專利名稱：透鏡以及具有該透鏡的非對(duì)稱光分布照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種用于線性光源的透鏡。此外，本發(fā)明還涉及ー種具有上述類型的透鏡的非対稱光分布照明裝置。
背景技術(shù)：
非対稱光分布照明裝置應(yīng)用在很多不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，例如博物館、商品交易會(huì)的展臺(tái)、展覽會(huì)、賣場(chǎng)和宣傳展出區(qū)域等等。這種類型的照明裝置針對(duì)性地對(duì)展出的內(nèi)容或者物品進(jìn)行照明，而不會(huì)對(duì)其他區(qū)域進(jìn)行照明，從而使觀看者能夠清楚地觀察到展出的內(nèi)容或者物品的細(xì)節(jié)。在當(dāng)今的非対稱光分布照明裝置中，通常采用T5熒光燈管作為線性光源使用。由T5熒光燈管發(fā)出的光線通過(guò)固定在殼體上的墻面照明反射器朝向預(yù)定的方向偏轉(zhuǎn)。但是，由于人們對(duì)照明要求的不斷提高，以及環(huán)保節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越愿意使用LED照明裝置作為光源，這是因?yàn)長(zhǎng)ED照明裝置具有長(zhǎng)的使用壽命，高的發(fā)光效率和較低的能耗。但是在非対稱光分布照明裝置中，采用由LED照明裝置制成的線性光源作為光源使用時(shí)，通過(guò)現(xiàn)有的墻面照明反射器很難獲得現(xiàn)有的普通非対稱光分布照明裝置產(chǎn)生的非對(duì)稱光分布效果。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提出了ー種用于線性光源的透鏡，LED光源發(fā)出的光線通過(guò)該透鏡后能夠?qū)崿F(xiàn)非対稱光線分布，從而良好地對(duì)展出的內(nèi)容或者物品進(jìn)行針對(duì)性的照明。此外，本發(fā)明還提出了ー種具有上述類型的透鏡的非対稱光分布照明裝置。本發(fā)明的ー個(gè)目的通過(guò)ー種用于線性光源的透鏡由此實(shí)現(xiàn)，即該透鏡具有頂部和底部，其中底部包括入射面以及分別位于入射面兩側(cè)的第一支承面和第二支承面，并且頂部包括出射面，其中，該頂部還具有全內(nèi)反射面，在橫截面上看，出射面連接至第一支承面，全內(nèi)反射面連接至第二支承面，線性光源的一部分光線入射到入射面中，并經(jīng)出射面折射后出射，以及另一部分光線入射到入射面中，并經(jīng)全內(nèi)反射面后經(jīng)出射面折射后出射。在橫截面上看，根據(jù)本發(fā)明的透鏡為非対稱的，線性光源的一部分光線入射到入射面中，并經(jīng)出射面折射后的出射方向以及另一部分光線入射到入射面中，并經(jīng)全內(nèi)反射面反射后經(jīng)出射面折射后的出射方向可以相對(duì)于線性光源的光軸偏轉(zhuǎn)超過(guò)ー個(gè)預(yù)定的角度，從而實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱照明。根據(jù)本發(fā)明提出，全內(nèi)反射面相對(duì)于線性光源的光軸傾斜地設(shè)置，其中，全內(nèi)反射面的切向方向與底部的夾角大于90度。由于全內(nèi)反射面相對(duì)于光軸傾斜地設(shè)置，來(lái)自于線性光源的光線在經(jīng)過(guò)入射面之后能夠以相對(duì)較大的角度投射到全內(nèi)反射面上，進(jìn)而光線就能夠以較大的出射角從全內(nèi)反射面上反射出去。由此，入射面就不會(huì)對(duì)反射出去的光線產(chǎn)生阻擋作用，由此大大地降低了透鏡的整體尺寸。根據(jù)本發(fā)明提出，入射面包括第一入射面部分和第二入射面部分，第一入射面部分和第二入射面部分形成容納線性光源的容納腔，其中，一部分光線入射到第一入射面部分中，并經(jīng)出射面折射后出射，另一部分光線入射到第二入射面部分中，并經(jīng)全內(nèi)反射面全內(nèi)反射后由出射面折射后出射。由于線性光源容納在由第一入射面部分和第二入射面部分共同構(gòu)成的容納腔中，因此線性光源的全部光線完全通過(guò)入射面進(jìn)入到透鏡中，從而不會(huì)產(chǎn)生光損失。此外，通過(guò)第一入射面部分和第二入射面部分將線性光源的光線分成了能夠直接折射偏轉(zhuǎn)的部分以及需要反射后進(jìn)行折射偏轉(zhuǎn)的部分，從而確保了全部的光線都能夠被偏轉(zhuǎn)到預(yù)定的方向上。