[發明專利]一種透鏡

有效

• 申請號: 201110087955.1
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號: CN102162624A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 王鋼;羅滔;周燁
• 申請（專利權）人: 佛山市中山大學研究院;廣州市熠芯節能服務有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于LED照明的透鏡，屬于光學設計范疇的技術領域。

背景技術

現有的LED照明主要針對室內照明和戶外照明兩個方面的領域，其中戶外道路照明涉及的光學系統配光類型主要涵蓋了Type?1?到Type?5五種類型的配光。已報道的透鏡光學系統中主要依靠對稱的曲面完成對光線的控制。中國專利文獻?CN100495113涉及一種光學透鏡的設計方法，可以利用光對稱分布完成了光線在一個近似矩形區域的左右對稱光學透鏡結構，其配光類型屬于道路照明的Type?I的配光。專利CN101539267A也可以通過郁金香形狀的透鏡完成一圓形光斑設計，但形成的光斑仍屬于旋轉對稱的光斑分布，屬于type?5的配光類型。目前報道的較大向一個方向偏折的報道還較少。在有的場合，需要將光線朝一個半空間方向照射，例如布置于建筑外部、背靠外墻的壁燈，希望盡量沒有光線照射到墻壁，而射向墻外的光線越多越好。由于LED的光向左邊照射和向右邊兩個方向的出光是對稱的，且中心光強度較邊緣更大，因此將光線集中照射到某一半空間是比較困難的。目前，有一些關于將光線偏折向一個方向集中的設計，但很難將絕大部分光線偏向另一側出射，例如專利CN101571259A可以將一部分光源出射光線偏折到另一側，并形成一個tyep3型的配光型配光，但并不能將絕大部分的光線偏折到另一側，同時在較廣闊范圍內形成較為均勻的分布。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種集中偏折向一個方向并形成均勻照度分布的透鏡系統。

本發明的目的可通過以下技術方案實現：

一種用于LED照明的透鏡，包括光線的入射面和出射面。其特征在于：所述的出射面包括左右兩個旋轉對稱曲面和一個連接曲面，以及一個平面分界面；所述的兩個旋轉對稱曲面為一馬鞍形拱形曲面，和一碗形曲面，具有相同的對稱中心直線z軸；所述的連接面在碗形曲面的上方，將所述外拱形曲面和碗形曲面連接起來；所述的旋轉對稱曲面所述的旋轉對稱曲面被任何經過z軸的平面相截得的曲線形狀是相同。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：包含一分界平面，將所述的馬鞍形拱形曲面與所述的碗形曲面、連接曲面連接起來。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于，包含一個馬鞍形拱形曲面，該馬鞍形拱形曲面被經過z軸的平面相截得到的曲線為一中心凹陷肩部隆起的內凹外凸拱形曲線。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：包含一碗形曲面；所述的碗形曲面被經過z軸的任何平面所截取的曲線為一從下往上逐漸延展的二次曲線。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：包含一連接面，位于碗形曲面的上方，將所述外拱形曲面和碗形曲面連接起來；所述碗形曲面的特征在于，為一旋轉對稱曲面，與另一側馬鞍形拱形曲面中高于碗形曲面頂部的那部分曲面形狀完全相同。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：包含一連接面，位于碗形曲面的上方，將所述外拱形曲面和碗形曲面連接起來；所述連接面的特征在于，將另一側的馬鞍形拱形曲面中高于碗形曲面頂部的那部分曲面與碗形曲面頂部平滑連接。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：還包括一光線的入射面；所述入射面為由一個四份之一球面和一個內凹面組成，二者分界面與左右兩組出射面的平面相同。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：入射面中包含一內凹面；所述內凹面為一內凹弧線和一直線繞經過直線底部端點且垂直于兩組出射面的交界平面的方向旋轉180度得到。

一種用于LED照明的透鏡，其特征在于：入射面形成的空間放置一LED；所述LED光源放置位置在所有旋轉對稱曲面的對稱中心z軸軸線上。

本發明利用了兩組不同的旋轉對稱曲面，其中一組用以將光線均勻向一個半空間擴展，另一組則利用一個全反射面和一個外折射面一個內出光折射面，將光線偏折向另一側。兩組曲面中用一平面分割開，這個分割兩組曲面的平面極為上下模具的分形面，出模非常容易，具有很強的實用性。

附圖說明：

圖1為本發明第一個實施例示意圖

圖2為使用第一個實施例的透鏡組成的光源模組示意圖

圖3為本發明第一個實施例的俯視圖

圖4為本發明第一個實施例在y-z截面的側視圖

圖5為本發明第一個實施例在x-z截面的側視圖及光線走向

圖6為本發明第二個實施例的透鏡示意圖

圖7為使用本發明第一個實施例的光源模組的模擬照度分布

具體實施方式：