[發明專利]透鏡和配有該透鏡的照明裝置

有效

• 申請號: 201110326128.3
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103062704B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 張奇輝;胡瑾;曾軍華;黎安淼
• 申請（專利權）人: 歐司朗股份有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術領域

本發明涉及一種透鏡和一種配有該透鏡的照明裝置。

背景技術

當今，照明裝置被廣泛地應用于日常生活中的各個領域。例如條形照明裝置經常安裝在家具、櫥柜或其他待照明的物體的邊棱上。對于這種照明裝置來說，通常需要獲得長條形的光分布。為此通常將透鏡用作條形照明裝置的燈罩，用于使來自光源的出射光朝向預定的角度偏轉。

現有技術中主要存在兩種這樣的透鏡，一種是設計為TIR(全內反射)擠出透鏡，另一種是帶有圓柱形條紋的透鏡。對于TIR擠出透鏡而言，與光軸的夾角較大的出射光部分在透鏡中進行全內反射，而在與光軸的夾角較小的出射光部分在透鏡部分中進行折射。在此情況下所需的透鏡厚度較高。因此導致具有這種設計的透鏡的條形照明裝置在一些對照明裝置的高度或幾何形狀要求嚴格的環境下并不適合。對于帶有圓柱形條紋的透鏡而言，其整體具有凸透鏡的形狀。這種透鏡相對于第一種類型的透鏡，具有較小的厚度，但是這種透鏡上的圓柱形條紋均勻排布，因此無法針對入射角度不同的光均根據光學原理全面地進行控制。另外通過這種帶有圓柱形條紋的透鏡很難獲得足夠細長并且均勻的光分布圖案。

發明內容

因此本發明的目的在于，提出一種透鏡，這種透鏡厚度較小，并且可以對不同入射角度的光全面地進行折射和內反射，以便獲得均勻細長的光分布圖案。

根據本發明提出一種用于線性光源的透鏡，其特征在于，透鏡包括遠離光源的外側面和面對光源的內側面，外側面為平坦的出光面，內側面包括第一凸出區域和關于第一凸出區域對稱的第二凹陷區域，其中各個第二凹陷區域微結構，來自光源的光經所述微結構折射后并進一步反射至出光面。設計為具有中央第一凸起區域和兩個關于第一凸起區域對稱的第二凹陷區域形狀的透鏡可以根據分割TIR透鏡的原理使透鏡的厚度減小。由于線性光源通常正對透鏡的中央部分設置在透鏡的下方，因此透鏡的內側面上的各個區域到光源的距離不同，而且各個區域上獲得的入射光的角度也不相同。通過將內側面設計為中間朝向光源凸出、兩側遠離光源所在平面凹陷的連續曲面，并且將主要接收傾斜射入的光的第二凹陷區域設計為微結構，可以根據光學原理使入射光以預定的角度在透鏡其中進行全內反射后從出光面均勻地射出。這樣在確保達到較高的光效率的前提下可以獲得細長形的光分布。

在根據本發明的一個優選的設計中，微結構是連續的鋸齒結構，該鋸齒結構包括多個全內反射的鋸齒單元。連續鋸齒結構的表面有利地反射和折射具有不同入射角的入射光。

在根據本發明的一個優選的設計中，全內反射的鋸齒單元包括在橫截面中限定出具有頂點的朝向光源的夾角的第一鋸齒邊和第二鋸齒邊，第一鋸齒邊具有朝向光源的光入射面和背向光源的光折射面，第二鋸齒邊具有與光折射面相對的全內反射面。由光源發出的光首先到達第一鋸齒邊的光入射面，然后經過折射從光折射面射向第二鋸齒邊的全內反射面，由此實現在透鏡中的全內反射。

在根據本發明的一個優選的設計中，一個頂點與光源之間的連線與和該頂點相鄰的兩個頂點到所述光源之間的連線分別形成的兩個第一夾角相等。這樣設計有利于獲得均勻的條形光分布。

在根據本發明的一個優選的設計中，全內反射的鋸齒單元的數量等于光源射入第二凹陷區域的光入射范圍和第一夾角的比值。鋸齒單元的數量越多，就可以得到越均勻的光分布。

在根據本發明的一個優選的設計中，第一鋸齒邊和光源的光軸之間的夾角為2°-5°。特別優選地，該夾角最小可以為2°。

在根據本發明的一個優選的設計中，第一凸出區域到出光面的第一距離小于第二凹陷區域的邊緣區域到出光面的第三距離。特別優選地，該第三距離為3mm。由此，在第一凸出區域兩側分別形成中間遠離光源所在平面并凹陷的拱形，其中透鏡兩側的邊緣區域基本和光源處于同一水平面內。

在根據本發明的另一個優選的設計中，鋸齒單元的第一鋸齒邊和第二鋸齒邊分別隨著第二凹陷區域到出光面的第二距離減小而增長。這說明了，在各個第二凹陷區域中第一和第二鋸齒邊的長度從拱形的拱頂分別朝向鄰接第一凸出區域和邊緣區域的拱形兩端逐漸減小。

在根據本發明的另一個優選的設計中，透鏡由PC或PMMA制成。透鏡的材質、特別是其光學特性和鋸齒單元的形狀以及長度有關。

優選的，透鏡為沿平行于線性光源的延伸方向拉伸的擠出透鏡。

此外本發明還涉及一種照明裝置，包括呈線狀排布的多個光源，其中該照明裝置配有上述透鏡。

優選的，線狀排布的光源為線性LED陣列。LED陣列的光軸垂直朝向第一凸出區域的中心。