光學(xué)透鏡及采用該光學(xué)透鏡的燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)透鏡及采用該光學(xué)透鏡的燈具。該光學(xué)透鏡包括具有上表面和下表面的透鏡本體，透明本體的下表面形成有多圈同心凸起的第一齒紋，多圈第一齒紋的齒頂相對于光學(xué)透鏡的最下端平面的高度從外周向中心呈增大的趨勢，從而形成大致的拱形，其中，每一第一齒紋具有相對靠近中心的第一表面和與第一表面相交的相對遠(yuǎn)離中心的第二表面，第一表面為透射面，第二表面為全反射面，入射光經(jīng)第一齒紋的第一表面折射進(jìn)入第一齒紋并由第一齒紋的第二表面全反射后經(jīng)透鏡本體的上表面射出。該光學(xué)透鏡能納入更多的LED光源所發(fā)出的光線進(jìn)入可調(diào)節(jié)的范圍，實(shí)現(xiàn)超薄空間的全方位控光，且光線調(diào)節(jié)的偏轉(zhuǎn)角度大，不產(chǎn)生顏色分離現(xiàn)象。
【專利說明】光學(xué)透鏡及采用該光學(xué)透鏡的燈具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明技術(shù)，更具體地說，涉及一種光學(xué)透鏡及采用該光學(xué)透鏡的燈具。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED照明燈具的功率越來越高，LED器件的尺寸也越來越大?，F(xiàn)在廣泛使用的大功率COB或由多顆中小功率LED拼成的LED模組，都有較大的發(fā)光尺寸，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的LED光學(xué)配光元件也需要較大的尺寸，對于有尺寸要求的標(biāo)準(zhǔn)光源和燈具類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)造成很大的困難。
[0003]為此，目前市場上出現(xiàn)了 LED超薄透鏡。但這些超薄透鏡大都基于菲涅爾透鏡的原理，以光軸為中心，把傳統(tǒng)的透鏡分割分成很多小份，把對應(yīng)的分割后的曲面在曲率微調(diào)的情況下重組形成一個更薄的菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡利用光的折射原理，折射原理會產(chǎn)生色散現(xiàn)象，造成顏色的分離，另外對光線方向調(diào)節(jié)的偏轉(zhuǎn)角度有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種不會產(chǎn)生顏色分離現(xiàn)象且光線方向調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)角度大的光學(xué)透鏡、以及采用該光學(xué)透鏡的燈具。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提出一種光學(xué)透鏡，包括具有上表面和下表面的透鏡本體，所述透明本體的下表面形成有多圈同心凸起的第一齒紋，所述多圈第一齒紋的齒頂相對于所述光學(xué)透鏡的最下端平面的高度從外周向中心呈增大的趨勢，從而形成大致的拱形，其中，每一所述第一齒紋具有相對靠近中心的第一表面和與所述第一表面相交的相對遠(yuǎn)離中心的第二表面，所述第一表面為透射面，所述第二表面為全反射面，入射光經(jīng)所述第一齒紋的第一表面折射進(jìn)入第一齒紋并由第一齒紋的第二表面全反射后經(jīng)所述透鏡本體的上表面射出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述第一齒紋的第二表面為平面或曲面。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述透鏡本體的下表面具有位于中心區(qū)域的聚光光學(xué)特征，所述多圈第一齒紋圍繞所述中心區(qū)域設(shè)置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述聚光光學(xué)特征包括菲涅爾透鏡形式的多圈同心凸起的第二齒紋。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述聚光光學(xué)特征包括光滑透鏡平面或光滑透鏡凸面。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述多圈第一齒紋的齒頂相對于所述光學(xué)透鏡的最下端平面的高度從外周向中心逐漸增大。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述透鏡本體的上表面設(shè)有對出射光進(jìn)行折射的光學(xué)特征。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡中，所述光學(xué)特征包括光滑平面、光滑凸面、環(huán)狀凸紋陣列、條狀凸紋陣列、多邊形凸紋陣列或半球形凸紋陣列。
[0013]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題還提出一種燈具，包括LED光源，還包括如上所述的光學(xué)透鏡，所述LED光源設(shè)置于所述光學(xué)透鏡的下方中部。
[0014]本發(fā)明的光學(xué)透鏡利用透鏡本體下表面上多圈凸起的齒紋通過透射的折射原理和全反射原理對光線的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，光線方向調(diào)節(jié)的偏轉(zhuǎn)角度可以更大，有利于光學(xué)設(shè)計(jì)，而且利用全反射原理調(diào)光不會產(chǎn)生顏色分離現(xiàn)象。采用該光學(xué)透鏡的燈具使得LED所發(fā)的光線都能納入光學(xué)透鏡可調(diào)節(jié)配光的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)超薄空間內(nèi)的全方位控光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0016]圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的光學(xué)透鏡的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1所示的光學(xué)透鏡的下表面視圖；
