本实用新型涉及照明技术领域,尤其是涉及一种用于灯具的透镜和灯具。
背景技术:
教室照明中,黑板是老师讲课的书写展示区,为重点照明区域,良好的照度及均匀度对学生注意力集中、缓解视疲劳有着至关重要的作用。中小学教师采光和照明卫生标准GB7793-2010中,要求学生书写工作面平均照度大于300lx、均匀度大于0.7,要求黑板平均照度大于500lx、均匀度大于0.8黑板的照度及均匀度要求均高于书写工作面,足以说明黑板照明在教室照明中的重要程度。
相关技术中,教室中的黑板灯绝大多数未能满足要求,大多采用灯罩下安装灯管的结构,使得灯管仍保持着80%以上的占有率,黑板灯的光线基本垂直向下照射,黑板上的照度及均匀度都达不到标准要求,学生长期在低照度、低均匀度的条件下学习会引起视觉疲劳,影响教学质量,最终学生的视力与成绩都下降。尤其是黑板灯无法照亮黑板上方距离黑板灯较近的部分,使得黑板上方存在照明暗区。
同样,洗墙灯安装在墙底部以向上投射,以将墙面照亮,使墙面光分布均匀同时尽量追求照明高度,理想的效果是光斑均匀、照度高、照明区域大。然而,相关技术中,洗墙灯未能达到理想的效果,墙面底部与洗墙灯距离近的低高度区域照度不足或有光倒叉,与墙面较高处的光斑有明显照度差,使得底部形成照明暗区。
技术实现要素:
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种用于灯具的透镜,所述透镜具有较大的截止角,便于满足灯具的照明要求,提升了整个照明面的光照均匀度,同时实现了防呆设计。
本实用新型还提出一种具有上述透镜的灯具。
根据本实用新型第一方面实施例的用于灯具的透镜,包括:透镜本体,所述透镜本体呈条形,所述透镜本体的外表面包括入射面、第一反射面、第二反射面和出光面,所述入射面与所述出光面相对设置,且所述入射面朝向所述出光面凹入以限定出容纳腔,所述容纳腔适于容纳所述灯具的光源,所述第一反射面和所述第二反射面分别设在所述入射面的两侧,所述第一反射面的两端分别与所述入射面和所述出光面相连,所述第二反射面的两端分别与所述入射面和所述出光面相连,所述第一反射面包括彼此相连的多个子反射面,多个所述子反射面沿所述入射面至所述出光面的方向依次设置,相邻两个所述子反射面在对应的交线处的曲率突变,所述透镜本体的两端分别设有第一安装部和第二安装部,所述第一安装部设在所述第一反射面与所述出光面之间,所述第二安装部设在所述第二反射面与所述出光面之间,所述第一安装部和所述第二安装部关于所述透镜本体的中心纵截面非对称。
根据本实用新型实施例的用于灯具的透镜,通过将透镜本体的第一反射面设置为包括多个子反射面,并使得相邻两个子反射面在对应的交线处的曲率突变,从而增大了透镜的截止角;当透镜应用于灯具时,可以对照明面的距离灯具较近的照明区域进行照度补充,避免在照明面的距离灯具较近的区域形成照明暗区,从而提升了整个照明面的光照均匀度,保证灯具良好的照明效果,满足灯具的照明要求;通过设置第一安装部和第二安装部,并使得第一安装部和第二安装部关于中心纵截面不对称,保证了透镜与光源之间的相对位置精度,实现了透镜的防呆设计。
根据本实用新型的一些实施例,所述第二反射面呈G1连续。
根据本实用新型的一些实施例,每个所述子反射面均呈G2连续。
根据本实用新型的一些实施例,所述子反射面为两个,两个所述子反射面分别为第一子反射面和第二子反射面,所述第一子反射面邻近所述入射面设置,所述第二子反射面邻近所述出光面设置,在所述透镜本体的横截面上、所述第一子反射面的投影的曲率大于所述第二子反射面的投影的曲率。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一子反射面的表面积大于所述第二子反射面的表面积。
根据本实用新型的一些实施例,所述入射面包括第一入射面、第二入射面和第三入射面,所述第三入射面与所述出光面相对设置,所述第一入射面设在所述第三入射面和所述第一反射面之间,所述第二入射面设在所述第三入射面与所述第二反射面之间,所述第三入射面形成为自由曲面,当所述透镜本体的中心纵截面竖直布置、且所述出光面位于所述第三入射面的上方时,所述第三入射面的邻近所述第一反射面的一端位于所述第三入射面的邻近所述第二反射面的一端的上方。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一入射面和所述第二入射面均形成为拔模面,所述第一入射面的拔模角与所述第二入射面的拔模角不相等。
