[发明专利]透镜和配有该透镜的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种透镜和一种配有该透镜的照明装置。

背景技术

当今，照明装置被广泛地应用于日常生活中的各个领域。例如条形照明装置经常安装在家具、橱柜或其他待照明的物体的边棱上。对于这种照明装置来说，通常需要获得长条形的光分布。为此通常将透镜用作条形照明装置的灯罩，用于使来自光源的出射光朝向预定的角度偏转。

现有技术中主要存在两种这样的透镜，一种是设计为TIR(全内反射)挤出透镜，另一种是带有圆柱形条纹的透镜。对于TIR挤出透镜而言，与光轴的夹角较大的出射光部分在透镜中进行全内反射，而在与光轴的夹角较小的出射光部分在透镜部分中进行折射。在此情况下所需的透镜厚度较高。因此导致具有这种设计的透镜的条形照明装置在一些对照明装置的高度或几何形状要求严格的环境下并不适合。对于带有圆柱形条纹的透镜而言，其整体具有凸透镜的形状。这种透镜相对于第一种类型的透镜，具有较小的厚度，但是这种透镜上的圆柱形条纹均匀排布，因此无法针对入射角度不同的光均根据光学原理全面地进行控制。另外通过这种带有圆柱形条纹的透镜很难获得足够细长并且均匀的光分布图案。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种透镜，这种透镜厚度较小，并且可以对不同入射角度的光全面地进行折射和内反射，以便获得均匀细长的光分布图案。

根据本发明提出一种用于线性光源的透镜，其特征在于，透镜包括远离光源的外侧面和面对光源的内侧面，外侧面为平坦的出光面，内侧面包括第一凸出区域和关于第一凸出区域对称的第二凹陷区域，其中各个第二凹陷区域微结构，来自光源的光经所述微结构折射后并进一步反射至出光面。设计为具有中央第一凸起区域和两个关于第一凸起区域对称的第二凹陷区域形状的透镜可以根据分割TIR透镜的原理使透镜的厚度减小。由于线性光源通常正对透镜的中央部分设置在透镜的下方，因此透镜的内侧面上的各个区域到光源的距离不同，而且各个区域上获得的入射光的角度也不相同。通过将内侧面设计为中间朝向光源凸出、两侧远离光源所在平面凹陷的连续曲面，并且将主要接收倾斜射入的光的第二凹陷区域设计为微结构，可以根据光学原理使入射光以预定的角度在透镜其中进行全内反射后从出光面均匀地射出。这样在确保达到较高的光效率的前提下可以获得细长形的光分布。

在根据本发明的一个优选的设计中，微结构是连续的锯齿结构，该锯齿结构包括多个全内反射的锯齿单元。连续锯齿结构的表面有利地反射和折射具有不同入射角的入射光。

在根据本发明的一个优选的设计中，全内反射的锯齿单元包括在横截面中限定出具有顶点的朝向光源的夹角的第一锯齿边和第二锯齿边，第一锯齿边具有朝向光源的光入射面和背向光源的光折射面，第二锯齿边具有与光折射面相对的全内反射面。由光源发出的光首先到达第一锯齿边的光入射面，然后经过折射从光折射面射向第二锯齿边的全内反射面，由此实现在透镜中的全内反射。

在根据本发明的一个优选的设计中，一个顶点与光源之间的连线与和该顶点相邻的两个顶点到所述光源之间的连线分别形成的两个第一夹角相等。这样设计有利于获得均匀的条形光分布。

在根据本发明的一个优选的设计中，全内反射的锯齿单元的数量等于光源射入第二凹陷区域的光入射范围和第一夹角的比值。锯齿单元的数量越多，就可以得到越均匀的光分布。

在根据本发明的一个优选的设计中，第一锯齿边和光源的光轴之间的夹角为2°-5°。特别优选地，该夹角最小可以为2°。

在根据本发明的一个优选的设计中，第一凸出区域到出光面的第一距离小于第二凹陷区域的边缘区域到出光面的第三距离。特别优选地，该第三距离为3mm。由此，在第一凸出区域两侧分别形成中间远离光源所在平面并凹陷的拱形，其中透镜两侧的边缘区域基本和光源处于同一水平面内。

在根据本发明的另一个优选的设计中，锯齿单元的第一锯齿边和第二锯齿边分别随着第二凹陷区域到出光面的第二距离减小而增长。这说明了，在各个第二凹陷区域中第一和第二锯齿边的长度从拱形的拱顶分别朝向邻接第一凸出区域和边缘区域的拱形两端逐渐减小。

在根据本发明的另一个优选的设计中，透镜由PC或PMMA制成。透镜的材质、特别是其光学特性和锯齿单元的形状以及长度有关。

优选的，透镜为沿平行于线性光源的延伸方向拉伸的挤出透镜。

此外本发明还涉及一种照明装置，包括呈线状排布的多个光源，其中该照明装置配有上述透镜。

优选的，线状排布的光源为线性LED阵列。LED阵列的光轴垂直朝向第一凸出区域的中心。