透镜、照明装置和灯箱制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种透镜（100），包括光入射面（1）、第一光出射面（2）以及分别连接光入射面（1）和所述第一光出射面（2）的侧面（3），其中光入射面（1）限定出容纳光源的空间，其特征在于，所述侧面（3）分别包括至少一个全内反射面（4）和至少一个第二光出射面（5），第一光出射面（2）将经过光入射面（1）的第一部分光折射出射产生第一出射光（S?1），全内反射面（4）将经过光入射面（1）的第二部分光反射至所述第一光出射面（2）并经第一光出射面（2）折射出射产生第二出射光（S2），第二光出射面（5）将经过光入射面（1）的第三部分光折射出射产生第三出射光（S3）。此外本发明专利技术还涉及包括该透镜的一种照明装置和一种灯箱。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种透镜（100），包括光入射面（1）、第一光出射面（2）以及分别连接光入射面（1）和所述第一光出射面（2）的侧面（3），其中光入射面（1）限定出容纳光源的空间，其特征在于，所述侧面（3）分别包括至少一个全内反射面（4）和至少一个第二光出射面（5），第一光出射面（2）将经过光入射面（1）的第一部分光折射出射产生第一出射光（S?1），全内反射面（4）将经过光入射面（1）的第二部分光反射至所述第一光出射面（2）并经第一光出射面（2）折射出射产生第二出射光（S2），第二光出射面（5）将经过光入射面（1）的第三部分光折射出射产生第三出射光（S3）。此外本专利技术还涉及包括该透镜的一种照明装置和一种灯箱。【专利说明】透镜、照明装置和灯箱
本专利技术涉及一种透镜、包括该透镜的一种照明装置和一种灯箱。
技术介绍
随着LED照明技术的发展，人们越来越多地将LED照明装置应用到各种环境中。为了提高光效率并实现预定的光分布图案，LED照明装置中通常配备有用于光源的透镜。在常用的灯箱中，具有条带状轮廓的透镜覆盖在线性排布的光源上，并和光源一起安装在箱形的透明壳体中、特别是壳体的底部。这种透镜优选地是全内反射透镜(TIR)。光源发出的光线可以例如从壳体的底部朝向顶部进行照射，并且部分光线可以朝向壳体的侧壁进行照射。这种灯箱特别适合用于实现装饰性照明，例如用作广告灯箱。但是由于安装在这种灯箱底部的透镜通常设计为全内反射透镜，因此光源发出的光线仅仅能经过用作出光面的透镜表面朝向灯箱顶部射出。对于透镜表面直至灯箱顶部的区域而言，这种常规的全内反射透镜导致灯箱底部区域的亮度较低，从灯箱外部进行观察，可以明显看到位于灯箱底部的阴影区域。基于这种照明效果，在不同程度上影响了灯箱的美观性和实用性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种透镜，通过该透镜可以将入射光朝向不同的方向进行折射，以实现均匀照明的效果。本专利技术的第一个目的通过一种透镜来实现，该透镜包括光入射面、第一光出射面以及分别连接所述光入射面和所述第一光出射面的侧面，其中所述光入射面限定出容纳光源的空间，其特征在于，所述侧面分别包括至少一个全内反射面和至少一个第二光出射面，所述第一光出射面将经过所述光入射面的第一部分光折射出射产生第一出射光，所述全内反射面将经过所述光入射面的第二部分光反射至所述第一光出射面并经所述第一光出射面折射出射产生第二出射光，所述第二光出射面将经过所述光入射面的第三部分光折射出射产生第三出射光。在根据本专利技术的设计方案中，摒弃了现有技术中将透镜的侧面全部用作全内反射面的构思，而是优选地保留部分侧面作为全内反射面，并将其余的侧面设计为可以使光线朝向透镜的两侧折射出的出光面。也就是说，根据本专利技术的透镜不仅包括位于中央的第一光出射面，而且还包括分别位于第一出光面两侧的至少一个第二光出射面。来自光源的入射光可以经过第一和第二光出射面分别朝向多个不同的方向进行照射。出射光不仅包括在光轴的方向通过例如用作透镜顶面的第一光出射面的第一部分出射光，而且还包括在光轴的两侧通过透镜的侧面上的第二光出射面的第二部分出射光。第一和第二部分出射光分别在透镜的纵向和横向照明区域中延伸，使透镜的外表面可以全方位地透光，由此特别可以利用从侧面折射出的第二部分出射光照亮透镜的底部区域。利用这种透镜可以获得均匀的光分布图案。根据本专利技术的一个优选的设计方案，多个所述全内反射面彼此间隔设置，相邻的所述全内反射面之间限定出所述第二光出射面。为了实现均匀的光分布效果，可以根据实际情况将多个(或数量尽可能多的)全内反射面和第二出光面彼此交错地布置，以构成透镜的侧面。