優(yōu)選的是，第二入射面部分平行于光軸設(shè)置。由于第二入射面部分的這種布置方案，來(lái)自線性光源的光線能夠以最佳的入射角投射到全內(nèi)反射面上，從而確保通過(guò)透鏡出射的光線能夠偏轉(zhuǎn)超過(guò)一個(gè)預(yù)定的角度，從而實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱照明。進(jìn)ー步優(yōu)選的是，第二入射面部分相對(duì)于光軸在遠(yuǎn)離全內(nèi)反射面的方向上傾斜I度至5度地設(shè)置。在盡可能保證通過(guò)第二入射面部分折射后的光線ー較佳的入射角度投射到全內(nèi)反射面上的前提下，使第二入射面部分以一定的角度相對(duì)于光軸傾斜，有利于在制作過(guò)程中模具從透鏡上脫摸。更加優(yōu)選的是，在橫截面上看，第一入射面部分包括相鄰于第二入射面部分(Ib)并朝向線性光源突出的凸面，以及遠(yuǎn)離線性光源凹進(jìn)的凹面，凸面與凹面平滑過(guò)渡。通過(guò)調(diào)整入射面的各個(gè)部分的曲線走向，能夠使入射的光線被偏轉(zhuǎn)向預(yù)定的角度。當(dāng)然，凸面和凹面可以是拋物線、二次曲線或者更高次曲線。在該設(shè)計(jì)方案中，凸面剛好位于線性光源的上方，從而對(duì)線性光源的光線產(chǎn)生聚焦的作用，這樣就能夠更好地調(diào)整在透鏡的正上方的光分布狀況，從而使通過(guò)透鏡的光線的光分布更加的均勻。根據(jù)本發(fā)明提出，出射面包括第一出射面部分和第二出射面部分，其中，一部分光線入射到第一入射面部分中，并經(jīng)第一出射面部分折射后出射，另一部分光線入射到第二入射面部分中，并經(jīng)全內(nèi)反射面全內(nèi)反射后由第二出射面部分折射后出射。優(yōu)選的是，第一出射面部分和第二出射面部分共同形成圓弧形。其中，該圓弧的圓心為線性光源的布置位置。同樣，通過(guò)調(diào)整出射面的各個(gè)部分的曲線走向，能夠使出射的光線被偏轉(zhuǎn)向預(yù)定的角度。進(jìn)ー步優(yōu)選的是，第一出射面部分為圓弧形，而第二出射面部分為直線形。通過(guò)為來(lái)自線性光源的光線的不同部分単獨(dú)地配置不同的出射面部分可以針對(duì)性地調(diào)整不同的光線部分，從而使出射的光線達(dá)到最佳的光分布效果。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，全內(nèi)反射面為拋物線形，這進(jìn)一歩改善了全內(nèi)反射面的反射效果，以使入射的光線全部可以通過(guò)全內(nèi)反射面進(jìn)行反射。當(dāng)然該全內(nèi)反射面也可以為直線形的走向，這能簡(jiǎn)化根據(jù)本發(fā)明的透鏡的制造エ藝。根據(jù)本發(fā)明提出，根據(jù)本發(fā)明的透鏡形成為沿與線性光源的延伸方向平行的方向延伸的擠出透鏡。本發(fā)明的另ー個(gè)目的通過(guò)ー種具有上述類型的透鏡的非対稱光分布照明裝置實(shí)現(xiàn)。該照明裝置采用LED線性光源，并利用根據(jù)本發(fā)明的透鏡將LED線性光源的光線偏轉(zhuǎn)到預(yù)定的角度，從而實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱光線分布，以對(duì)良好地對(duì)展出的內(nèi)容或者物品進(jìn)行針對(duì)性的照明。


附圖構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，用于幫助進(jìn)ー步理解本發(fā)明。這些附解了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖中示出:圖1是根據(jù)本發(fā)明的透鏡ー個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的透鏡的三維示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的透鏡的光路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的透鏡的光分布圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的透鏡的ー個(gè)實(shí)施例截面圖。從圖中可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明的透鏡具有頂部和底部，其中底部包括入射面I以及分別位于入射面I兩側(cè)的第一支承面4a和第二支承面4b，并且頂部包括出射面2。