[发明专利]透镜以及具有该透镜的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的透镜。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的照明装置。

背景技术

随着LED照明技术的发展，人们越来越多地将LED照明装置作为光源应用到各种环境中。由于LED芯片的制造公差的原因，LED芯片发出的光线在待照射物体上形成的实际光斑的亮度通常并不均匀。一些时候照度并不是很均匀并且色彩也不是很均匀。为了解决上述问题，获得尽可能良好的照明效果，通常需要在LED芯片上安装一个透镜，利用该透镜对LED芯片发出的光线进行调整。在现有技术中，透镜的出射面被结构化，也就是说该出射面上形成有很多任意分布的凸起或者凹面，从而形成漫射面。该漫射面对来自LED芯片的光线进行调整。另外的一种解决方案是直接在透镜的顶部加上一个漫散屏，从而对LED芯片的光线进行调整。然而，经过上述类型的透镜和漫散屏调整的光线的光分布很难被预期或者很难被模拟。经过上述类型的透镜和漫散屏调整的光线的光分布是随意的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种用于照明装置的透镜，通过该透镜出射的光线可以在待照射的物体上实现预期的光分布效果。此外，本发明还提出一种具有上述类型的透镜的照明装置。

本发明的第一个目的通过一种透镜由此实现，即该透镜具有底面和在该底面上隆起的光出射面，底面的中央形成凹进区域，凹进区域的表面形成光入射面，照明装置的光源设置在凹进区域中，并且凹进区域相对于光源的光轴旋转对称，其中，光入射面上开设有多条环状沟槽，这些环状沟槽将来自光源的光线折射后经过光出射面射出。在根据本发明的设计方案中，来自光源的光线首先通过开设有多条环状沟槽的光入射面折射。根据希望获得的光分布可以反向计算出环状沟槽的具体构型和布置方式。

根据本发明的一个优选的设计方案，凹进区域设计成类似圆锥形的，凹进区域的内锥面形成光入射面，多个环状沟槽分别形成在凹进区域的垂直于光轴的平面上，并且从凹进区域的底部至顶部彼此邻接地布置。在该布置方案中，每个环状沟槽本身限定出一个平面，这些平面分别平行于垂直于光轴的平面。通过这种环状沟槽可以将来自光源的光线调整到预期的角度，从而获得预期的光分布。

优选的是，凹进区域的顶部设计成球面的。通过该球面的顶部，来自光源的光线通过透镜出射后所产生的光斑的边缘和中心的亮度都接近一致，而不会在光斑的中心形成较亮的区域，从而获得均匀的光分布。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，环状沟槽在由光轴穿过的平面上的截面为圆弧。这种圆弧形的截面更加有利于光线的均匀分布。

优选的是，圆弧的半径在0.1至0.5毫米之间。在该范围内的圆弧能够使光分布尽可能均匀。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，光出射面包括凹面弯曲的中间区域和凸面弯曲的边缘区域，并且中间区域与所述边缘区域平滑过渡，其中中间区域与所述边缘区域分别相对于光轴旋转对称。这种类型的光出射面能够在获得均匀的光分布的同时获得特定形式的照明图案。

本发明的另一目的通过一种具有上述类型的透镜的照明装置实现，该照明装置能够产生均匀的光分布。

根据本发明的一个优选的设计方案，照明装置的光源是LED光源，LED光源作为绿色能源具有寿命长、光效高的特点。

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发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据本发明的透镜的截面图；

图2是光源的光线经过根据本发明的透镜后的光路图；

图3是根据本发明的透镜的光入射面的局部放大图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的透镜的截面图。从图中可见，该透镜具有底面1和在底面1上隆起的光出射面2。在底面1的中央形成凹进区域3，从图中可见，该凹进区域3设计成类似圆锥形的，并且该凹进区域3的内圆锥面形成光入射面4。照明装置的光源5(参见图2)设置在凹进区域3中，并且凹进区域3相对于该光源5的光轴X旋转对称，其中，光入射面4上开设有多条环状沟槽4a，这些环状沟槽4a将来自光源5的光线折射后经过光出射面2射出。此外，凹进区域3的顶部4b设计成球面的。在本发明的设计方案中，光源5设计成LED光源。

从图1中进一步可见，光出射面2包括凹面弯曲的中间区域2a和凸面弯曲的边缘区域2b，并且中间区域2a与边缘区域2b平滑过渡，其中中间区域2a与边缘区域2b分别相对于光轴X旋转对称。