洗墻燈透鏡、具有該洗墻燈透鏡的發(fā)光模塊和洗墻燈的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種洗墻燈透鏡、具有該洗墻燈透鏡的發(fā)光模塊和洗墻燈。
【背景技術】
[0002] LED洗墻燈顧名思義就是燈具的光照在墻面上就像水簾一樣均勻的由上至下掠過 墻面，然而在實際應用中能在小功率情況下實現(xiàn)遠距離、高均勻性的照明效果是非常難做 到的。這主要是由于LED光源本身的發(fā)光特性以及安裝位置的限制，導致洗墻燈實際的照明 效果是光衰迅速，洗墻墻面的光斑照度不均勻，光效偏低。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種洗墻燈透鏡、具有該洗墻燈透鏡的發(fā)光模塊和洗墻燈， 通過三個曲面的共同作用能減少光線損失，提高光效，且整體透鏡不需要進行偏轉，便于安 裝。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種洗墻燈透鏡，包括透鏡主體和支撐所述 透鏡主體的透鏡基座，透鏡主體包括接收從光源發(fā)出光線的內表面和出射光線的外表面， 其中外表面包括用于將光線全反射至洗墻面的第一曲面、用于將光線折射至洗墻面的第二 曲面和用于將光線全反射至洗墻面的第三曲面，所述第一曲面、所述第二曲面和所述第三 曲面由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉所構成。
[0005] 可選的，所述第一曲面為全反射面，第一曲面的輪廓可通過如下積分方程限定：
)，在此ro是Θ = 0min時透鏡起始點到原點之間的距 離，Θ是入射光線與Y軸的夾角，γ是出射光線與Y軸的夾角。
[0006 ]可選的，第二曲面的輪廓可通過求解如下微分方程3艮定：
在此ro是Θ = 0min時透鏡起始點到原點之間的距離，Θ是入射光線與Υ軸的夾角，γ是出射光 線與Υ軸的夾角，η是透鏡的折射率。
[0007] 可選的，第三曲面為全內反射面，第三曲面的輪廓通過求解如下微分方程限定：
，在此ro是Θ = 0min時透鏡起始點到原點之間的距 離，Θ是入射光線與Y軸的夾角，γ是出射光線與Y軸的夾角。
[0008] 可選的，所述內表面和所述透鏡基座之間形成用于容納光源的空腔。
[0009] 可選的，所述第一曲面和第二曲面之間設有與Υ軸垂直的第一平面。
[0010] 可選的，所述第二曲面和第三曲面之間設有與Υ軸垂直的第二平面。
[0011] 本發(fā)明的另一目的通過一種具有前述類型洗墻燈透鏡的發(fā)光模塊，發(fā)光模塊為 LED模塊，即在洗墻燈的空腔內安裝有LED光源。由于發(fā)光模塊具有該洗墻燈透鏡，因此能夠 減少光線損失，提高光效。整體透鏡不需要進行偏轉就能實現(xiàn)偏光，便于安裝。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明實施例的發(fā)光模塊的截面圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明實施例的發(fā)光模塊的立體結構示意圖；
[0014] 圖3是本發(fā)明實施例的發(fā)光模塊的照度分布圖；
[0015] 圖4是本發(fā)明實施例的發(fā)光模塊的兩個剖面的光強分布圖；
[0016] 圖5是本發(fā)明實施例的洗墻燈的結構視圖；
[0017] 圖6是本發(fā)明實施例的洗墻燈具內安裝本發(fā)明的透鏡視圖。
[0018] 附圖標注:A、第一曲面;B、第二曲面;C、第三曲面;G、洗墻燈透鏡;H、第一平面;J、 內表面;K、第二平面;L、光源;M、透鏡主體;R、空腔;S、透鏡基座。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖，通過具體實施例，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0020] 如圖1所示，一種洗墻燈透鏡G，包括透鏡主體Μ和支撐透鏡主體Μ的透鏡基座S。透 鏡主體Μ包括接收從光源L發(fā)出光線的內表面J和出射光線的外表面。內表面J和透鏡基座S 之間形成用于容納光源L的空腔R。圖中Υ軸為光軸，外表面包括用于第一曲面Α、第一平面Η、 第二曲面Β、第二平面Κ和第三曲面C，第一曲面Α和第二曲面Β由連續(xù)曲線繞Υ軸旋轉180度所 構成;所述第三曲面C由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉-180度所構成的；第一平面Η設于第一曲面A和 第二曲面B之間并與Y軸垂直;第二平面K設于第二曲面B和第三曲面C之間并與Y軸垂直的。
[0021] 第一曲面A為全反射面，用于將光線全反射至洗墻面，避免近燈處的光強過大。第 一曲面A的輪廓可通過如下積分方程限定
，在此 ro是Θ = 0min時透鏡的值，Θ是入射光線與Y軸的夾角，γ是出射光線與Y軸的夾角。
[0022] 第二曲面Β用于將光線折射至洗墻面，實現(xiàn)光線的偏轉、提高照度均勻度。第二曲 面Β的輪廓可通過求解如下微分方程限定
在 此ro是Θ = 0min時透鏡的值，Θ是入射光線與Υ軸的滅角，γ是出射光線與Υ軸的滅角，η是透鏡 的折射率。
[0023] 第三曲面C為全內反射面，用于將光線全反射至洗墻面，實現(xiàn)光線的偏轉、提高光效、提高照 度均勻度。第三曲面C的輪廓通過求解如下微分方程限定：
在此ro是Θ = 0min時透鏡的值，Θ是入射光線與Υ軸的夾角，γ是出射光線與Υ軸的夾角。
[0024] 如圖2所示，一種具有前述類型洗墻燈透鏡G的發(fā)光模塊，發(fā)光模塊為LED模塊，即 在洗墻燈的空腔R內安裝有LED光源L。由于發(fā)光模塊具有該非旋轉對稱的洗墻燈透鏡G，因 此能夠減少光線損失，提高光效。整體透鏡不需要進行偏轉就能實現(xiàn)偏光，便于安裝。
[0025] 如圖3至4所示，發(fā)光模塊的光斑在豎直方向上的目標區(qū)域內呈均勻分布，照度均 勻度達到0.75以上。
