透镜及照明装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学领域，尤其涉及一种透镜及具有该透镜的照明装置。


背景技术：

2.发光二极管(lightemittingdiode，led)作为一种高效的发光源，具有环保、省电、寿命长等诸多特点，已经被广泛的运用于道路照明装置之中。
3.由于发光二级管的出射光线的发散角为120
°
左右，一般会选择在led光源的光线出射方向上设置一个反射板(reflector)，用于调整led光源的出射光线的发散角以使其满足照明范围需求。然而，这种照明装置所形成的照明区域大多为圆形，一部分光线照出道路范围之外，导致led光源的出射光线利用率较低。如此，则要求道路照明装置所形成的照明区域大致呈长方形为佳，即在道路行车方向上具有较大的照明范围，而在垂直于道路行车方向上具有较小的照明范围，以充分利用led光源的出射光线。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的。
5.本实用新型一实施方式提供一种透镜，包括凹槽，所述透镜的长度方向定义为第一方向、宽度方向定义为第二方向，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。所述凹槽包括第一入光面、两个第二入光面和两个第三入光面，所述第一入光面、所述两个第二入光面和所述两个第三入光面沿着所述第一方向排列，所述两个第二入光面连接于所述第一入光面的相对两侧，所述两个第三入光面连接于两个第二入光面远离所述第一入光面的一侧，所述第二入光面和所述第一入光面的连接处以及所述第三入光面和所述第二入光面的连接处均采用钝角过渡，所述第一入光面和所述第二入光面均为自由曲面，所述第三入光面为一平面，沿所述第二方向，所述第一入光面、所述第二入光面和所述第三入光面的曲率均从中央到两端逐渐减小。
6.在一可选的实施方式中，所述透镜具有光轴，所述第一入光面沿平行于所述第二方向的截面关于所述光轴对称设置。
7.在一可选的实施方式中，所述第一入光面包括远离所述第二入光面的两个第一侧边，所述第二入光面包括远离所述第一入光面和所述第三入光面的两个第二侧边，所述第三入光面包括远离所述第二入光面的一个第三侧边，所述第二入光面的两个第一侧边、所述两个第二入光面的四个第二侧边、所述两个第三入光面的两个第三侧边合围形成所述凹槽的开口，所述四个第二侧边位于所述开口的四个边角处。
8.在一可选的实施方式中，所述透镜还包括出光面，由所述第一入光面、所述第二入光面和所述第三入光面入射的光线经由所述出光面出射，所述出光面为平面。
9.在一可选的实施方式中，所述出光面涂覆有光催化活性层。
10.在一可选的实施方式中，所述透镜还包括反射面，所述反射面环绕所述凹槽设置，用于将由所述第一入光面、所述第二入光面和所述第三入光面入射的部分光线反射至所述
出光面。
11.在一可选的实施方式中，所述凹槽沿所述第一方向的长度大于所述凹槽沿所述第二方向的宽度；沿所述第一方向，所述出光面的长度大于所述凹槽的长度；沿所述第二方向，所述出光面的宽度大于所述凹槽的宽度。
12.本实用新型一实施方式提供一种照明装置，包括光源和上述透镜，所述光源容置于所述凹槽中。
13.在一可选的实施方式中，所述光源为led光源。
14.在一可选的实施方式中，所述照明装置为隧道灯具。
15.本实用新型实施方式提供的照明装置，通过透镜的第一入光面、第二入光面和第三入光面的组合配光，可形成近似长方形的照射范围，且使形成的近似长方形的照射范围的长度更长。
附图说明
16.图1为本实用新型一实施方式提供的透镜的结构示意图。
17.图2为图1所示透镜的俯视图。
18.图3为图1所示透镜沿iii
‑
iii的剖视图。
19.图4为图1所示透镜沿iv
‑
iv的剖视图。
20.图5为本实用新型一实施方式提供的照明装置的剖视图。
21.图6为本实用新型一实施方式提供的照明装置的照度分布图。
22.图7为本实用新型一实施方式提供的照明装置出射光线的配光曲线示意图。
23.图8为本实用新型一实施方式提供的导光罩的示意图。
24.主要元件符号说明
25.透镜
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100
26.第一部分
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10
27.第二部分
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30
28.顶面
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11
29.底面
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13
30.凹槽
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15
31.开口