根据本实用新型的一些实施例,所述出光面形成为平面或光学微结构阵列曲面。
根据本实用新型的一些实施例,当所述出光面形成为平面时,所述出光面与所述透镜本体的中心纵截面垂直;或者,所述出光面沿所述第一反射面至所述第二反射面的方向、朝向远离所述入射面以相对于所述中心纵截面倾斜延伸。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一安装部和第二安装部均相对于所述中心纵截面倾斜延伸。
根据本实用新型第二方面实施例的灯具,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的用于灯具的透镜。
根据本实用新型实施例的灯具,通过采用上述的透镜,满足了灯具的照明需求,避免在照明面上形成照明暗区,提升了整个照明面的光照均匀度。
根据本实用新型的一些实施例,所述灯具为洗墙灯、或黑板灯。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的透镜的结构示意图;
图2是图1中所示的透镜本体的横截面示意图;
图3是图1中所示的透镜与光源的配合示意图,其中,虚线表示多种光线的传播方向;
图4是图1中所示的透镜与光源、照明面的配合示意图,其中,虚线表示多种光线的传播方向;
图5是根据本实用新型实施例的灯具与照明面的配合示意图;
图6是根据本实用新型另一个实施例的灯具与照明面的配合示意图;
图7是根据本实用新型实施例的灯具的极坐标表示的配光曲线图;
图8是根据本实用新型实施例的灯具的直角坐标表示的配光曲线图。
附图标记:
灯具200、
透镜100、照明面101、光源102、
透镜本体1、中心纵截面10a、
入射面11、容纳腔11a、第一入射面111、第二入射面112、第三入射面113、
第一反射面12、交线120、第一子反射面121、第二子反射面122、
第二反射面13、出光面14、
第一安装部21、第二安装部22。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,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,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的用于灯具200的透镜100。其中,灯具200可以为洗墙灯或黑板灯等。在本申请下面的描述中,以透镜100用于洗墙灯、黑板灯为例进行说明。当然,本领域内的技术人员可以理解,透镜100还可以用于其它类型的灯具200,而不限于此。
如图1-图6所示,根据本实用新型实施例的用于灯具200的透镜100,包括透镜本体1。
透镜本体1呈条形,透镜本体1的外表面包括入射面11、第一反射面12、第二反射面13和出光面14,入射面11与出光面14相对设置,且入射面11朝向出光面14凹入以限定出容纳腔11a,容纳腔11a适于容纳灯具200的光源102,第一反射面12和第二反射面13分别设在入射面11的两侧,第一反射面12的两端分别与入射面11和出光面14相连,第二反射面13的两端分别与入射面11和出光面14相连,第一反射面12包括彼此相连的多个子反射面,多个子反射面沿入射面11至出光面14的方向依次设置,相邻两个子反射面在对应的交线120处的曲率突变。
例如,如图1-图4所示,透镜本体1可以呈长条形,且透镜本体1可以沿直线延伸,透镜本体1的长度可以根据实际应用具体设置。入射面11与出光面14可以沿上下方向(例如,图2中的上下方向)相对设置,容纳腔11a的背离出光面14的一侧敞开以容纳光源102,光源102可选为LED灯珠,但不限于此;当光源102为LED灯珠时,LED灯珠可以为多个,多个LED灯珠可以均位于容纳腔11a内且多个LED灯珠可以沿透镜本体1的轴向(长度方向)依次布置。
