透镜、光学系统及灯具技术方案

本申请提供一种透镜、光学系统及灯具。透镜包括透镜本体，透镜本体两端设置有安装面和出光面，安装面向透镜本体凹陷形成光源安装槽，光源安装槽的内表面形成入光面，透镜本体的外周面形成有连接安装面与出光面的全反射面，入光面包括形成于光源安装槽的槽壁面的第一入光面和形成于光源安装槽的槽底面的第二入光面，由所述第二入光面进入的光线在全部所述入光面进入的光线中的能量占比小于2%。从中心位置进入的光线较少，对整灯光斑影响甚微。侧面第一入光面为一个外凸的弧面，聚焦光线，再经过外凸弧形全反射面反射后，最后光线汇聚在透镜正上方一个很小区域。可匹配更小的过光孔，从而提升光学效率，灯具的防眩效果也更好。灯具的防眩效果也更好。灯具的防眩效果也更好。

【技术实现步骤摘要】
透镜、光学系统及灯具


[0001]本专利技术涉及一种透镜，以及包括该透镜的光学系统和灯具。

技术介绍

[0002]筒灯或射灯及格栅射灯灯具具有防止眩光的需求，常规的技术方案是采用小孔防眩，在出光面前方，设计一个小孔，灯具隐藏在孔的后面，这样的设计通常存在如下问题：1. 孔的直径越小，可以过滤掉越多的大角度的光线，起到防止眩光效果，但是同时带来的问题是很多光线被灯体结构吸收，造成光的浪费，整灯光学效率低；2. 常规的TIR透镜中心出射的能量多，这部分光线和全反面出射的光线叠加后容易出现光斑分层，不是一个均匀过度的光斑，造成了光斑质量效果不佳的问题。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是为了解决上述问题，提供一种兼顾防眩效果和光学效率的透镜、光学系统及灯具。
[0004]本申请为实现上述效果，所采用的技术方案是提供一种透镜，其特征在于，包括透镜本体，所述透镜本体为以光轴Z为对称轴的对称结构，所述透镜本体在沿所述光轴Z方向的相对两侧分别设置有安装面和出光面，所述安装面向所述透镜本体凹陷形成光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述透镜本体的外周面形成有连接所述安装面与所述出光面的全反射面，所述入光面包括形成于所述光源安装槽的槽壁面的第一入光面和形成于所述光源安装槽的槽底面的第二入光面，所述第一入光面的入射光线经由所述全反射面发生一次全反射后从所述出光面出射，所述第二入光面的入射光线通过所述透镜本体直接从所述出光面出射，由所述第二入光面进入的光线在全部所述入光面进入的光线中的能量占比小于2%。
[0005]优选地，以所述安装面和所述光轴Z的交点O为顶点，光轴Z两侧所述第一入光面和所述第二入光面交界处形成的夹角α满足5
°
≤α≤12
°
。
[0006]优选地，定义沿光轴Z方向从所述安装面到所述出光面的距离为透镜的高H，所述出光面的截面宽度为D，H和D的比值大于等于1.2且小于等于1.5。
[0007]优选地，所述第一入光面为由所述透镜本体向外侧凸出的弧面，所述第二入光面为垂直于光轴Z的平面。
[0008]优选地，所述第一入光面为圆弧面或近圆弧面。
[0009]优选地，所述全反射面为由所述透镜本体向外侧凸出的弧面。
[0010]优选地，所述全反射面表面设置有鳞片状微结构。
[0011]优选地，所述透镜主体为以所述光轴Z为轴线的回旋体。
[0012]本申请还提供一种光学系统，包括光源及如上所述的透镜，所述光源设置在所述透镜的所述光源安装槽，挡光部设置在所述透镜的出光方向前，所述挡光部为不透光材料，其中间位置开设有过光孔，所述光源射出的光线经过透镜后再由所述过光孔出射。
[0013]优选地，所述过光孔的截面宽度小于所述出光面的截面宽度。
[0014]优选地，所述过光孔的截面宽度是所述光源截面宽度的1.8~2.5倍。
[0015]本申请还提供一种灯具，其特征在于：所述灯具包括灯具壳体及如上所述的光学系统，所述光学系统设置于所述灯具壳体之中。
[0016]进一步地，所述灯具为射灯。
[0017]本专利技术提供的透镜，从中心位置的第二入光面进入的光线在总能量中的占比小于2%，对整灯光斑影响甚微。侧面第一入光面为一个外凸的弧面，聚焦光线，再经过外凸弧形全反射面反射后，最后光线汇聚在透镜正上方一个很小区域。这样的透镜可匹配更小的过光孔，从而提升光学效率，灯具的防眩效果也更好。
附图说明
[0018]图1是本专利技术一优选实施例透镜的结构示意图；图2是本专利技术一优选实施例光学系统的光路图；图3是本专利技术一优选实施例灯具的外观结构图。
具体实施方式
[0019]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的透镜、光学系统及灯具作进一步的详细说明。
