面的最高点为b点，所述第二入光面相对于所述发光面的最低点为c点，由所述a点至所述c点，所述第二入光面向远离所述轴线的方向倾斜且所述第二入光面的斜率的绝对值在0.36～2.75之间，所述a点与b点在所述轴线方向上的相对距离大于所述a点与c点在所述轴线方向上的相对距离的1/2，

所述外表面包含相连的反射面和出光面，所述出光面与所述第一入光部相对，所述反射面设置于所述第二入光部的外围。

进一步的，所述第一入光面与所述轴线之间的夹角在5°以内。

进一步的，所述第一入光面与所述轴线平行。

进一步的，所述第二入光部还包括第三入光面，所述第二入光面连接于所述第一入光面和所述第三入光面之间，所述第一入光面与所述轴线之间的夹角在5°以内。

进一步的，所述第三入光面与所述轴线平行。

进一步的，所述第一入光部为水平面或向所述收容腔的内部凹进形成弧面。

进一步的，所述反射面为弧面。

进一步的，所述透镜为回转型透镜或者拉伸型透镜。

进一步的，所述透镜采用PMMA材质或采用PC材质。

进一步的，由所述发光单元的中心点发出的光线，入射到所述第二入光面的入射角小于20°。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种光源模组，包括光源板、设置在所述光源板上的发光单元、及上述透镜，所述发光单元收容在所述收容腔内，所述发光单元相对于所述轴线对称。

进一步的，所述透镜还包括连接所述内表面和所述外表面的底面，所述底面连接于所述光源板。

有益效果：本实用新型提供的透镜，其内表面上在靠近发光单元的位置，设置

向远离轴线的方向倾斜的第二入光面，基于对第二入光面的位置、高度和斜率的设置，使得由发光单元的中心点发出的光线，入射到第二入光面上的所有入射光线的入射角小于20°，以此避免了在第二入光面发生菲涅尔反射的问题，从而解决了现有的TIR透镜的光斑外圈出现的亮环问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种照明装置的立体示意图；

图2为图1的照明装置的立体分解图；

图3为图1的照明装置的另一个角度的立体分解图；

图4为本实用新型实施例提供的一种透镜的剖面示意图。

图5为本实用新型实施例提供的另一种透镜的剖面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。

结合图1至图5所示，本实用新型提供了一种照明装置100，包括壳体30、收容在壳体30内的光源板21、设置在光源板21上的发光单元22、与壳体30连接的光学元件10，其中，光学元件10包括若干个具有收容腔14的透镜1，发光单元22收容在收容腔14内，发光单元22发出的光线经透镜1配光后出射。该照明装置100可应用于投光灯，具有较好的出光效果。

以下针对本实用新型实施例提供的照明装置100内的各个元件及元件之间的连接关系作具体说明。

在本实施例中，光源板21固定于壳体30内的承接面(未标示)上，光源板21上设置有多个发光单元22，多个发光单元22在光源板21上呈环形排布。发光单元22具有发光面221。光学元件10包括多个透镜1，透镜1为回转型结构，透镜1一对一覆盖于发光单元22的上方。在其它可替换的实施例中，透镜1还可以为拉伸型结构，此时，发光单元22沿透镜1的延伸方向顺序排布。发光单元22可为LED光源、TL光源或其它光源。

光学元件10可以采用PMMA材质、PC材质或其它材质制成，其可以采用卡扣连接等方式与壳体30连接。具体的，光学元件10包括基体2及设置在基体2一侧的若干个透镜1。透镜1具有内表面11、外表面12、连接内表面11和外表面12的底面13、及收容腔14，其中，收容腔14的壁面为内表面11，底面13采用贴合或定位柱定位等方式连接于光源板21。透镜1为轴对称结构，其可以为回转型透镜也可以为拉伸型透镜，当透镜1为回转型结构时，其轴线110为其旋转轴；当透镜1为拉伸型结构时，轴线110为其对称轴。

以下针对透镜1的结构，作具体的说明：

内表面11包含第一入光部111和第二入光部112，第一入光部111与发光单元22相对，第二入光部112与第一入光部111连接且相对于轴线110对称。第一入光部111为收容腔14的底面，第一入光部111为平面或向收容腔14的内部凹进形成弧面，第二入光部112为收容腔14的侧面。当透镜1为回转型透镜时，第二入光部112为圆周面；当透镜1为延伸型透镜时，第二入光部112为位于第一入光部111两侧相对设置的两个延伸面。