第一反射面12和第二反射面13可以分别设在入射面11的左右(例如,图2中的左右方向)两侧,第一反射面12的一端与入射面11相连、第一反射面12的另一端与出光面14相连,第二反射面13的一端与入射面11相连、第二反射面13的另一端与出光面14相连,沿入射面11至出光面14的方向、第一反射面12和第二反射面13朝向远离彼此的方向延伸;第一反射面12包括多个子反射面,每个子反射面均沿透镜本体1的轴向延伸,多个子反射面沿入射面11至出光面14的方向依次设置,相邻两个子反射面在对应的交线120处的曲率发生突变,也就是说,相邻两个子反射面的其中一个在该交线120处的曲率与相邻两个子反射面的另一个在该交线120处的曲率不相等,例如,沿入射面11朝向出光面14的方向、多个子反射面的曲率减小,即整个第一反射面12仅呈G0连续,每个子反射面可以均呈G1连续。
当透镜100应用于灯具200中时,灯具200可以设在照明面101的一侧,例如第二反射面13可以邻近照明面101设置、第一反射面12可以远离照明面101设置;光源102的光经入射面11折射后射至透镜本体1内,其中一部分光线射在多个子反射面上、并由多个子反射面反射至透镜本体1内,而后光线可以从出光面14射出,最终光线照射在灯具200的照明面101例如黑板面或墙面上。其中,经靠近入射面11的子反射面的反射后,从出光面14射出的光线的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较小,最终照射在照明面101的距离灯具200较远的区域内;经靠近出光面14的子反射面的反射后,从出光面14射出的光线的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较大,最终照射在照明面101的距离灯具200较近的区域内,从而增大了透镜100的截止角。由此,在保证灯具200出射光线的较小光束角的前提下、对照明面101的距离灯具200较近的区域进行了照度补充,使得照明面101的距离灯具200较近的区域与其他区域没有明显的照度差,避免在照明面101的距离灯具200较近的区域形成照明暗区,从而提升了整个照明面101的光照均匀度。
这里,需要说明的是,“反射面”应作广义理解,可以包括全反射表面、即经入射面11折射后射在该表面上的光线仍全部反射至透镜本体1内,也可以包括非全反射表面,即经入射面11折射后射在该表面上的光线的一部分反射至透镜本体1内、另一部分折射至透镜本体1外的环境例如空气中,此时以反射为主,也就是说,反射面为非全反射面时,设在该表面上的大部分光线反射至透镜本体1内、一小部分光线发生折射。“透镜100的截止角”可以指在透镜本体1的横截面上、以自透镜100射出的光的光强为0cd的光线为边界的夹角,在截止角范围内,自透镜100射出的光的光强均大于0cd。“多个”的含义是两个或两个以上。
透镜本体1的两端(例如,图2中的左右两端)分别设有第一安装部21和第二安装部22,第一安装部21可以设在透镜本体1的一端、且第一安装部21设在第一反射面12与出光面14之间,第一安装部21可以凸出透镜本体1的外表面设置;第二安装部22可以设在透镜本体1的另一端、且第二安装部22设在第二反射面13与出光面14之间,第二安装部22可以凸出透镜本体1的外表面设置,第一安装部21和第二安装部22关于透镜本体1的中心纵截面10a非对称。由此,通过在透镜本体1的两端分别设置第一安装部21和第二安装部22,便于将透镜100通过第一安装部21和第二安装部22安装在灯具200的其他部件例如壳体上,从而方便了灯具200的组装,同时保证了透镜100与光源102之间的相对位置在设计容差范围内;通过将第一安装部21和第二安装部22设置为关于透镜本体1的中心纵截面10a不对称,实现了透镜100的防呆设计,使得操作者可以无需花费过多的注意力、也无需经验和专业知识等即可直接无误地完成相应的正确的操作,方便了透镜100的操作、使用。
这里,需要说明的是,“透镜100与光源102之间的相对位置在设计容差范围内”可以指透镜100在设计过程中,光源102具有其理想安装位置,透镜100在实际应用过程中,光源102的实际安装位置与其理想安装位置之间存在误差,该误差在设计容差范围内。其中,光源102的理想安装位置可以为容纳腔11a内的任意位置,可以根据设计需求具体设置。
根据本实用新型实施例的用于灯具200的透镜100,通过将透镜本体1的第一反射面12设置为包括多个子反射面,并使得相邻两个子反射面在对应的交线120处的曲率突变,从而增大了透镜100的截止角;当透镜100应用于灯具200时,可以对照明面101的距离灯具200较近的照明区域进行照度补充,避免在照明面101的距离灯具200较近的区域形成照明暗区,从而提升了整个照明面101的光照均匀度,保证灯具200良好的照明效果,满足灯具200的照明要求;通过设置第一安装部21和第二安装部22,并使得第一安装部21和第二安装部22关于中心纵截面10a不对称,保证了透镜100与光源102之间的相对位置精度,实现了透镜100的防呆设计。