[0018]圖3是圖1所示的光學(xué)透鏡與LED光源配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是圖3所示的光學(xué)透鏡的光路示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明另一個實(shí)施例的光學(xué)透鏡的上表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是本發(fā)明又一個實(shí)施例的光學(xué)透鏡的上表面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的光學(xué)透鏡10的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該光學(xué)透鏡10包括透鏡本體11，透鏡本體11具有上表面111和下表面112。透鏡本體11的上表面111呈光滑透鏡凸面。透鏡本體11的下表面112具有位于中心區(qū)域的聚光光學(xué)特征13、以及圍繞該中心區(qū)域設(shè)置的多圈同心凸起的第一齒紋12。具體如圖1和圖2所示，該聚光光學(xué)特征13為菲涅爾透鏡形式的多圈同心凸起的第二齒紋，正對LED光源上方，用于聚光(參見圖4所示)。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例中，該聚光光學(xué)特征13還可以采用具有聚光作用的光滑透鏡凸面或平面的形式。圍繞該中心區(qū)域的聚光光學(xué)特征13設(shè)置的多圈第一齒紋12具有相對靠近中心的第一表面121和與第一表面121相交的相對遠(yuǎn)離中心的第二表面122。并且,第一齒紋12的第一表面121為透射面,第二表面122為全反射面。入射光經(jīng)第一齒紋12的第一表面121折射進(jìn)入第一齒紋12,并由第一齒紋12的第二表面122全反射后經(jīng)透鏡本體11的上表面111射出(參見圖4所示)。具體示例中，第一齒紋12的第二表面122可以是平面的，也可以是曲面的，只要滿足如下全反射條件即可:
[0024]sin( Θ ) ^ 1/n
[0025]其中，Θ為光線到達(dá)第一齒紋第二表面122的入射角度，η為齒紋材料的折射率。
[0026]進(jìn)一步如圖1所示，多圈第一齒紋12的齒頂相對于光學(xué)透鏡10的最下端平面的高度從外周向中心呈增大的趨勢，從而形成大致的拱形。具體如圖1所示的示例中，多圈第一齒紋12的齒頂相對于光學(xué)透鏡10的最下端平面的高度從外周向中心逐漸增大。但是本發(fā)明并不局限于圖1所示的實(shí)施例。本申請中的表述“呈增大的趨勢”指的是從最外圈的齒紋到最內(nèi)圈的齒紋在整體的高度變化趨勢上是增大的，包括按照等額高度差遞增，也包括非等額高度差的遞增，同時也不排除其中的某些局部相鄰的齒紋高度相同。如此的設(shè)計(jì)使得光學(xué)透鏡10的下表面呈大致的拱形，能夠盡可能的將LED光源20 (參見圖3所示)所發(fā)射的光線都納入光學(xué)透鏡10可調(diào)節(jié)配光的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全方位控光。
[0027]圖3示出了光學(xué)透鏡10應(yīng)用于燈具中與LED光源20配合的結(jié)構(gòu)示意圖。LED光源20設(shè)置于光學(xué)透鏡10的下方中部。LED光源20發(fā)出的一部分光線經(jīng)聚光光學(xué)特征13聚光從光學(xué)透鏡10的上表面射出，一部分光線經(jīng)多圈第一齒紋12的第一表面121折射進(jìn)入第一齒紋12并由第一齒紋12的第二表面122全反射后經(jīng)光學(xué)透鏡10的上表面射出，如圖4的光路圖所示。進(jìn)一步如圖3所示，可設(shè)置LED光源20的發(fā)光平面21位于多圈第一齒紋12中最外圈齒紋所在平面，從而使得LED光源20所發(fā)的所有光線都被納入光學(xué)透鏡10的調(diào)節(jié)配光的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全方位控光。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于此，LED光源的發(fā)光平面亦可低于最外圈齒紋所在平面。
[0028]此外，本發(fā)明的光學(xué)透鏡還可以在透鏡本體的上表面設(shè)置對出射光進(jìn)行折射的光學(xué)特征，利用光的折射原理對光進(jìn)行分散或集中。該光學(xué)特征可以是光滑平面、光滑凸面(參見圖1)、環(huán)狀凸紋陣列、條狀凸紋陣列(參見圖5)、多邊形凸紋陣列(參見圖6)或半球形凸紋陣列等等。通過在透鏡本體的上表面形成對光線進(jìn)行折射的光學(xué)特征，可以進(jìn)一步調(diào)整出射光角度，提高光能的有效利用率，減少眩光和雜散光。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)透鏡，其特征在于，包括具有上表面和下表面的透鏡本體，所述透明本體的下表面形成有多圈同心凸起的第一齒紋，所述多圈第一齒紋的齒頂相對于所述光學(xué)透鏡的最下端平面的高度從外周向中心呈增大的趨勢，從而形成大致的拱形，其中，每一所述第一齒紋具有相對靠近中心的第一表面和與所述第一表面相交的相對遠(yuǎn)離中心的第二表面，所述第一表面為透射面，所述第二表面為全反射面，入射光經(jīng)所述第一齒紋的第一表面折射進(jìn)入第一齒紋并由第一齒紋的第二表面全反射后經(jīng)所述透鏡本體的上表面射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述第一齒紋的第二表面為平面或曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述透鏡本體的下表面具有位于中心區(qū)域的聚光光學(xué)特征，所述多圈第一齒紋圍繞所述中心區(qū)域設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述聚光光學(xué)特征包括菲涅爾透鏡形式的多圈同心凸起的第二齒紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述聚光光學(xué)特征包括光滑透鏡平面或光滑透鏡凸面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述多圈第一齒紋的齒頂相對于所述光學(xué)透鏡的最下端平面的高度從外周向中心逐漸增大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述透鏡本體的上表面設(shè)有對出射光進(jìn)行折射的光學(xué)特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)透鏡，其特征在于，所述光學(xué)特征包括光滑平面、光滑凸面、環(huán)狀凸紋陣列、條狀凸紋陣列、多邊形凸紋陣列或半球形凸紋陣列。
9.一種燈具，包括LED光源，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)透鏡，所述LED光源設(shè)置于所述光學(xué)透鏡的下方中部。
【文檔編號】G02B3/08GK104373896SQ201410616208
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】袁尤智, 張謙 申請人:深圳市眾明半導(dǎo)體照明有限公司