偏光透镜及高杆灯的制作方法

本申请属于照明技术领域，更具体地说，是涉及一种偏光透镜及高杆灯。

背景技术：

目前，高效节能的led照明技术作为清洁能源得到了快速的发展，并在道路照明中获得了广泛的应用。目前市场上大部分led路灯的配光仍属于对称式的配光，即所采用的二次光学透镜，其配光曲面在x-x剖面及y-y剖面分别是对称配光的，即出射光线按照透镜的光轴左右和上下分别对称配光。在透镜出射面向外凸出时，出射面出射的光线会向透镜侧边和后方辐散。现有的高杆灯中使用这种光学透镜会导致高杆灯后方产生余光，杆后余光量较大时，会影响照明效果。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种偏光透镜，以解决现有技术中存在的高杆灯的杆后余光量较大的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种偏光透镜，包括透镜本体，所述透镜本体的一端具有向内凹陷的入射面，所述透镜本体的另一端具有向外凸出的出射面，所述透镜本体的一端至另一端的方向为第一方向；所述入射面沿第二方向分为透射区和用于朝向所述透射区反射光线的反射区；所述透射区包括第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧位于所述透射区沿第三方向的两端；所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直。

在一个实施例中，所述反射区于所述第二方向的法向面的截面线呈弧形，所述反射区于所述第三方向的法向面的截面线呈弧形。

在一个实施例中，所述透射区于所述第二方向的法向面的截面线呈弧形，所述透射区于所述第三方向的法向面的截面线呈弧形。

在一个实施例中，所述出射面于所述第二方向的法向面的截面线呈弧形，所述出射面于所述第三方向的法向面的截面线呈弧形。

在一个实施例中，所述透射区具有沿所述第一方向远离所述透镜本体一端的第一顶点，所述出射面具有沿所述第一方向远离所述透镜本体一端的第二顶点，所述第一方向和所述第二方向于所述第一顶点相交的平面形成对称面，所述第一侧和所述第二侧关于所述对称面对称，所述第二顶点位于所述对称面上，所述反射区和所述出射面分别关于所述对称面对称。

在一个实施例中，于所述对称面上：所述反射区的截面线远离所述透射区的截面线的端点为第一点，所述透射区的截面线远离所述反射区的截面线的端点为第二点，所述反射区的截面线与所述透射区的截面线相连的端点为第三点；所述第一点和所述第二点相连的直线段为长轴线，沿所述第一方向垂直等分所述长轴线的直线为光轴线；所述第一顶点和所述第二顶点分别位于所述光轴线沿所述第二方向的两侧。

在一个实施例中，所述反射区的截面线由所述第三点至所述第一点的曲率逐渐减小，所述透射区的截面线由所述第三点至所述第二点的曲率逐渐减小，且所述反射区的截面线的曲率的减小速率大于所述入射面的截面线的曲率的减小速率。

在一个实施例中，于所述对称面上：所述出射面的截面线靠近所述反射区的端点为第四点，所述出射面的截面线的另一端点为第五点，所述出射面的截面线的曲率由所述第二顶点至所述第四点的曲率逐渐减小，所述出射面的截面线的曲率由所述第二顶点至所述第五点的曲率逐渐减小，且所述出射面的截面线于所述第二顶点至所述第四点的曲率的减小速率小于所述出射面的截面线于所述第二顶点至所述第五点的曲率的减小速率。

在一个实施例中，所述第三点到所述光轴线的距离与所述第三点到所述长轴线的距离的比值范围为0-0.5。

在一个实施例中，于所述第二方向：所述第二顶点到所述第三点的距离与所述第二点到所述第三点的距离的比值范围为0.5-3。

在一个实施例中，所述反射区为电镀层形成的镜面。

本申请实施例还提供一种高杆灯，包括灯杆和安装于所述灯杆上的发光组件，所述发光组件包括光源和上述任一实施例中所述的偏光透镜，所述入射面形成凹槽，所述光源安装于所述偏光透镜的凹槽内。