在本实用新型的一些具体实施例中,第二反射面13呈G1连续,从而方便了第二反射面13的加工。当然,第二反射面13还可以成G2连续、或G3连续、或更高阶连续。
具体地,如图1-图4所示,第二反射面13可以形成为曲面,光源102的光经入射面11折射后射至透镜本体1内,其中一部分光线射在第二反射面13上、并由第二反射面13反射至透镜本体1内,而后光线可以从出光面14射出,且从出光面14射出的光线的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较小,最终照射在照明面101的距离灯具200较远的区域内,以进一步保证透镜100的截止角,保证灯具200的照明效果。
可以理解的是,第二反射面13的设置还可以根据实际需要设置为其他形状。例如,第二反射面13还可以与第一反射面12关于透镜本体1的中心纵截面10a对称布置,此时整个第二反射面13仅呈G0连续,但不限于此。
在本实用新型的一些可选实施例中,每个子反射面均呈G2连续,以便于子反射面的成型。当然,每个子反射面还可以均呈G3连续、或更高阶连续。可以理解的是,多个子反射面的连续性可以相同、也可以不相同。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图1-图4所示,子反射面为两个,两个子反射面分别为第一子反射面121和第二子反射面122,第一子反射面121邻近入射面11设置,第二子反射面122邻近出光面14设置,在透镜本体1的横截面上、第一子反射面121的投影的曲率大于第二子反射面122的投影的曲率,从而保证了光线经第一子反射面121的反射后、从出光面14射出的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较小,最终照射在照明面101的距离灯具200较远的区域内,保证了光线经第二子反射面122的反射后、从出光面14射出的光线的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较大,最终照射在照明面101的距离灯具200较近的区域内,同时简化了第一反射面12的结构,方便了第一反射面12的加工。第一子反射面121和第二子反射面122可以均形成为曲面,在透镜本体1的横截面上、第一子反射面121的投影的斜率可以沿入射面11至出光面14的方向逐渐减小;其中,斜率是指切线与横坐标轴之间的夹角的正切,横坐标轴为透镜本体1的中心纵截面10a在透镜本体1的横截面上的投影。
这里,需要说明的是,“曲面”是“平面”的相对概念。当然,子反射面还可以为两个以上,例如子反射面还可以为三个、四个等。
可选地,如图1-图4所示,第一子反射面121的表面积大于第二子反射面122的表面积,当透镜100应用于灯具200中时,光源102的光经入射面11折射后射至透镜本体1内,其中一部分光线射在第一子反射面121和第二子反射面122上,经第一子反射面121的反射后,从出光面14射出的光线的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较小,最终照射在照明面101的距离灯具200较远的区域内;经第二子反射面122的反射后,从出光面14射出的光线的方向与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角较大,最终照射在照明面101的距离灯具200较近的区域内。由于灯具200在实际应用过程中,灯具200设在照明面101的一侧,且灯具200位于照明面101的邻近灯具200的一端的远离另一端的一侧,使得照明面101的距离灯具200较近的区域的面积与照明面101的距离灯具200较远的区域的面积相比较小,从而照明面101的距离灯具200较近的区域所需的照度相对较小,便于灯具200的使用,提升了灯具200的实用性。
可以理解的是,当子反射面为两个以上时,多个子反射面的表面积可以沿入射面11朝向出光面14的方向减小。
