CN210801025U - 一种光学元件以及带有该光学元件的照明灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学元件，包括至少一个条形的光学透镜，在垂直长度方向的截面上，所述光学透镜包括：光源设置处，设有用于设置光源的中心轴；光入射表面，面向所述光源设置处，所述光源的入射光线包括小角度光线和大角度光线；两个第一全反射面，都位于所述光入射表面相对侧且分别设置在所述中心轴两侧，两者靠近所述光源设置处的一端相互靠拢；两个第一光出射面，在垂直所述中心轴的方向上布置在所述两个第一全反射面的两侧；两个第二全反射面，都位于所述光入射表面相对侧且分别设置在所述中心轴两侧，向外倾斜设置；两个第二光出射面，分别设置在所述中心轴的两侧且位于同一侧的第二全反射面和第一光出射面之间。

Description

一种光学元件以及带有该光学元件的照明灯

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，特别是一种光学元件以及带有该光学元件的照明灯。

背景技术

随着LED灯具的普及，越来越多的场合开始使用LED灯具，例如卧室、厨房、客厅等居家照明，以及冰柜、冷链、货架等商业照明。

LED芯片作为点光源，光强分布是固定，但是在实际使用时，需要聚焦或者大面积的均匀光照，为此，现有技术中，一般会在LED芯片出光方向上设置光学元件进行配光，从而达到所需要的光强分布。

随着照明技术的发展，新的需求也被提出，例如体积小型化，同时又要求大面积的均匀光照，此时，现有的灯具无法满足需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种光学元件以及带有该光学元件的照明灯，以解决上述技术问题。

一种光学元件，包括至少一个条形的光学透镜，其特征在于，在垂直长度方向的截面上，所述光学透镜包括：

光源设置处，设有用于设置光源的中心轴；

光入射表面，面向所述光源设置处，所述光源的入射光线包括小角度光线和大角度光线；

两个第一全反射面，都位于所述光入射表面相对侧且分别设置在所述中心轴两侧，两者靠近所述光源设置处的一端相互靠拢，用于将小角度光线朝大角度光线方向全反射；

两个第一光出射面，在垂直所述中心轴的方向上布置在所述两个第一全反射面的两侧用于出射来自同一侧的第一全反射面的反射光线；

两个第二全反射面，都位于所述光入射表面相对侧且分别设置在所述中心轴两侧，向外倾斜设置用于将大角度光线朝小角度光线方向全反射；

两个第二光出射面，分别设置在所述中心轴的两侧且位于同一侧的第二全反射面和第一光出射面之间，用于出射来自同一侧的第二全反射面的反射光线。

设有垂直所述中心轴的照射面，相对于照射面，如果没有光学透镜，那么中间位置光照最强，并向两侧慢慢减弱，本实用新型的光学元件中通过设置光学透镜，将照射到中间位置的小角度光线向两侧全反射并通过第一光出射面出射，然后照射到两侧的大角度光线通过第二全反射面向中间全反射并通过第二光出射面出射，从而达到均匀光照的目的。