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16
32.第一入光面
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152
33.第二入光面
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153
34.第三入光面
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155
35.第一侧边
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161
36.第二侧边
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163
37.第三侧边
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165
38.出光面
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32
39.反射面
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18
40.照明装置
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200
41.光源
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210
42.导光罩
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300
43.基板
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310
44.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
46.如本文中所使用，术语“约”、“略”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所示术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的
±
10％的变化范围，例如小于或等于
±
5％、小于或等于
±
4％、小于或等于
±
3％、小于或等于
±
2％、小于或等于
±
1％、小于或等于
±
0.5％、小于或等于
±
0.1％、或小于或等于
±
0.05％。
47.需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型实施方式中使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本实用新型。
48.请参阅图1至图4，本实用新型一实施方式提供一种用于照明装置的透镜100，所述透镜100包括第一部分10以及设置于所述第一部分10一侧的第二部分30。所述透镜100具有光轴oo’，所述第一部分10以及所述第二部分30同轴设置。所述透镜100整体呈纵长型。将所述透镜100的长度方向定义为第一方向x、宽度方向定义为第二方向y，高度方向定义为第三方向z，所述第一方向x、所述第二方向y和所述第三方向z相互垂直。
49.所述第一部分10包括相对设置的顶面11和底面13。所述顶面11开设有一凹槽15，所述凹槽15贯通所述顶面11并朝向所述底面13延伸，且所述凹槽15未贯通所述底面13。所述凹槽15具有位于所述顶面11上的开口16。可选的，所述顶面11和所述底面13之间的距离为h，沿所述第三方向z，所述凹槽15的深度大于h/2且小于h。本实施方式中，所述凹槽15的深度略小于h。沿所述第一方向x，所述底面13的长度大于所述顶面11的长度；沿所述第二方向y，所述底面13的宽度大于所述顶面11的宽度。所述凹槽15沿所述第一方向x的长度大于其沿所述第二方向y的宽度。
50.所述凹槽15包括一个第一入光面152、两个第二入光面153和两个第三入光面155。所述光轴oo’穿过所述第一入光面152，且所述第一入光面152沿平行于所述第二方向y的截面关于所述光轴oo’对称设置。所述第一入光面152、所述两个第二入光面153和所述两个第三入光面155沿所述第第一方向x排列。所述两个第二入光面153连接于所述第一入光面152相对的两侧。所述第二入光面153和所述第一入光面152的连接处采用钝角过渡。所述两个第三入光面155连接于两个第二入光面153远离所述第一入光面152的一侧。所述第三入光面155和所述第二入光面153的连接处采用钝角过渡。所述第一入光面152和所述第二入光面153均为自由曲面，所述第三入光面155为一平面。所述第三入光面155和所述顶面11相互垂直。沿所述第二方向y，所述第一入光面152和所述第二入光面153的曲率均从中央到两端逐渐减小。