頂部還具有全內(nèi)反射面3，其中，在橫截面上看，出射面2連接至第一支承面4a，全內(nèi)反射面3連接至第二支承面4b，線性光源的一部分光線經(jīng)入射面I和出射面2折射后出射以及另一部分光線經(jīng)入射面I折射至全內(nèi)反射面3并在進(jìn)行全內(nèi)反射后經(jīng)出射面2折射后出射。從圖1中進(jìn)ー步可見(jiàn)，入射面I包括第一入射面部分Ia和第二入射面部分lb，第一入射面部分Ia和第二入射面部分Ib彼此構(gòu)成夾角，以形成容納線性光源的容納腔。在本實(shí)施例中，第一入射面部分Ia在靠近第二入射面部分Ib的區(qū)域形成有朝向線性光源的方向的凸面，并且在其他區(qū)域形成有遠(yuǎn)離線性光源的方向的凹面，凸面與凹面平滑過(guò)渡。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，可以通過(guò)公式(I)Y-0.5=1-X2來(lái)獲得第一入射面部分Ia的曲線走向，以及通過(guò)公式(2) Y-1.5 = X2來(lái)獲得第二入射面Ib的曲線走向，其中，X和Y分別為坐標(biāo)系中的橫軸和縱軸(線性光源的光軸Y)。在本實(shí)施例中，第二入射面部分Ib平行于光軸Y設(shè)置。當(dāng)然，第二入射面部分Ib也可以相對(duì)于光軸Y在遠(yuǎn)離全內(nèi)反射面3的方向上傾斜一定角度地設(shè)置，例如傾斜I度至5度。此外，從圖1中進(jìn)ー步可見(jiàn)，出射面2包括第一出射面部分2a和第二出射面部分2b。結(jié)合圖3中不出的光路圖可見(jiàn),一部分光線由第一入射面部分Ia和第一出射面部分2a折射后出射，另一部分光線由第二入射面部分Ib折射至全內(nèi)反射面3進(jìn)行全內(nèi)反射后由第ニ出射面部分2b折射后出射。在本實(shí)施例中，第一出射面部分2a為圓弧形,而第二出射面部分2b為直線形。圓弧的原點(diǎn)為線性光源的布置位置。當(dāng)然，出射面的曲線輪廓不僅限于上述的形式，第一出射面部分2a和第二出射面部分2b也可以共同形成圓弧形。進(jìn)ー步從圖1中可見(jiàn)，全內(nèi)反射面3相對(duì)于線性光源的光軸Y傾斜地設(shè)置，其中，全內(nèi)反射面3的切向方向與底部的夾角大于90度。在本實(shí)施例中，全內(nèi)反射面3為拋物線形。當(dāng)然，全內(nèi)反射面3也可以為直線形。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的透鏡的三維示意圖，從圖中可見(jiàn)，該透鏡形成為沿與線性光源的延伸方向平行的方向延伸的擠出透鏡。圖3示意性地示出了本發(fā)明的透鏡的光路圖。從圖中可見(jiàn)，來(lái)自線性光源的光線被分成了兩部分，其中一部分光線通過(guò)第一入射面部分Ia和第一出射面部分2a折射后出射，另一部分光線由第二入射面部分Ib折射至全內(nèi)反射面3進(jìn)行全內(nèi)反射后由第二出射面部分2b折射后出射。這兩部分光線被偏轉(zhuǎn)至透鏡的ー側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了非対稱光分布。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的透鏡的光分布圖。從圖中可見(jiàn)，通過(guò)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的透鏡獲得了一種非對(duì)稱的光分布效果，其與現(xiàn)有技術(shù)中的非対稱光分布照明裝置產(chǎn)生的光分布效果極為類似。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。參考標(biāo)號(hào)I 入射面Ia 第一入射面部分Ib 第二入射面部分2 出射面2a 第一出射面部分2b 第二出射面部分3 全內(nèi)反射面4a 第一支承面4b 第二支承面Y 光軸(縱軸)X 橫軸
權(quán)利要求
