[发明专利]一种透镜和包括该透镜的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的透镜和包括该透镜的照明装置。

背景技术

为了调节照明装置的出射光所能形成的光强度分布和能获得的色温分布，在照明装置中设置由用于光源的透镜。照明装置中的透镜能够以例如折射或反射的方式调节来自光源的经过透镜的光线的照射方向，从而调节从照明装置出射后的光分布。

在现在普遍使用的LED照明装置中，许多照明装置使用了涂层，使得出射光能够借助涂层重新混合以实现期待的均匀光分布。然而，这些照明装置仍会存在某些程度的色温分布不均匀或者是光强分布不均匀的问题，特别是具有小角度光束设计的照明装置。这类照明装置例如通过在全内反射透镜模块的表面上施加散射层，以改善色温分布不均匀的问题，但由于光线在透镜的侧边的反射影响，这样的设计会降低出射光的光强分布的均匀度，照明装置投射在光箱上的光分布在边缘处会更亮，色差会更大。

发明内容

为了解决以上所述的技术问题，本发明提供了一种用于照明装置的透镜和包括该透镜的照明装置。使用该透镜不仅能够改善照明装置的出射光的色温均匀度，而且还能改善光强分布的均匀度。

本发明的一个目的通过这样一种用于照明装置的透镜来实现，即该透镜具有入射面和出射面，透镜设计为旋转对称的，其中，入射面包括由透镜的旋转轴线穿过的、在朝向出射面的方向上凹进的中心凹进部和围绕中心凹进部并在远离出射面的方向上突出的周向突出部。根据本发明的设计，入射光线能够以偏离旋转轴线的方式汇聚，使得透镜能够降低入射光线投射至与光源相对的出射面的中央区域的光通量，并相对地增大入射光线投射至与光源相对的出射面的其他区域的光通量，这能够使得投射至出射面上的入射光分布更均匀。

根据本发明的一个优选的实施例，入射面由一曲线围绕旋转轴线旋转而形成。根据本发明的设计，形成入射面的曲线朝向光源的方向弯曲，其中，由此设计的入射面提供了一种简单的光学结构，并且便于透镜的制造和加工。

根据本发明的一个优选方案，曲线设计为样条曲线。将用于形成透镜截面的曲线设计为样条曲线简化了透镜的设计过程，并能够降低透镜加工的成本。

优选的是，出射面设计为使得经过出射面出射的光线在经过出射面出射后至少部分地彼此混合。经过入射面处理的光线能够在出射时形成具有预设光强分布的待混合的光束源，这些光束源经过出射面二次处理后进行混合，使得例如靠近旋转轴线的中央区域的光束能够与其他区域的光束进行混合，以提供改善出射光的光强分布和出射光的色温分布的可能性。

对于本发明而言有利的是，出射面设计为散射面。作为散射面的出射面集成有用于对入射光线在出射前的混光功能。

有利的是，在出射面上设置有散射涂层。在出射面上涂覆散射涂层提供了一种简单的对出射面的加工方式，为对出射光进行混合提供了有利的条件。

根据本发明的一个优选的实施例，透镜还包括用于容纳照明装置的光源的容纳部，其中，容纳部的朝向光源的面形成为入射面。容纳部可设置为具有能够透射光线的周壁。来自光源的第一部分光线可由入射面折射后并穿过出射面出射，而来自光源的第二部分光线可穿过容纳部的周壁并到达透镜的内壁，并且在由内壁反射后，光线穿过透镜的出射面出射。第一部分光线和第二部分光线的出射光可在出射后彼此混合，这改善了色温均匀性和光强均匀性。

本发明的另一个目的通过这样一种照明装置来实现，该照明装置包括光源和用于容纳光源的如以上的透镜。根据本发明的照明装置能够实现出射光更均匀的光强分布和更均匀的色温分布。

优选的是，该照明装置的光源设计为包括LED。LED芯片具有高效节能等优点，能够作为光源向透镜输出足够强的光线。

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示出根据本发明的实施例的透镜在由旋转轴线延伸经过的截面示意图；

图2示出经过根据本发明的实施例的透镜处理的出射光的色温分布示意图；

图3示出经过根据本发明的实施例的透镜处理的出射光的光通量分布示意图。

具体实施方式