[0026] 如圖5至6所示，一種包括多個上述類型發(fā)光模塊組成的陣列的洗墻燈。由于洗墻 燈具有上述發(fā)光模塊，能夠減少雜散光，提高光效，該洗墻燈的照度均勻分布，均勻性達到 0.75以上，光效0.65以上。
[0027] 本發(fā)明的構思在于，靠近洗墻墻面一側的光線通過光線的折射來實現(xiàn)洗墻墻面目 標照度均勻分布，通過計算第二曲面B的輪廓微分方程得到第二曲面B，在設計過程中發(fā)現(xiàn) 由于全反射的原因，靠近洗墻墻面一側的光線單獨通過光線的折射是很難克服近燈處的峰 值，于是引入第一曲面A，將發(fā)生全反射的光線轉換成全內反射，實現(xiàn)洗墻墻面目標照度均 勻分布。遠離洗墻面一側的光線通過第三曲面C，將光線反射至洗墻面，實現(xiàn)洗墻墻面目標 照度均勻分布。由于第一曲面A、第二曲面B、第三曲面C的設計目標均是在符合設計目標的 區(qū)域內實現(xiàn)照度均勻分布，所以透鏡整體實現(xiàn)的是洗墻面的照度均勻分布。通過三個曲面 的共同作用能減少光線損失，提高光效。整體透鏡不需要進行偏轉就能實現(xiàn)偏光，便于安 裝，以及洗墻面的照度均勻分布，均勻性達到0.75以上，光效0.65以上。根據(jù)本發(fā)明的透鏡 可以有效的控制光線，使得墻面的光斑照度呈均勻分布，且均勻度達到0.75以上，避免洗墻 墻面的近燈處與遠燈處呈銳衰減情況。
[0028] 本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域 技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā) 明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明 的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案 的保護范圍。
【主權項】
1. 一種洗墻燈透鏡，其特征在于，包括透鏡主體和支撐所述透鏡主體的透鏡基座，透鏡 主體包括接收從光源發(fā)出光線的內表面和出射光線的外表面，其中外表面包括用于將光線 全反射至洗墻面的第一曲面、用于將光線折射至洗墻面的第二曲面和用于將光線全反射至 洗墻面的第Ξ曲面，所述第一曲面、所述第二曲面和所述第Ξ曲面由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉所 構成。2. 如權利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，所述第一曲面為全反射面，第一曲面 的輪廓可通過如下積分方程限定：在此ro是θ = 0min時透鏡起始點到原點之間的距離，Θ是入射光線與Υ軸的夾角，丫是出射光線與Υ軸的夾 角。3. 如權利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，第二曲面的輪廓可通過求解如下微分 方程限定：，在此ro是Θ = 0min時透鏡起始點到 原點之間的距離，Θ是入射光線與Y軸的夾角，丫是出射光線與Y軸的夾角，η是透鏡的折射 率。4. 如權利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，第Ξ曲面為全內反射面，第Ξ曲面的 輪廓通過求解如下微分方程限定：在此ro是Θ = 9min時透鏡起始點到原點之間的距離，Θ是入射光線與巧由的夾角，丫是出射光線與Y軸的 夾角。5. 如權利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，所述內表面和所述透鏡基座之間形成 用于容納光源的空腔。6. 如權利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，所述第一曲面和第二曲面之間設有與 Y軸垂直的第一平面。7. 如權利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，所述第二曲面和第Ξ曲面之間設有與 Y軸垂直的第二平面。8. -種發(fā)光模塊，具有根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的洗墻燈透鏡。9. 如權利要求8所述的發(fā)光模塊，其特征在于，所述發(fā)光模塊為LED模塊。10. -種洗墻燈，包括多個由權利要求8或9所述的發(fā)光模塊組成的陣列。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種洗墻燈透鏡，包括透鏡主體和支撐所述透鏡主體的透鏡基座，透鏡主體包括接收從光源發(fā)出光線的內表面和出射光線的外表面，其中外表面包括用于將光線全反射至洗墻面的第一曲面、用于將光線折射至洗墻面的第二曲面和用于將光線全反射至洗墻面的第三曲面，所述第一曲面和所述第二曲面由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉180度所構成，所述第三曲面由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉-180度所構成的。本發(fā)明的目的是提供一種洗墻燈透鏡、具有該洗墻燈透鏡的發(fā)光模塊和洗墻燈，通過三個曲面的共同作用能減少雜散光，提高光效。整體透鏡不需要進行偏轉就能實現(xiàn)偏光以及洗墻面的照度均勻分布，避免洗墻墻面的近燈處與遠燈處呈銳衰減情況。
【IPC分類】F21S8/04, F21V7/10, F21V5/04, F21V7/04, F21Y115/10
【公開號】CN105546432
【申請?zhí)枴緾N201610074250
【發(fā)明人】張航, 張勇, 羅曉偉, 徐銀輝, 符建, 仇旻
【申請人】杭州光錐科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月2日