由此可以在确保部分入射光被全内反射面反射至第一光出射面的同时，也可以使另一部分入射光经过第二光出射面从透镜的侧面均匀地折射出。根据本专利技术的一个优选的设计方案，多个所述全内反射面分别为在横截面上从光入射面朝向所述第一光出射面的样条曲线中依次截取的样条曲线部段。“横截面”在本文中是指同时垂直于第一光出射面以及光轴所在平面的平面。在横截面上将多个表示全内反射面的线依次连接之后构成的曲线为样条曲线。根据本专利技术的一个优选的设计方案，所述第二光出射面在横截面上为在垂直于光轴的方向上远离所述光轴凹陷的凹槽。在横截面上可以得出，第二光出射面具有在透镜的侧向上从内部向外部凸出的曲线轮廓，该曲线轮廓相对于光轴形成凹槽。根据实际应用的要求，可以调整凹槽的高度和宽度，以获得相应的照明效果。根据本专利技术的一个优选的设计方案，所述第二光出射面包括平行于所述光轴的透射部分和垂直于所述光轴的连接部分。透射部分和连接部分彼此连接，由此限定出的夹角为直角。在此，透射部分是第二光出射面的光学面，用于对入射光进行折射，而连接部分仅仅在结构上用于将透射部分和与其相邻的全内反射面连接在一起，并不改变入射光的光路。根据本专利技术的一个优选的设计方案，所述光入射面具有弧状的第一入射面和分别连接所述第一入射面和所述侧面的第二入射面，所述第一入射面和所述第二入射面限定出在所述光轴的方向上朝向所述第一光出射面凹陷的腔体。线性光源安置在光入射面限定出的凹陷的腔体中，利用该腔体可以将线性光源发出的光线尽可能多地收集并且使这些光线分别到达中央的第一入射面和第一入射面两侧的第二入射面上。和光轴夹角较小的一部分光线射向设计为弧状的第一入射面，并且汇聚地直接由第一光出射面射出。和光轴的夹角较大的另一部分光线射向第二入射面，分别在透镜的彼此相对的两个侧面上进行反射和透射，被反射的部分光线然后朝向光轴汇聚并由第一光出射面射出。根据应用情况不同，可以通过调整透镜和待照明物体之间的距离以及透镜的光入射面和侧面的曲线轮廓来改变出射光的汇聚程度，由此获得宽度和亮度不同的带状光分布图案。根据本专利技术的一个优选的设计方案，第一入射面在横截面上为圆弧形。优选地，第一入射面在横截面上为样条曲线形。通过具有这种轮廓的第一入射面可以使射入透镜的光线朝向光轴汇聚，并到达第一光出射面。根据本专利技术的一个优选的设计方案，所述第二入射面在所述光轴的方向上限定出圆柱形轮廓。根据本专利技术的一个优选的设计方案，透镜为长条形，并关于光轴所在的平面对称。由此可以通过透镜对称的设计来获得对称均匀的光分布图案。优选地，所述光入射面和所述侧面之间具有平行于所述光出射面的连接面。根据本专利技术的一个优选的设计方案，所述第一光出射面为垂直于光轴的平坦表面。所述第一光出射面设计为平坦表面可以使光线高效地射出，避免例如在凹凸不平的光出射面上出现的反射和折射。本专利技术还涉及一种照明装置，该照明装置包括光源和上面提到的透镜，所述透镜限定出用于容纳所述光源的空间。优选地，该照明装置的光源是LED芯片。此外本专利技术还涉及一种灯箱，其包括箱形的透光壳体，还包括上述照明装置，其中所述透镜为长条形，所述光源为线性排列的光源。这种灯箱可以实现均匀照明，特别是在灯箱安装有光源的底部不会出现亮度较暗的阴影区域。【专利附图】【附图说明】附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本专利技术。这些附图图解了本专利技术的实施例，并与说明书一起用来说明本专利技术的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出:图1是根据本专利技术的透镜的横截面图；图2是根据本专利技术的照明装置的横截本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜（100），包括光入射面（1）、第一光出射面（2）以及分别连接所述光入射面（1）和所述第一光出射面（2）的侧面（3），其中所述光入射面（1）限定出容纳光源的空间，其特征在于，所述侧面（3）分别包括至少一个全内反射面（4）和至少一个第二光出射面（5），所述第一光出射面（2）将经过所述光入射面（1）的第一部分光折射出射产生第一出射光（S1），所述全内反射面（4）将经过所述光入射面（1）的第二部分光反射至所述第一光出射面（2）并经所述第一光出射面（2）折射出射产生第二出射光（S2），所述第二光出射面（5）将经过所述光入射面（1）的第三部分光折射出射产生第三出射光（S3）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴孔义，张奇辉，张宏伟，明玉生，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：