本申请提供的偏光透镜及高杆灯的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的偏光透镜采用反射区能够将光源朝向反射区发出的光线朝向透射区反射，使得光源射向透镜本体靠近反射区一侧的光线偏向偏光透镜本体的另一侧，从而减少透镜本体一侧射出的光线，控制偏光透镜的出光角度区间，这样有利于减少偏光透镜靠近反射区一侧的余光，且有利于提高偏光透镜另一侧出射光线的光照强度，从而能够减少高杆灯的杆后余光。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的偏光透镜的立体结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的偏光透镜的立体结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的偏光透镜的透视图；

图4为本申请实施例提供的偏光透镜的侧视的透视图；

图5为本申请实施例提供的偏光透镜的后视的透视图；

图6为图5中沿a-a剖面的示意图一；

图7为图5中沿a-a剖面的示意图二；

图8为图5中沿a-a剖面的剖面图；

图9为图5中沿b-b剖面的光路图。

其中，图中各附图标记：

1-透镜本体；10-入射面；101-透射区；1011-第一侧；1012-第二侧；102-反射区；103-电镀层；11-出射面；

2-基板；20-适配槽；

3-光源；

e1-第一点；e2-第二点；e3-第三点；t1-第一顶点；t2-第二顶点；

z-第一方向；x-第二方向；y-第三方向；oz-光轴线；e12-长轴线。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本申请实施例提供的偏光透镜进行说明。偏光透镜包括透镜本体1，透镜本体1的一端具有入射面10，透镜本体1的另一端具有出射面11，透镜本体1一端至另一端的方向为第一方向z；入射面10向内凹陷，出射面11向外凸出。入射面10分为透射区101和反射区102，透射区101和反射区102位于入射面10沿第二方向x的两端。透射区101包括第一侧1011和第二侧1012，第一侧1011和第二侧1012位于透射区101沿第三方向y的两端；第二方向x与第一方向z相垂直，第三方向y与第一方向z和第二方向x均垂直。光源3发出的光线中一部分光线由透射区101入射后经过出射面11射出，另一部分光线由反射区102反射后，经过透射区101由出射面11出射。

本申请实施例中，请一并参阅图8，通过反射区102能够将光源3朝向反射区102发出的光线朝向透射区101反射，使得光源3射向透镜本体1靠近反射区102一侧的光线偏向偏光透镜本体1的另一侧，从而减少透镜本体1一侧射出的光线，控制偏光透镜的出光角度区间，这样有利于减少偏光透镜靠近反射区102一侧的余光，且有利于提高偏光透镜另一侧出射光线的光照强度。

在本申请的一个实施例中，请参阅图2至图4，在第二方向x的法向面上，反射区102的截面线呈弧形；在第三方向y的法向面上，反射区102的截面线呈弧形。请一并参阅图6及图9，采用弧形使得反射区102较为平滑，能够减小反射区102反射到透射区101的光线的分散角度，以便减小反射光线由出射面11出射时发散的角度，有利于提高出射光线的亮度。反射区102的中部内凹，这样在光源3为点光源时，既能够提高反射区102的反射光线沿纵向分布的均匀性，也能够提高反射光沿偏光透镜横向分布的均匀性。其中，纵向是指第二方向x，横向是指与第三方向y，第一方向z的法向面为垂直第一方向z的平面，第二方向x的法向面为垂直第二方向x的平面，第三方向y的法向面为垂直第三方向y的平面。

在本申请的一个实施例中，请参阅图2至图4，在第二方向x的法向面上，透射区101的截面线呈弧形；在第三方向y的法向面上，透射区101的截面线呈弧形。请一并参阅图6及图9，采用弧形使得透射区101较为平滑，有利于减小对光源3射向透射区101的光线的反射，从而有利于提高出光的强度。而且，有利于将光源3射向透射区101的光线分散开，提高光线在出射面11内侧分布的均匀性，有利于提高光照的范围，提出射面11出射光线强度的均匀性。

