[发明专利]透镜和照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种透镜和一种照明装置。 

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，透镜的入射面限定出容纳LED芯片、特别是借助于COB技术安装在电路板上LED芯片的空间。由此可以确保来自光源的光线可以尽可能多地进入透镜中并且被均匀地出射。然而在此出现的问题是，由于在不同情况下需要应用不同型号的LED芯片，因此需要为其配备专属的透镜，以便确保持续保持良好的照明效果。为了达到照明要求，这种常规透镜的入射面需要满足预定的面积和深度，这会导致现有技术中的透镜厚度过大，并且进而导致其自重过多。此外，这种透镜通用性较差，不能广泛地与型号不同的光源搭配使用。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的透镜。这种透镜具有通用性强，厚度和自重较小的优点。 

根据本发明的一种透镜，包括基底和从所述基底上延伸出的主体，其特征在于，所述基底的背离所述主体的底面上设计有光学微结构，以形成入射面，来自所述光源的光线进入入射面并且从所述主体射出。根据本发明的透镜可以仅仅利用朝向光源一侧的、即底面上的光学微结构来接收入射光。由此特别是在透镜自身的结构高度受限的情况下，也可以实现良好的光效果。在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述基底为在第一平面内延伸的平板。在透镜的入射面具有光学微结构的基础上，可以有利地将基底设计为平板状，由此可以在确保透镜的光学性能不变的前提下减小透镜的厚度。基于该优点，这种透镜可以被广泛应用在各种场合，特别是可以安装在结构空间受限的照明装置中。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述光学微结构形成在整个所述底面上。在此情况下，光学微结构可以最大程度地接收来自光源的入射光，以避免不必要的光损失。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述入射面与所述光源之间存在预定的间距。通过调整入射面和光源之间的距离，可以灵活地改变经过透镜得到的光斑的大小和形状。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述入射面的面积大于所述光源的面积。入射面可以完全覆盖光源，由此可以广泛地适用于具有各种结构尺寸的光源，显著地提高了透镜的通用性。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述光学微结构是由多个凹槽构成。各个凹槽的侧壁用于接收来自光源的入射光，并且进一步地将入射光朝向出光面折射。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，多个所述凹槽为彼此平行延伸的多个长槽，所述多个长槽构成第一微结构阵列。形成光学微结构的凹槽可以具有相同的深度。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，多个所述凹槽分别设计为V形槽。由此可以增大入射面的面积，以便确保来自光源的光线可以尽可能高效均匀地经过透镜出射。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述第一微结构阵列在垂直于所述第一平面的第二平面内具有连续的锯齿形轮廓、或者连续的波浪形轮廓，也或者连续的梯形轮廓。在本发明的范畴中，透镜的光轴位于第二平面内。在透镜具有旋转对称设计的情况下，第二平面为透镜的中截面。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，彼此邻接的所述凹槽构成锥形体单元，其中各个所述凹槽的侧壁构成所述锥形体单元的锥面，多个所述锥形体单元构成第二微结构阵列。第二微结构阵列例如可以由两组平行布置的凹槽组构造，这两组凹槽组以预定的角度、例如90°彼此相交，并且共同限定出多个均匀排布的锥形体单元。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述主体在垂直于所述第一平面的方向上远离所述光源地隆起，其中所述主体的外表面构成所述透镜的出射面。根据本发明的透镜具有凸透镜的特征，由此可以确保将来自光源的光线广泛均匀地朝向待照射的对象射出。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述外表面为自由曲面。用户可以根据需要照明的对象的面积或者照明强度等特征来选择适合的自由曲面作为外表面。 

在根据本发明的一个优选的设计方案中，所述外表面关于垂直于所述第一平面的光轴旋转对称。由此可以形成透镜的、均匀对称的出光面，这有利于在待照明物体上形成均匀的光斑。