在本实用新型的一些具体实施例中,入射面11包括第一入射面111、第二入射面112和第三入射面113,第三入射面113与出光面14相对设置,第一入射面111设在第三入射面113和第一反射面12之间,第二入射面112设在第三入射面113与第二反射面13之间,第三入射面113形成为自由曲面,当透镜本体1的中心纵截面10a竖直布置、且出光面14位于第三入射面113的上方时,第三入射面113的邻近第一反射面12的一端位于第三入射面113的邻近第二反射面13的一端的上方。
例如,在图1-图4的示例中,第三入射面113与出光面14可以沿上下方向(例如,图2中的上下方向)正对设置,第三入射面113形成为自由曲面,从而使得第三入射面113具有良好的设计灵活性。第一入射面111的一端可以与第三入射面113的一端相连、第一入射面111的另一端可以与第一反射面12的一端相连,第二入射面112的一端可以与第三入射面113的另一端相连、第二入射面112的另一端可以与第二反射面13相连。当透镜本体1的中心纵截面10a竖直布置、且出光面14位于第三入射面113的正上方时,第三入射面113的上述一端位于第三入射面113的上述另一端的上方,第三入射面113的中部可以朝向远离出光面14的方向凸出设置,使得第三入射面113的位于透镜本体1中心纵截面10a一侧(例如,图2中的左侧)的部分位于第三入射面113的位于透镜本体1中心纵截面10a另一侧(例如,图2中的右侧)的另一部分的上侧,从而经第三入射面113的上述部分折射后射至透镜本体1内的光线可以朝向透镜本体1中心纵截面10a的另一侧传播,以实现偏光效果,进而保证透镜100的截止角,保证灯具200的实用性。
这里,需要说明的是,“自由曲面”是指具有传统加工成型的任意性特点的曲面,且不能由一个或多个多项式表达的曲面,例如,自由曲面不能通过一个多项式表达,或者自由曲面不能通过两个多项式表达,或自由曲面不能通过三个多项式表达等,具有良好的设计灵活性;“偏光”可以理解为经透镜100折射后的光在某一方向上的光强较强或角度较大,配光曲线沿光轴方向两侧不对称即为偏光。
进一步地,如图2和图3所示,第一入射面111和第二入射面112均形成为拔模面,且第一入射面111和第二入射面112可以均形成为平面,沿出光面14朝向第三入射面113的方向、第一入射面111和第二入射面112朝向远离彼此的方向延伸,第一入射面111的拔模角与第二入射面112的拔模角不相等,使得第一入射面111和第二入射面112均具有良好的设计灵活性,从而便于进一步调整照明面101的光照均匀度,同时使得透镜本体1更好地脱离模具,避免透镜本体1在脱离模具的过程中、透镜本体1与模具之间摩擦较大而划伤透镜本体1,起到了保护透镜本体1的作用,保证透镜本体1的加工效率。其中,第一入射面111的拔模角可以为第一入射面111与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角,第二入射面112的拔模角可以为第二入射面112与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角,第一入射面111的拔模角和第二入射面112的拔模角的大小可以根据实际应用设置,例如第一入射面111的拔模角和第二入射面112的拔模角的范围可以均满足1°~3°。
可以理解的是,第一入射面111的拔模角还可以和第二入射面112的拔模角相等,以进一步提升第一入射面111和第二入射面112的设计灵活性。
在本实用新型的一些可选实施例中,如图1-图3所示,出光面14形成为平面,从而简化了出光面14的结构,简化了出光面14的加工工艺,便于透镜本体1的加工。其中,出光面14可以与透镜本体1的中心纵截面10a垂直,此时出光面14与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角为直角;或者,出光面14与透镜本体1的中心纵截面10a之间的夹角为锐角,此时出光面14可以沿第一反射面12朝向第二方向面的方向、朝向远离入射面11的方向相对于中心纵截面10a倾斜延伸,也就是说,当透镜本体1的中心纵截面10a竖直布置、且出光面14位于入射面11的上方时,出光面14的邻近第一反射面12的一端位于出光面14的邻近第二反射面13的一端的下方,以进一步保证透镜100的偏光效果。