为了便于分配光源的光照，更容易完成光的分配达到光照均匀的目的，优选的，所述光入射表面包括：

小角度光线入射面，为设置在中间的聚光透镜；

两个大角度光线入射面，为设置在所述中心轴两侧分别对应一个第二全反射面的平面镜。

为了便于制造，优选的，所述第二全反射面设置在对应的所述大角度光线入射面的外侧以反射所有的大角度光线。

为了便于调节小角度光线的光路走向，使光照均匀性更好，优选的，所述第一全反射面设置在所述小角度光线入射面的外侧以反射所有汇聚后的小角度光线。

为了便于调节光源的光路走向，使光照均匀性更好，进一步优选的，所述第一全反射面和第一光出射面连接形成锐角。

为了便于调节光源的光路走向，使光照均匀性更好，进一步优选的，所述第二全反射面和第二光出射面连接形成锐角。

为了便于调节光源的光路走向，使光照均匀性更好，进一步优选的，所述第一光出射面与第二光出射面连接形成钝角。

为了实现封装和防水，优选的，所述光学元件还包括设置在所述光学透镜外的条形灯罩。

为了实现线光源效果，优选的，所述光学元件还包括将光源沿着所述光学透镜长度方向拉伸的光扩散薄膜。

为了便于制造同时实现良好的线光源效果，优选的，所述光扩散薄膜设置在所述光学透镜和光扩散薄膜之间。

一种照明灯，包括灯架、印刷电路板和光源，还包括上述的光学元件，所述光源设置在光源设置处。

为了增加照明范围，优选的，所述光源设有多个，沿着所述印刷电路板的长度方向间隔布置。

在节能环保的背景下，LED灯具因其具有出光效率高、聚光性能好而越来越多地应用于居家、商业照明领域，优选的，光源采用LED芯片。

本实用新型的技术效果：

本实用新型的光学元件以及带有该光学元件的照明灯，通过将光源的中间的小角度光线向两侧全反射，同时将两侧的大角度光线向中间全反射，从而得到照射范围更大、光照更均匀的照明效果。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为本实用新型的灯具的结构示意图。

图2为本实用新型的灯具的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型的灯具的剖视结构示意图。

图4为本实用新型的灯具的光线走向示意图。

图5为本实用新型另一种实施方式的剖视结构示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本实用新型实施例的说明并不用于限定本实用新型的保护范围。

如图1～4所示，本实施例的照明灯包括灯架、印刷电路板、光学元件和光源200。其中灯架和印刷电路板不是本实用新型的技术点，图中未画出，可采用现有技术中的结构，此处不做详细说明。

光学元件用于调节光源的出光方向和出光角度，包括至少一个条形的光学透镜100，本实施例中，为了简化结构，只设置了一个光学透镜100，在垂直长度方向的截面上，光学透镜100包括光源设置处101、光入射表面102、第一全反射面103、第一光出射面104、第二全反射面105和第二光出射面106。

光源设置处101设有用于设置光源200的中心轴201，光源200可以单独设置一个使用，也可以设置多个，沿着印刷电路板的长度方向(也是光学透镜100 的长度方向)间隔布置。在节能环保的背景下，LED灯具因其具有出光效率高、聚光性能好而越来越多地应用于居家、商业照明领域，光源200采用LED芯片。

光源200的出光光线中，分为位于中心轴201及其两侧的小角度光线202 和位于小角度光线202两侧的大角度光线203。实际的具体角度数值可以根据需要进行人为地设定。

光入射表面102面向光源设置处101设置，光源200的入射光线包括小角度光线202和大角度光线203。

两个第一全反射面103都位于光入射表面102相对侧且分别设置在中心轴 201两侧，两者靠近光源设置处101的一端相互靠拢，用于将小角度光线202朝大角度光线203方向全反射；第一全反射面103设置在小角度光线202的光路上。第一全反射面103可以是平面、弧形面或者多个平面或者弧形面拼接而成，本实施例中，为了使配光效果更好，第一全反射面103由多段弧形面拼接形成。

相互靠拢可以是连接或者不连接，不连接的情况中间有间隔，间隔区域可以让光出射或者不出射，连接的情况是中心轴201两侧都发生全反射，于是将所有的小角度光线202向大角度光线203反射。两个第一光出射面104在垂直中心轴201的方向上布置在两个第一全反射面103的两侧用于出射来自同一侧的第一全反射面103的反射光线。

两个第二全反射面105都位于光入射表面102相对侧且分别设置在中心轴 201两侧，向外倾斜设置用于将大角度光线203朝小角度光线202方向全反射；第二全反射面105设置在大角度光线203的光路上。

两个第二光出射面106分别设置在中心轴201的两侧且位于同一侧的第二全反射面105和第一光出射面104之间，用于出射来自同一侧的第二全反射面 105的反射光线。

相对于照射面500，如果没有光学透镜100，那么中间位置光照最强，并向两侧慢慢减弱，本实施例的照明灯中通过设置光学透镜100，将照射到中间位置的小角度光线202向两侧全反射并通过第一光出射面104出射，然后照射到两侧的大角度光线203通过第二全反射面105向中间全反射并通过第二光出射面 106出射，从而达到均匀光照的目的。

由于光学透镜100尺寸变化，结合照射面500的距离和面积影响，第一全反射面103、第一光出射面104、第二全反射面105和第二光出射面106相对照射面500的角度可以根据需要进行设置，以达到均匀光照的目的。

光入射表面102可以对光线进行初次调节，有利于后续的两组全反射面进行更有效地光分配，进一步使光照均匀，光入射表面102包括：小角度光线入射面1021和两个大角度光线入射面1022。小角度光线入射面1021为设置在中间的聚光透镜；两个大角度光线入射面1022为设置在中心轴201两侧分别对应一个第二全反射面105的平面镜。小角度光线入射面1021用于限定出小角度光线的角度范围，小角度光线入射面1021对小角度光线202进行汇聚，第一全反射面103设置在小角度光线入射面1021的外侧以反射所有汇聚后的小角度光线 202。