1.一種用于線性光源的透鏡，具有頂部和底部，其中所述底部包括入射面(I)以及分別位于所述入射面(I)兩側(cè)的第一支承面(4a)和第二支承面(4b)，并且所述頂部包括出射面(2)，其特征在于，所述頂部還具有全內(nèi)反射面(3)，其中，在橫截面上看，所述出射面(2)連接至所述第一支承面(4a)，所述全內(nèi)反射面(3)連接至所述第二支承面(4b)，所述線性光源的一部分光線入射到所述入射面(I)中，并經(jīng)所述出射面(2)折射后出射以及另一部分光線經(jīng)入射到所述入射面(I)中，并經(jīng)所述全內(nèi)反射面(3)全內(nèi)反射后經(jīng)所述出射面(2)折射后出射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，在橫截面上看，所述全內(nèi)反射面(3)相對(duì)于所述線性光源的光軸(Y)傾斜地設(shè)置，其中，所述全內(nèi)反射面(3)的切向方向與所述底部的夾角大于90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述入射面(I)包括第一入射面部分(Ia)和第二入射面部分(Ib)，所述第一入射面部分(Ia)和所述第二入射面部分(Ib)形成容納所述線性光源的容納腔，其中，所述一部分光線入射到所述第一入射面部分(Ia)中，并經(jīng)所述出射面(2)折射后出射，所述另一部分光線入射到所述第二入射面部分(Ib)中，并經(jīng)所述全內(nèi)反射面(3)全內(nèi)反射后由所述出射面(2)折射后出射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述第二入射面部分(Ib)平行于所述光軸⑴設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述第二入射面部分(Ib)相對(duì)于所述光軸(Y)在遠(yuǎn)離所述全內(nèi)反射面(3)的方向上傾斜I度至5度地設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的透鏡，其特征在于，在橫截面上看，所述第一入射面部分(Ia)包括相鄰于所述第二入射面部分(Ib)并朝向所述線性光源突出的凸面，以及遠(yuǎn)離所述線性光源凹進(jìn)的凹面，所述凸面與所述凹面平滑過(guò)渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的透鏡，其特征在于，所述出射面(2)包括第一出射面部分(2a)和第二出射面部分(2b)，其中，所述一部分光線入射到所述第一入射面部分(Ia)中，并經(jīng)所述第一出射面部分(2a)折射后出射，所述另一部分光線入射到所述第二入射面部分(Ib)中，并經(jīng)所述全內(nèi)反射面(3)全內(nèi)反射后由所述第二出射面部分(2b)折射后出射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡，其特征在于，在橫截面上看，所述第一出射面部分(2a)和所述第二出射面部分(2b)共同形成圓弧。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡，其特征在于，在橫截面上看，所述第一出射面部分(2a)為圓弧，而所述第二出射面部分(2b)為直線形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的透鏡，其特征在于，在橫截面上看，所述全內(nèi)反射面(3)為拋物線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的透鏡，其特征在于，在橫截面上看，所述全內(nèi)反射面(3)為直線形。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡形成為沿與所述線性光源的延伸方向平行的方向延伸的擠出透鏡。
13.一種非對(duì)稱光分布照明裝置，其特征在于，所述非對(duì)稱光分布照明裝置具有根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項(xiàng)所述的透鏡以及LED線性光源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于線性光源的透鏡，具有頂部和底部，其中底部包括入射面(1)以及分別位于入射面(1)兩側(cè)的第一支承面(4a)和第二支承面(4b)，并且頂部包括出射面(2)，其中，頂部還具有全內(nèi)反射面(3)，其中，在橫截面上看，出射面(2)連接至第一支承面(4a)，全內(nèi)反射面(3)連接至第二支承面(4b)，線性光源的一部分光線入射到入射面(1)中，并經(jīng)出射面(2)折射后出射，以及另一部分光線入射到入射面(1)中，并經(jīng)全內(nèi)反射面(3)全內(nèi)反射后經(jīng)出射面(2)折射后出射。此外，本發(fā)明還涉及一種具有上述類型的透鏡的非對(duì)稱光分布照明裝置。
文檔編號(hào)F21V5/08GK103090309SQ20111033575
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張奇輝, 林晶, 胡瑾, 黎安淼 申請(qǐng)人:歐司朗股份有限公司