在本实用新型的另一些可选实施例中,出光面14形成为光学微结构阵列曲面(图未示出),每个微结构为具有相同曲率的偏光面,形成所需的照明面101均匀照明的光强分布;每个微结构面的曲率为由大到小渐变过渡,曲率越小变化率越缓,整体曲率变化范围小于45°。
可选地,第一安装部21和第二安装部22均相对于中心纵截面10a倾斜延伸。例如,如图1-图4所示,第一安装部21和第二安装部22可以均形成为板状结构,且第一安装部21的外表面和第二安装部22的外表面可以均形成为平面,第一安装部21和第二安装部22可以均沿入射面11至出光面14、第一反射面12朝向第二反射面13的方向相对于中心纵截面10a倾斜延伸,此时第一安装部21与中心纵截面10a之间的夹角可以为锐角、第二安装部22与中心纵截面10a之间的夹角可以为锐角,从而简化了第一安装部21和第二安装部22的结构,方便了透镜100的加工。
当然,第一安装部21和第二安装部22还可以均沿入射面11至出光面14、第二反射面13朝向第一反射面12的方向相对于中心纵截面10a倾斜延伸,同样方便了透镜100的加工。
可以理解的是,第一安装部21和第二安装部22还可以形成为其他形状、朝向其他方向延伸,只需保证第一安装部21和第二安装部22关于透镜本体1的中心纵截面10a不对称即可。
根据本实用新型第二方面实施例的灯具200,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的用于灯具200的透镜100。
根据本实用新型实施例的灯具200,通过采用上述的透镜100,满足了灯具200的照明需求,避免在照明面101上形成照明暗区,提升了整个照明面101的光照均匀度。
根据本实用新型实施例的灯具200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
下面参考图1-图8以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的用于灯具200的透镜100。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对实用新型的具体限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“轴向”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
如图1-图4所示,透镜100为TIR透镜,TIR透镜有机结合了折射和反射原理,便于实现小角度的光束,在实现小角度、窄光束上具有其他类型的透镜不可比拟的优势,同时透光率高度90%以上。透镜100包括透镜本体1,透镜本体1呈长条形且透镜本体1沿前后方向直线延伸;透镜本体1的外表面包括入射面11、第一反射面12、第二反射面13和出光面14,出光面14形成为平面,且出光面14与透镜本体1的中心纵截面10a垂直;入射面11包括第一入射面111、第二入射面112和第三入射面113,第三入射面113与出光面14上下正对设置,第一反射面12和第二反射面13分别设在入射面11的两侧,第一反射面12的两端分别与入射面11和出光面14相连,第二反射面13的两端分别与入射面11和出光面14相连,第一入射面111设在第三入射面113和第一反射面12之间,第二入射面112设在第三入射面113与第二反射面13之间,第三入射面113形成为自由曲面;当透镜本体1的中心纵截面10a竖直布置、且出光面14位于第三入射面113的上方时,第三入射面113的邻近第一反射面12的一端位于第三入射面113的邻近第二反射面13的一端的上方。
第一入射面111和第二入射面112均形成为拔模面,且第一入射面111和第二入射面112可以均形成为平面,沿出光面14朝向第三入射面113的方向、第一入射面111和第二入射面112朝向远离彼此的方向延伸,第一入射面111的拔模角与第二入射面112的拔模角不相等,使得入射面11朝向出光面14凹入以限定出容纳腔11a,容纳腔11a适于容纳灯具200的光源102,光源102为多个沿前后方向间隔布置的多个LED灯珠。