在本申请的一个实施例中，请参阅图2至图4，在第二方向x的法向面上，反射区102的截面线呈弧形，透射区101的截面线呈弧形。在第三方向y的法向面上，反射区102的截面线呈弧形，透射区101的截面线呈弧形。请一并参阅图6及图9，这样透射区101将光源3照射向透射区101的光线分散至出射面11，反射区102将光源3照射向反射区102的光线反射并分散至透射区101，使得两部分光线都能较好的分散。反射区102的中部内凹，透射区101的中部内凹，有利于提高出射面11出光的宽度和长度，且能够提高照射区域内的光照强度。

在本申请的一个实施例中，请参阅图1、图3及图4，在第二方向x的法向面上：出射面11的截面线呈弧形。在第三方向y的法向面上：出射面11的截面线呈弧形。采用弧形的截面线，透镜本体1平滑向外凸出，能够将出射光线分散，有利于提高光照区间的范围，增强光照区间内光照强度的均匀性。

在本申请的一个实施例中，请参阅图2至图4，透射区101具有第一顶点t1，第一顶点t1沿第一方向z远离透镜本体1的一端(即，沿第一方向z，透射区101第一顶点t1透镜本体1一端的距离最远)，出射面11具有第二顶点t2，第二顶点t2沿第一方向z远离透镜本体1的一端(即，沿第一方向z，出射面11上第二顶点t2到第一顶点t1的距离最远)。第一方向z和第二方向x在第一顶点t1的位置相交形成的平面为对称面(图5中沿a-a的剖面)，第一侧1011和第二侧1012关于对称面对称，反射区102关于对称面对称，出射面11关于对称面对，第二顶点t2位于对称面上。采用对称结构能够使得透镜本体1两侧的出光对称。

在本申请的一个实施例中，请参阅图5及图6，在对称面上，反射区102的截面线远离透射区101的截面线的端点为第一点e1，透射区101的截面线远离反射区102的截面线的端点为第二点e2，反射区102的截面线与透射区101的截面线的相连的端点为第三点e3；第一点e1和第二点e2相连的直线段为长轴线e12，光轴线oz沿第一方向z垂直等分长轴线e12；第一顶点t1和第二顶点t2分别位于光轴线oz沿第二方向x的两侧。这样使得透镜本体靠近透射区101的一侧较厚，有利于光线偏向透镜本体1的另一侧，有利于增大偏光角。第二顶点t2可以是与第三点e3重合，也可以是位于邻近第三点e3的位置。

在本申请的一个实施例中，请参阅图4、图5及图6，在对称面上，反射区102的截面线由第三点e3至第一点e1的曲率逐渐减小，透射区101的截面线由第三点e3至第二点e2的曲率逐渐减小，且反射区的截面线的曲率的减小速率大于透射区101的截面线的曲率的减小速率。这样使得反射区102的曲率相对较大，透射区101的曲率相对较小，有利于反射区102将光线分散并反射至透射区101，且增加了透射区101的面积，有利于透射区101将光线分散，能够提高出射面11上出光范围。

在本申请的一个实施例中，请参阅图4及图7，在对称面上：反射区102的截面线沿第一方向z的长度大于反射区102沿第二方向x的长度，这样能够减小反射区102的大小，增加反射区102反射至透射区101的光线，增大反射区102沿透镜本体1纵向出光的角度。透射区101的沿第一方向z的长度小于透射区101沿第二方向x的长度，这样能够使得透射区101较为平缓，增大了透射区101的面积，有利于入射光线和反射区反射光线的分散。

在本申请的一个实施例中，请参阅图4至图6，在对称面上：出射面11的截面线具有第四点e4和第五点e5，第四点e4为出射面11的截面线靠近反射区102的端点，第五点e5为出射面11的截面线的另一端点，出射面11的截面线的曲率由第二顶点t2至第四点e4的曲率逐渐减小，出射面11的截面线的曲率由第二顶点t2至第五点e5的曲率逐渐减小，且出射面11的截面线于第二顶点t2至第四点e4的曲率的减小速率小于出射面11的截面线于第二顶点t2至第五点e5的曲率的减小速率。这样能够使得出射面11靠近反射区102的一端相对较平滑，有利于增大透镜本体1靠近透射区101一侧的厚度，有利于提高出射光线的偏光角。

