一种透镜及照明装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于照明技术领域，尤其涉及一种透镜及照明装置，透镜包括轴对称的透镜本体，具有第一对称轴，所述透镜本体的一侧为入光面，所述透镜本体的另一侧为出光面，所述入光面包括中心面和设置于所述中心面外围的多个环齿面，所述中心面包括同心地设置的至少两个凸起的圆环面，各所述圆环面的截面具有二次或高次曲线轮廓。本实用新型专利技术提供的透镜，由于具有上述的中心面，使其对光源的位置和数量具有较好的兼容性，当在多个光源所围合的区域内，增加光源或者去掉光源均不会导致光斑中心出现明显的暗区，能够适应多种光源布局。能够适应多种光源布局。能够适应多种光源布局。

【技术实现步骤摘要】
一种透镜及照明装置


[0001]本技术属于照明领域，尤其涉及一种透镜及照明装置。

技术介绍

[0002]菲涅尔透镜以较小的厚度实现了与常规透镜近似相同的折射效果，特别适用于空间受限比较明显的光学系统中，菲涅尔透镜的入光面由多个凸起的环带 (也称为环齿)和位于环带中心区域的平滑凸面构成，入光面的形状影响着光斑形状和光斑照度的变化趋势。
[0003]在一些应用菲涅尔透镜的照明系统中，会采用多个独立的光源构成面光源，例如采用多个中低功率的LED灯珠构成面光源，常规的菲涅尔透镜对面光源射向其入光面中心区域的光线的控制能力较差，主要体现在对LED灯珠的位置或数量的兼容性较差，导致LED灯珠的布局发生变化(例如改变LED灯珠的位置) 时，光斑的形状和照度分布会随之发生较大的变化。
[0004]再如，在一些色温可调的LED照明系统中，通常设置有多颗冷色调LED灯珠，并在多颗冷色调LED灯珠围合的区域内设置一暖色调LED灯珠，在冷暖光模式切换时，光斑的形状、照度会发生人们并不期望的变化，如关闭中间的暖色调LED灯珠时，光斑中心将出现暗区，使受照面上的照度不均匀。