第二全反射面105设置在对应的大角度光线入射面1022的外侧以反射所有的大角度光线203。第一全反射面103和第一光出射面104连接形成锐角。第二全反射面105和第二光出射面106连接形成锐角。第一光出射面104与第二光出射面106连接形成钝角。

光学元件还包括设置在光学透镜100外的条形灯罩300。光学元件还包括将光源200沿着光学透镜100长度方向拉伸的光扩散薄膜400。光扩散薄膜400设置在光学透镜100和光扩散薄膜400之间。光源200设有多个，沿着所述印刷电路板的长度方向间隔布置。

条形灯罩300的截面可以是矩形，如图1～4所示，也可以是弧形，如图5 所示，可以根据安装和外形结构的需要进行选择。

为了便于制造和安装，本实施例的光扩散薄膜400设置在所述光学透镜100 和条形灯罩300之间。

光扩散薄膜400为椭圆光扩散膜，可以通过采购获得，使用的型号为E-6010，当然，也可以选择其他型号，只要在光源200排布方向对光源200进行拉伸即可，例如E-1560，E-0160/6001，E-0190，为了达到比较好的拉伸扩散效果，选用该扩散膜时，两个方向的拉伸比值大于4。

本实施例的椭圆光扩散膜为正柱面微透镜阵列，使用时，正柱面微透镜的长度方向垂直光源200排布方向。膜形式的条状凸透镜阵列，体积小，便于安装，且可以进行弯曲设置，适应不同的灯具结构需求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种光学元件，包括至少一个条形的光学透镜(100)，其特征在于，在垂直长度方向的截面上，所述光学透镜(100)包括：

光源设置处(101)，设有用于设置光源(200)的中心轴(201)；

光入射表面(102)，面向所述光源设置处(101)，所述光源(200)的入射光线包括小角度光线(202)和大角度光线(203)；

两个第一全反射面(103)，都位于所述光入射表面(102)相对侧且分别设置在所述中心轴(201)两侧，两者靠近所述光源设置处(101)的一端相互靠拢，用于将小角度光线(202)朝大角度光线(203)方向全反射；

两个第一光出射面(104)，在垂直所述中心轴(201)的方向上布置在所述两个第一全反射面(103)的两侧用于出射来自同一侧的第一全反射面(103)的反射光线；

两个第二全反射面(105)，都位于所述光入射表面(102)相对侧且分别设置在所述中心轴(201)两侧，向外倾斜设置用于将大角度光线(203)朝小角度光线(202)方向全反射；

两个第二光出射面(106)，分别设置在所述中心轴(201)的两侧且位于同一侧的第二全反射面(105)和第一光出射面(104)之间，用于出射来自同一侧的第二全反射面(105)的反射光线。

2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光入射表面(102)包括：小角度光线入射面(1021)，为设置在中间的聚光透镜；

两个大角度光线入射面(1022)，为设置在所述中心轴(201)两侧分别对应一个第二全反射面(105)的平面镜。

3.如权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第二全反射面(105)设置在对应的所述大角度光线入射面(1022)的外侧以反射所有的大角度光线(203)。

4.如权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第一全反射面(103)设置在所述小角度光线入射面(1021)的外侧以反射所有汇聚后的小角度光线(202)。

5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第一全反射面(103)和第一光出射面(104)连接形成锐角。

6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第二全反射面(105)和第二光出射面(106)连接形成锐角。

7.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第一光出射面(104)与第二光出射面(106)连接形成钝角。

8.如权利要求1～7任一权利要求所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件还包括设置在所述光学透镜(100)外的条形灯罩(300)。

9.如权利要求8所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件还包括将光源(200)沿着所述光学透镜(100)长度方向拉伸的光扩散薄膜(400)。

10.如权利要求9所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散薄膜(400)设置在所述光学透镜(100)和光扩散薄膜(400)之间。

11.一种照明灯，包括灯架、印刷电路板和光源(200)，其特征在于，还包括如权利要求1～10任一权利要求所述的光学元件，所述光源(200)设置在光源设置处(101)。

12.如权利要求11所述的照明灯，其特征在于，所述光源(200)设有多个，沿着所述印刷电路板的长度方向间隔布置。

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