可选地，请参阅图6及图8，在对称面上：反射区102的截面线沿第一方向z的长度与反射区102的截面线沿第二方向x的长度的比值范围为1.1-6，透射区101的截面线沿第二方向x的长度与透射区101的截面线沿第一方向z的长度的比值范围为1.2-6，这样有利于将光源射向反射区的光分散，避免形成亮斑。反射区102的截面线沿第一方向z的长度与反射区102的截面线沿第二方向x的长度的比值可以是1.5、2、3或5等，透射区101的截面线沿第二方向x的长度与透射区101的截面线沿第一方向z的长度的比值可以是2、3、4或5等。

在本申请的一个实施例中，请参阅图4、图6及图8，在对称面上：第三点e3到光轴线oz的距离d1与第三点e3到长轴线e12的距离h的比值范围为0-0.5。光源3位于长轴线e12与光轴线oz相交的位置时，第三点e3到光轴线oz的距离d1与第三点e3到长轴线e12的距离h的比值为0时，第三点e3位于光轴线oz上，反射区102能够反射光源在90°发光区间内的光线，使得光源3一侧的光线完全偏向另一侧；第三点e3到光轴线oz的距离d1与第三点e3到长轴线e12的距离h的比值为0.5时，反射区102能够反射光源在30°发光区间内的光线，使得光源3一侧的光线部分偏向另一侧。这样可以控制透射区101出光区间对应的角度，且能够减小反射区102后侧的余光，增强反射区102前侧的光照强度。

可选地，请参阅图4，反射区102与透射区101相交位置形成分界线，分界线位于经过第三点e3且垂直第二方向x的平面上。这样能够使得光线反射区域的边界整齐，有利于减少反射区102后侧的余光。

在本申请的一个实施例中，反射区102为镜面，可选地，反射区102为电镀层103形成的镜面，采用电镀层103便于反射区102的加工，采用镜面有利于提高光线反射效率，有利于提高光效。

可选地，请参阅图5至图7，沿第二方向x，第二顶点t2到第三点e3的距离d3与第二点e2到第三点e3距离d2的比值范围为0.5-3。这样使得透镜本体1在反射区一端的厚度较小，透镜本体1另一端的厚度较大，能够减小出射光线在出射面11一端的分散，促进出射光线在出射面11的另一端分散，这样有利于减小反射区102后侧的余光，提高出射面11另一端光线的均匀性。沿第二方向x，第二顶点t2到第三点e3的距离d3与第二点e2到第三点e3距离d2的比值可以是1.0、1.2、1.5或2等。

可选地，请参阅图1、图3及图4，在对称面上：透镜本体1靠近反射区102一侧的厚度小于透镜本体1另一侧的厚度。在第三点e3至第二顶点t2的范围内，透镜本体1的厚度逐渐增加。可选地，在第二顶点t2远离第一顶点t1的方向，透镜本体1另一侧厚度逐渐减小，且透镜本体1另一侧厚度减小的速率大于透镜本体1一侧厚度增大的速率。这样使得透射区101射向出射面11的光线朝向出射面11的另一测偏移，有利于增大透镜本体1的偏光角，且能够减小透镜本体1一端的出光量，有利于减小反射区102背面的余光。其中，透镜本体厚度是指透镜本体沿第一方向z方向的尺寸。

在本申请的一个实施例中，偏光透镜还包括基板2，基板2围绕透镜本体1设置，基板2支撑透镜本体1。在偏光透镜安装时，可通过基板2固定偏光透镜。可选地，基板2上开设有适配槽20，适配槽20用于配合定位led灯珠的电路板，这样便于定位灯珠的位置。

本申请实施例还提供一种高杆灯，包括灯杆和发光组件，发光组件安装于灯杆上，发光组件包括光源3和上述任一实施例中的偏光透镜，入射面10形成凹槽，光源3安装于凹槽中。这样可以控制偏光透镜一端的余光，使得光照区间集中在偏光透镜的另一端；由于偏光透镜位于光源3远离灯杆的一侧，这样有利于减小杆后余光，提高光效，增强照明区域内的光照强度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。