[0020]本申请一优选实施例的透镜1其结构如图1所示，图1为透镜1沿光轴Z的截面图。在本实施例中以图1截面沿光轴Z回旋形成透镜本体11，在其他较佳实施例中，透镜本体11也可以由图1截面拉伸而成。在图1中可见透镜本体11为对称结构，其对称轴为透镜1的光轴Z。
[0021]透镜本体11在沿光轴Z方向的相对两侧分别设置有安装面101和出光面103。透镜本体11的外周面形成有连接安装面101与出光面103的全反射面104，全反射面104为由透镜本体11向外侧凸出的弧面。安装面101向透镜本体11凹陷形成光源安装槽106。在本实施例中，由于光源安装槽106内凹的区域不大，因此在光源安装槽106周围仍然可以看到有实体平面，而在其他实施例中，光源安装槽106也可能和全反射面104直接相连接，在这种情况下应当应该可以理解，安装面101即为光源安装槽106和全反射面104连接处所在的平面。
[0022]光源安装槽106的内表面形成入光面102，入光面包括形成于光源安装槽106的槽壁面的第一入光面1021和形成于光源安装槽106的槽底面的第二入光面1022。其中第二入光面1022为垂直于光轴Z的平面，第一入光面1021为由透镜本体11向外侧凸出的弧面。在本实施例中，第一入光面1021为圆弧面，在其他较佳实施例中第一入光面也可以为近圆弧面，即为接近于圆弧面的自由曲面。
[0023]光线由入光面102进入透镜本体11。其中，从第一入光面1021入射的光线在全反射面104发生一次全反射后从出光面103出射。从第二入光面1022入射的光线通过透镜本体后直接从出光面103出射。在本实施例中，我们将第二入光面1022设置成一个较小的平面，如图1所示，以安装面和所述光轴Z的交点O为顶点，光轴Z两侧第一入光面1021和第二入光面1022交界处形成的夹角α。要求夹角α满足5
°
≤α≤12
°
，由于夹角α的角度较小，从而使得光源发出的光线仅中心区域会经过第二入光面1022进入透镜本体11，这部分光线占光源发出的能量的2%一下，对整灯光斑影响甚微。夹角α满足5
°
≤α≤12
°
保证了第二入光面1022进入
的光线在全部由入光面102进入的光线中的能量占比小于2%。在实施例中夹角α为12
°
，实测第二入光面1022进入的能量为光源能量的1%左右。同时，由于夹角α的角度较小，其出射光斑也较小，集中在出光面103的中心位置。
[0024]如图1所示，定义沿光轴Z方向从安装面101到出光面103的距离为透镜1的高H，定义出光面103的截面宽度为D，在本实施例中D同时为透镜本体11出光面103的直径。本实施例中透镜1的高度是直径的1.2到1.5倍，即H和D的比值大于等于1.2且小于等于1.5，这样可以确保所有由第一入光面1021进入的光线可以到达全反射面104。全反射面104表面还设置有鳞片状微结构，微结构可以起到混光作用，使得光线更加可控。
[0025]本实施例提供的透镜1可和光源2、挡光部3组合形成如图2所示的光学系统。光源2设置在透镜1的光源安装槽106本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜，其特征在于，包括透镜本体，所述透镜本体为以光轴Z为对称轴的对称结构，所述透镜本体在沿所述光轴Z方向的相对两侧分别设置有安装面和出光面，所述安装面向所述透镜本体凹陷形成光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述透镜本体的外周面形成有连接所述安装面与所述出光面的全反射面，所述入光面包括形成于所述光源安装槽的槽壁面的第一入光面和形成于所述光源安装槽的槽底面的第二入光面，所述第一入光面的入射光线经由所述全反射面发生一次全反射后从所述出光面出射，所述第二入光面的入射光线通过所述透镜本体直接从所述出光面出射，由所述第二入光面进入的光线在全部所述入光面进入的光线中的能量占比小于2%。2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，以所述安装面和所述光轴Z的交点O为顶点，光轴Z两侧所述第一入光面和所述第二入光面交界处形成的夹角α满足5
°
≤α≤12
°
。3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，定义沿光轴Z方向从所述安装面到所述出光面的距离为透镜的高H，所述出光面的截面宽度为D，H和D的比值大于等于1.2且小于等于1.5。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的透镜，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万林，
申请(专利权)人：苏州欧普照明有限公司，
类型：发明
国别省市：