51.所述第一入光面152包括远离所述第二入光面153的两个第一侧边161，所述第二入光面153包括远离所述第一入光面152和所述第三入光面155的两个第二侧边163，所述第三入光面155包括远离所述第二入光面153的一个第三侧边165。所述第一入光面152的两个第一侧边161、所述两个第二入光面153的四个第二侧边163、所述两个第三入光面155的两个第三侧边165合围形成所述凹槽15的开口16。所述四个第二侧边163位于所述开口16的四个边角处。
52.所述第二部分30大致为平板状。所述第二部分30设置于所述第一部分10的底面13上，并完全覆盖所述底面13。所述第二部分30沿所述第一方向x和所述第二方向y伸出于所述第一部分10外。换句话说，沿所述第一方向x，所述第二部分30的长度大于所述第一部分10的长度；沿所述第二方向y，所述第二部分30的宽度大于所述第一部分10的宽度。所述第二部分30背离所述第一部分10的底面13的表面为出光面32。经由所述第一入光面152、所述第二入光面153和所述第三入光面155射入所述透镜100中的光线经由所述出光面32射出至外界。所述出光面32为平面。沿所述第一方向x，所述出光面32的长度大于所述凹槽15的长度；沿所述第二方向y，所述出光面32的宽度大于所述凹槽15的宽度。
53.所述透镜100还包括反射面18。所述反射面18环绕所述凹槽15设置，用于将经由所述第一入光面152、所述第二入光面153和所述第三入光面155射入的光线部分反射至所述出光面32。所述反射面18为全反射面，且所述反射面18为曲面。本实施方式中，所述反射面18为所述第一部分10上连接所述顶面11和所述底面13的侧面。经由所述第一入光面152、所述第二入光面153和所述第三入光面155射入所述透镜100中的光线，其中部分光线直接通过所述出光面32出射，剩余部分光线经过所述反射面18反射至所述出光面32出射。
54.进一步地，所述出光面32涂覆有光催化活性层(图未示)。所述光催化活性层包括纳米二氧化钛，其可在日光或者可见光下对污染物进行催化分解，转化为水和二氧化碳，从而减少对所述透镜100的污染，使得所述透镜100能够实现自清洁。
55.进一步地，所述透镜100的材料为透明塑料，便于注塑成型。可选的，所述透镜100的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和聚碳酸酯(pc)中至少一种。所述透镜100的第一部分10和第二部分30可一体成型，也可分体成型后再组装。本实施方式中，所述透镜100的第一部分10和第二部分30采用模具一体注塑成型。
56.请参阅图5，本实用新型一实施方式还提供一种照明装置200。所述照明装置200包括所述透镜100以及光源210。所述光源210容置于所述凹槽15中。本实施方式中，所述光源210为led光源，所述照明装置200为隧道灯具。
57.请参阅图6，图6为图5所示照明装置200的照度分布图。从图6可看出，所述照明装置200出射的光线形成近似长方形的照射范围，其光场照度相对均匀分布。
58.请参阅图7，图7为图6所示照明装置200出射光线的配光曲线示意图。从图7可看出，在光轴oo’所在的平行于第一方向x(长度方向)的截面内，所述照明装置200的配光曲线关于所述透镜100的光轴oo’非对称分布，从透镜100射出的光线的光强自光轴oo’朝向透镜100的一侧(0度线的右侧)先逐渐增加，光强峰值出现在偏离光轴oo’约5
°
，随后光强再逐渐下降，而从透镜100射出的光线的光强自光轴oo’朝向透镜100的另一侧(0度线的左侧)则逐渐下降。在光轴oo’所在的平行于第二方向y(宽度方向)的截面内，所述照明装置200的配光曲线关于所述透镜100的光轴oo’对称分布，从透镜100射出的光线的光强自光轴oo’朝向透
镜100的两侧先逐渐增加，光强峰值出现在偏离光轴oo’约40
°
，随后光强再逐渐下降。
59.从图7还可看出，所述照明装置200出射的光线的最大光强约为13cd，在平行于第二方向y(宽度方向)且包含光轴oo’的截面内，出射光线的张角约为75
°
，使得形成的近似长方形的照射范围的长度更长。
60.请参阅图8，本实用新型一实施方式提供一种导光罩300。所述导光罩300大致呈矩形，其包括基板310以及多个透镜100。所述多个透镜100分为多组，每组中包括多个透镜，每组中的多个透镜通过所述第一部分相连接，且各组之间通过所述基板310相连接。各组中的透镜数量可以相等也可以不相等。所述本实施方式中，所述多个透镜100沿所述导光罩300的长度方向排列成三行。所述基板310由透过率较高的材料(例如塑料)制成。所述基板310和所述透镜100可以一体成型也可分体成型后再组装。
61.本实用新型实施方式提供的照明装置200，通过透镜100的第一入光面152、第二入光面153和第三入光面155的组合配光，可形成近似长方形的照射范围，且使形成的近似长方形的照射范围的长度更长。
62.以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。