技术实现思路

[0005]本技术实施例的目的在于提供一种透镜及照明装置，旨在解决常规菲涅尔透镜对光源的布局兼容性较差的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]第一方面，提供一种透镜，包括轴对称的透镜本体，具有第一对称轴，所述透镜本体的一侧为入光面，所述透镜本体的另一侧为出光面，所述入光面包括中心面和设置于所述中心面外围的多个环齿面，所述中心面包括同心地设置的至少两个凸起的圆环面，各所述圆环面的截面具有二次或高次曲线轮廓。
[0008]在一个实施例中，所述多个环齿面为全内反射式菲涅尔面。
[0009]在一个实施例中，所述中心面与经过所述第一对称轴的平面相交于第一交线，所述第一交线包括第一段、第二段、第三段和第四段，所述第一段和第二段位于所述第一对称轴的一侧，且关于第二对称轴对称；
[0010]所述第三段和第四段位于所述第一对称轴的另一侧，且关于第三对称轴对称；
[0011]所述第一对称轴、第二对称轴和第三对称轴平行；
[0012]所述第一段的斜率范围为
‑
0.6～0.5。
[0013]进一步地，所述第一对称轴与所述第一交线相交于第一拐点，所述第二对称轴与所述第一交线相交于第二拐点，所述第三对称轴与所述第一交线相交于第三拐点，所述第一段、第二段、第三段和第四段分别具有一第四拐点；
[0014]其中，所述第一拐点与所述出光面的垂直距离小于所述第二拐点与所述出光面的垂直距离。
[0015]在一个实施例中，所述环齿面和过所述第一对称轴的平面相交的第二交线为折线，所述折线与所述第一段在第一连接点相连，所述折线与所述第四段在第二连接点相连，所述第一连接点与所述出光面的垂直距离、所述第二连接点与所述出光面的垂直距离，以及所述第一拐点与所述出光面的垂直距离相等。
[0016]在一个实施例中，所述环齿面的数量至少为两个，最外侧的所述环齿面围合形成凹槽；
[0017]所述出光面设有结构不同的第一微结构和第二微结构，所述第一微结构与所述中心面对应，所述第二微结构与内侧的两个所述环齿面对应；
[0018]最外侧的所述环齿面背向所述出光面的表面设有第三微结构；
[0019]所述透镜本体还具有扁平状的缘部，所述缘部背向所述出光面的一侧设有第四微结构，所述第四微结构设置于所述第三微结构的外围。
[0020]在一个实施例中，所述第二段被设置为：对放置于所述第二对称轴上预设位置的光源发出的光线进行汇聚产生的光斑靠近所述第一对称轴；
[0021]所述第三段被设置为：对放置于所述第三对称轴上预设位置的光源发出的光线进行汇聚产生的光斑靠近所述第一对称轴。
[0022]另一方面，提供一种照明装置，包括上述任一种透镜及设置于所述入光面一侧的光源阵列，所述光源阵列的几何中心与所述中心面的几何中心均位于所述第一对称轴上。
[0023]进一步地，所述光源阵列包括多个LED光源，多个所述LED光源中，至少部分LED光源可独立控制；
[0024]多个所述LED光源呈圆周布置；或者，多个所述LED光源呈多行布置；或者，多个所述LED光源中，一部分LED光源沿圆周布置，至少一个LED光源布置于所述圆周限定的区域内。
[0025]进一步地，所述光源阵列的外接圆直径与所述中心面的直径的比值范围为 0.85～1.1，当多个所述LED光源排列于一个圆周上时，各所述LED光源的中心点所在圆的直径与所述中心面的半径的比值范围为0.85～1.1。
[0026]本技术实施例提供的透镜至少具有以下有益效果：该透镜的中心面包括至少两个圆环面，内侧圆环面将光线向第一对称轴的方向折射，在第一对称轴附近的区域汇聚，并进一步向前传输；外侧的圆环面将光线向远离第一对称轴的方向折射，在外侧圆环面的外边缘的上方汇聚并进一步向前传输。通过这种光束整形，能够在与透镜相距一定范围的区域内，形成照度均匀过渡的圆形光斑，而改变光源的位置时，该光斑形状基本稳定且照度由中心向边缘过渡均匀，无明显暗区，因此其对光源的布局具有较好的兼容性，能够适应多种类型的照明装置。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本技术实施例提供的透镜的立体结构示意图；
[0029]图2为本技术实施例提供的透镜的一种纵向剖视图；
[0030]图3为本技术实施例提供的透镜的另一种纵向剖视图；
[0031]图4为本技术实施例提供的透镜的光路图；
[0032]图5为本技术实施例提供的透镜出射光束角与y轴位置的关系曲线；
[0033]图6为本技术实施例提供的透镜的三种不同曲率的第一交线的示意图；
[0034]图7为本技术第一实施例提供的透镜对应第一种光源位置的配光效果及光斑照度示意图；
[0035]图8为本技术第一实施例提供的透镜对应第二种光源位置的配光效果及光斑照度示意图；
[0036]图9为本技术第一实施例提供的透镜对应第三种光源位置的配光效果及光斑照度示意图；
[0037]图10为本技术第二实施例提供的透镜对应第一种光源位置的配光效果及光斑照度示意图；
[0038]图11为本技术第二实施例提供的透镜对应第二种光源位置的配光效果及光斑照度示意图；
[0039]图12为本技术第二实施例提供的透镜对应第三种光源位置的配光效果及光斑照度示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜(100)，包括轴对称的透镜本体(10)，具有第一对称轴(23)，所述透镜本体(10)的一侧为入光面(20)，所述透镜本体(10)的另一侧为出光面(30)，其特征在于，所述入光面(20)包括中心面(21)和设置于所述中心面(21)外围的多个环齿面(22)，所述中心面(21)包括同心地设置的至少两个凸起的圆环面(211)，各所述圆环面(211)的截面具有二次或高次曲线轮廓。2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述多个环齿面(22)为全内反射式菲涅尔面。3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述中心面(21)与经过所述第一对称轴(23)的平面相交于第一交线(24)，所述第一交线(24)包括第一段(241)、第二段(242)、第三段(243)和第四段(244)，所述第一段(241)和第二段(242)位于所述第一对称轴(23)的一侧，且关于第二对称轴(25)对称；所述第三段(243)和第四段(244)位于所述第一对称轴(23)的另一侧，且关于第三对称轴(26)对称；所述第一对称轴(23)、第二对称轴(25)和第三对称轴(26)平行；所述第一段(241)的斜率范围为
‑
0.6～0.5。4.如权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述第一对称轴(23)与所述第一交线(24)相交于第一拐点(231)，所述第二对称轴(25)与所述第一交线(24)相交于第二拐点(251)，所述第三对称轴(26)与所述第一交线(24)相交于第三拐点(261)，所述第一段(241)、第二段(242)、第三段(243)和第四段(244)分别具有一第四拐点(245)；其中，所述第一拐点(231)与所述出光面(30)的垂直距离小于所述第二拐点(251)与所述出光面(30)的垂直距离。5.如权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述环齿面(22)和过所述第一对称轴(23)的平面相交的第二交线(221)为折线，所述折线与所述第一段(241)在第一连接点(222)相连，所述折线与所述第四段(244)在第二连接点(223)相连，所述第一连接点(222)与所述出光面(30)的垂直距离、所述第二连接点(223)与所述出光面(30)的垂直距离，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：新型
国别省市：