具体的，结合图4所示，第二入光部112包括顺序连接的第一入光面1121和第二入光面1122，第一入光面1121连接于第一入光部111和第二入光面1122之间，即，第二入光面1122位于第一入光面1121的下方。第一入光面1121和第二入光面1122均为平面，即，在透镜1的轴剖面上，第一入光面1121和第二入光面1122均呈直线。第一入光面1121与轴线110平行，或者也可以根据实际加工需要，倾斜5°以内。

定义发光单元22的发光面221的中心点为原点o，第一入光面1121相对于发光单元22的发光面221的最高点为a点，第二入光面1122相对于发光面221的最高点为b点，第二入光面1122相对于发光面221的最低点为c点，a点与b点在轴线110方向上的相对距离为h1，b点和c点在在轴线110方向上的相对距离为h2，a点与c点在轴线110方向上的相对距离为h。在本实施例中，h2＜1/2h且h1＞1/2h，也就是说，第二入光面1122位于第二入光部112的下半部分区间内。由b点至c点，第二入光面1122向远离轴线110的方向倾斜，第二入光面1122的斜率的绝对值在0.36-2.75之间。基于对第二入光面1122位置和高度的设置，结合对第二入光面1122的斜率的设置，使得由原点o发出的光线，入射到第二入光面1122上的所有入射角α均小于20°。

外表面12包含相连的反射面121和出光面122，出光面122与第一入光部111相对，反射面121设置于第二入光部112的外围。在本实施例中，出光面122为平面，在其它可替换的实施例中，出光面122还可以为曲面。反射面121为弧面，且为全内反射面。

发光单元22发出的光线，由第一入光部111或第二入光部112进入透镜1。由第一入光部111进入透镜1的光折射到出光面122并被出光面122折射后出射，由第二入光部112进入透镜1的光经反射面121反射到出光面122并且被出光面122折射后出射，且在透镜1的轴剖面上，由原点o入射到第二入光面1122上的所有入射光线的入射角α均小于20°。

当入射光线入射至第二入光面1122时，如果入射角较大，就容易出现菲涅尔现象。所以，将由原点o发出的光线入射至第二入光面1122上的入射角α控制在20°以内，入射光线就不会出现因菲涅尔反射特性而产生的反射现象，从而避免了经过透镜1出射的光线，表面出现光斑亮环的问题。

结合图5所示，在一实施例中，透镜1的第二入光部112包括顺序连接的第一入光面1121、第二入光面1122和第三入光面1123，第一入光面1121连接于第一入光部111和第二入光面1122之间，即，第二入光面1122位于第一入光面1121的下方，第三入光面1123位于第二入光面1122的下方。第一入光面1121、第二入光面1122和第三入光面1123均为平面。第一入光面1121和第三入光面1123均与轴线110平行，或者也可以根据实际加工需要，倾斜5°以内。在本实施例中，h2＜1/2h且h1＞1/2h，也就是说，第二入光面1122位于第二入光部112的下半部分区间内。由b点至c点，第二入光面1122向远离轴线110的方向倾斜，第二入光面1122的倾斜度所需要满足的条件是：第二入光面1122的斜率的绝对值在0.36～2.75之间，则由原点o入射到第二入光面1122上的所有入射光线的入射角α小于20°。

由于由原点o发出的光线入射至第二入光面1122上的入射角α控制在20°以内，入射到第二入光面1122的入射光线，不会出现因菲涅尔反射特性而产生的反射现象。其中，第三入光面1123靠近光源板21，其设置为平行于轴线110的平面，以避免透镜1的底面130和光源板21连接时，透镜1的底部厚度过薄而影响透镜1的整体结构强度。

本实用新型实施例的透镜，其内表面上在靠近发光单元的位置，基于对第二入光面的位置、高度和斜率的设置，使得由发光单元的中心点发出的光线，入射到第二入光面上的所有入射光线的入射角小于20°，以此避免了在第二入光面发生菲涅尔反射的问题，从而解决了现有的TIR透镜的光斑外圈出现的亮环问题。

以上所述的具体实例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。