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
【專利摘要】本實(shí)用新型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(nèi)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(zhuǎn)180度所構(gòu)成，所述第三曲面由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉(zhuǎn)?180度所構(gòu)成的。本實(shí)用新型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(gè)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(jìn)行偏轉(zhuǎn)就能實(shí)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(yuǎn)燈處呈銳衰減情況。
【專利說明】
洗墻燈透鏡、具有該洗墻燈透鏡的發(fā)光模塊和洗墻燈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型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(shù)】
[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(shí)際應(yīng)用中能在小功率情況下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(dǎo)致洗墻燈實(shí)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。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型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(gè)曲面的共同作用能減少雜散光，提高光效，且整體透鏡不需要進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，便于 安裝。
[0004] 為解決上述問題，本實(shí)用新型實(shí)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(nèi)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(zhuǎn)所構(gòu)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(shí)透鏡起始點(diǎn)到原點(diǎn)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限定：
，在此ro是Θ = 0min時(shí)透鏡起始點(diǎn)到原點(diǎn)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，η是透鏡的折射率。
[0007] 可選的，第三曲面為全內(nèi)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(shí)透鏡起始點(diǎn)到原點(diǎn)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(nèi)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(shè)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(shè)有與Υ軸垂直的第二平面。
[0011]本實(shí)用新型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(nèi)安裝有LED光源。由于發(fā)光模塊具有該非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的洗墻 燈透鏡，因此能夠減少雜散光，提高光效。整體透鏡不需要進(jìn)行偏轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)偏光，便于安 裝。
[0012] 本實(shí)用新型的另一目的通過一種包括多個(gè)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，因此該洗墻燈的照度均勻 分布，均勻性達(dá)到0.75以上，光效0.65以上。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)光模塊的截面圖；
[0014] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)光模塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)光模塊的照度分布圖；
[0016] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)光模塊的兩個(gè)剖面的光強(qiáng)分布圖；
[0017] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的洗墻燈的結(jié)構(gòu)視圖；
[0018] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的洗墻燈具內(nèi)安裝本實(shí)用新型的透鏡視圖。
[0019]附圖標(biāo)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(nèi)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(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描 述。
[0021] 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(nèi)表面J和出射光線的外表面。內(nèi)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(zhuǎn)180度所 構(gòu)成;所述第三曲面C由連續(xù)曲線繞Y軸旋轉(zhuǎn)-180度所構(gòu)成的；第一平面Η設(shè)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(shè)于第二曲面B和第三曲面C之間并與Y軸垂直的。
[0022] 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(qiáng)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(shí)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。
[0023] 第二曲面Β用于將光線折射至洗墻面，實(shí)現(xiàn)光線的偏轉(zhuǎn)、改善光均勻度。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 = θ_時(shí)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，η是透鏡的 折射率。
[0024]第三曲面C為全內(nèi)反射面，用于將光線全反射至洗墻面，實(shí)現(xiàn)光線的偏轉(zhuǎn)、提高光 效、改善光均勻度。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(shí)透鏡的值，Θ是入射光線與Υ 軸的夾角，γ是出射光線與γ軸的夾角。
[0025]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(nèi)安裝有LED光源L。由于發(fā)光模塊具有該非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的洗墻燈透鏡G，因 此能夠減少雜散光，提高光效。整體透鏡不需要進(jìn)行偏轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)偏光，便于安裝。
[0026] 如圖3至4所示，發(fā)光模塊的光斑在豎直方向上的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)呈均勻分布，均勻度 達(dá)到0.7以上。
[0027] 如圖5至6所示，一種包括多個(gè)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，因此該洗墻燈的照度均勻分布，均勻性 達(dá)到0.75以上，光效0.65以上。
[0028] 本實(shí)用新型的構(gòu)思在于，靠近洗墻墻面一側(cè)的光線通過光線的折射來實(shí)現(xiàn)洗墻墻 面目標(biāo)照度均勻分布，通過計(jì)算第二曲面B的輪廓微分方程得到第二曲面B，在設(shè)計(jì)過程中 發(fā)現(xiàn)由于全反射的原因，靠近洗墻墻面一側(cè)的光線單獨(dú)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(zhuǎn)換成全內(nèi)反射，實(shí)現(xiàn)洗墻墻面目標(biāo)照 度均勻分布。遠(yuǎn)離洗墻面一側(cè)的光線通過第三曲面C，將光線反射至洗墻面，實(shí)現(xiàn)洗墻墻面 目標(biāo)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(shè)計(jì)目標(biāo)均是在符合設(shè)計(jì)目 標(biāo)的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)照度均勻分布，所以透鏡整體實(shí)現(xiàn)的是洗墻面的照度均勻分布。通過三個(gè) 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(jìn)行偏轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)偏光，便于安 裝，以及洗墻面的照度均勻分布，均勻性達(dá)到〇. 75以上，光效0.65以上。
[0029] 本實(shí)用新型雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(shí)用新型，任 何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技 術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù) 方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及 修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(nèi)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(zhuǎn)所 構(gòu)成。2. 如權(quán)利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特在于，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0 = 0min時(shí)透鏡起始點(diǎn)到原點(diǎn)之間的距離，0是入射光線與Y軸的夾角，Y是出射光線與Y軸的夾 角。3. 如權(quán)利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特在于，第二曲面的輪廓可通過求解如下微分方 程限定：，在此r〇是0 = 0min時(shí)透鏡起始點(diǎn)到原 點(diǎn)之間的距離，9是入射光線與Y軸的夾角，Y是出射光線與Y軸的夾角，n是透鏡的折射率。4. 如權(quán)利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，第三曲面為全內(nèi)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0 =0_時(shí)透鏡起始點(diǎn)到原點(diǎn)之間的距離，0是入射光線與Y軸的夾角，y是出射光線與Y軸的 夾角。5. 如權(quán)利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，所述內(nèi)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(quán)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(shè)有與 Y軸垂直的第一平面。7. 如權(quán)利要求1所述的洗墻燈透鏡，其特征在于，所述第二曲面和第三曲面之間設(shè)有與 Y軸垂直的第二平面。8. -種發(fā)光模塊，具有根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的洗墻燈透鏡。9. 如權(quán)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(gè)由權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光模塊組成的陣列。
【文檔編號(hào)】F21V5/04GK205480588SQ201620110682
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月2日
【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