第一反射面12包括彼此相连的两个子反射面,两个子反射面沿入射面11至出光面14的方向依次设置,每个子反射面均呈G2连续,两个子反射面分别为第一子反射面121和第二子反射面122,第一子反射面121和第二子反射面122相交以形成交线120,交线120沿前后方向水平延伸;第一子反射面121邻近入射面11设置,第二子反射面122邻近出光面14设置,在透镜本体1的横截面上、第一子反射面121的投影的曲率大于第二子反射面122的投影的曲率,在透镜本体1的横截面上、交线120的投影为一个点,第一子反射面121的投影在改点处的曲率与第二子反射面122的投影在该点处的曲率不相等,第一子反射面121的表面积大于第二子反射面122的表面积。第二反射面13形成为曲面,沿入射面11至出光面14的方向、第一反射面12和第二反射面13朝向远离彼此的方向延伸。
进一步地,如图1-图3所示,透镜本体1的左右两端分别设有第一安装部21和第二安装部22,第一安装部21设在第一反射面12与出光面14之间,第一安装部21凸出透镜本体1的外表面设置,第二安装部22设在第二反射面13与出光面14之间,第二安装部22凸出透镜本体1的外表面设置,第一安装部21和第二安装部22关于透镜本体1的中心纵截面10a不对称。
如图1-图4所示,透镜100在使用过程中,透镜100位于照明面101的一侧(例如,图4的左侧),透镜本体1的中心纵截面10a可以与照明面101平行设置,当然,透镜本体1的中心纵截面10a也可以与照明面101成一定角度倾斜设置,且透镜100位于照明面101的下方设置,也就是说,透镜100位于照明面的斜下方,光源102置于容纳腔11a内。光源102发出的光线的传播路径可以大致分为六类,这六类光线的传播路径分别为图3中的传播路径①、传播路径②、传播路径③、传播路径④、传播路径⑤、传播路径⑥。
具体地,沿传播路径①传播的光线可以由光源102的表面平行于透镜本体1的中心纵截面10a出射,射到第三入射面113的中间位置,其传播方向不变、依然以平行于透镜本体1中心纵截面10a的方向自出光面14折射而出;沿传播路径②传播的光线可以由光源102的表面向上、向左以与中心纵截面10a较小的夹角出射,射到第三入射面113的位于中心纵截面10a的左侧部分以发生折射,继而自出光面14偏离于中心纵截面10a向右折射而出,出射光线与中心纵截面10a之间的夹角较小;沿传播路径③传播的光线可以由光源102的表面向上、向右以与中心纵截面10a较小的夹角出射,射到第三入射面113的位于中心纵截面10a的右侧部分以发生折射,继而自出光面14偏离于中心纵截面10a向右折射而出,出射光线与中心纵截面10a之间的夹角较大;沿传播路径④传播的光线可以由光源102的表面向上、向左以与中心纵截面10a较大的夹角出射,射到第一子反射面121上,经第一子反射面121反射后自出光面14偏离于中心纵截面10a向右折射而出,出射光线与中心纵截面10a之间的夹角较小;沿传播路径⑤传播的光线可以由光源102的表面向上、向左以与中心纵截面10a较小的夹角出射,射到第二子反射面122上,经第二子反射面122反射后自出光面14偏离于中心纵截面10a向右折射而出,出射光线与中心纵截面10a之间的夹角较大;沿传播路径⑤传播的光线可以由光源102的表面向上、向右以与中心纵截面10a较大的夹角出射,射到第二反射面13上,经第二反射面13反射后准直射出、并自出光面14偏离于中心纵截面10a向右折射而出,出射光线与中心纵截面10a之间的夹角较小。
当透镜100应用于灯具200例如洗墙灯时,如图4和图5所示,照明面101可以为墙面的一部分,灯具200位于照明面101的下方,灯具200的截止角α可以根据实际需求具体设置。当透镜100应用于灯具例如黑板灯时,如图6-图8所示,照明面101可以为黑板的板面,灯具200位于照明面101的上方,具有明显的偏光效果,且在照明面101的上部进行了有效的照度补充,提升了照明面101的光照均匀度,避免出现照明暗区,灯具200的截止角β≥35°,具体地,β=90°,以满足黑板灯的照明要求。
根据本实用新型实施例的透镜100,结构简单、便于实现,保持了较小的光束角、具有较大的截止角,且透镜100安装方便,可以对照明面101的距离灯具200较近的照明区域进行照度补充,避免在照明面101的距离灯具200较近的区域形成照明暗区,从而提升了整个照明面101的光照均匀度,保证灯具200良好的照明效果,满足灯具200的照明要求;同时保证了透镜100与光源102之间的相对位置精度,实现了透镜100的防呆设计。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。