[发明专利]透镜以及具有该透镜的全方位照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种透镜、以及具有该透镜的全方位照明装置。

背景技术

由于LED光源具有寿命长、节能、环保、抗震动等优点，因此，LED光源可以在广泛的领域内得到应用。随着制造技术的不断发展，LED的成本越来越低并且光效也得到了增加。固态发光(SSL)来取代传统的发光装置已经成为一种趋势。

美国的Energy Star标准对于全方位SSL替代灯(参见附图1)提出了一定的要求。在0-135度的区域内，在任意角度的光强与在0-135度的区域内的平均的光强之间的差值不高于20％。在135-180度的区域内的光通量应当占总的光通量至少5％。在与起始平面呈45度和90度的垂直平面内的测量结果应当是相同的。大部分的LED光强度分布是朗伯型的而非均匀一致的，因此，二次光学设计是必不可少的。对于SSL替代灯，为了满足这些要求，通常需要设计光学组件实现光的再分配。

现有技术中，存在多种获得LED灯的光源再分配的方案。第一种方案是优化LED阵列；第二种方案是利用反射器对于光进行分配。

WO2009/059125A1中公开了一种光学组件，包括一个LED灯和旋转对称设计的反射型的光转换器，该光转换器提供了具有预先计算的光强分布的全方位光分布图案。

EP2180234A1中公开了一种全向灯壳，包括透光的本体件以及位于本体件的末端的接触件，其可以旋入到传统的灯壳座中建立电连接。灯壳也包括至少一个盘状物和支撑杆。大量的LED背靠背的沿着每一个盘状物的周边布置，以实现全向照明。

US2002/0114170A1公开了一种白炽灯光源，被全向分布所替代。光导从光源接收光输出并且引导光输出。光导还从光源处向外延伸。反射器定位在光导中并且反射通过光导引导的光以提供恰当的边缘照明。

上述各方案中均未提出一种通过透镜的设计来实现全方位照明的方案。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种用于全方位照明的透镜以及具有该透镜的全方位照明装置，其能克服现有技术中的各种解决方案的缺点，具有制造成本低、制造工艺简单、光分布均匀、同时实现全方位照明的优点。

根据本发明的第一个方面提出一种用于全方位照明的透镜，其特征在于，所述透镜为旋转对称的并且包括分别旋转对称设计的光入射面、第一光折射面、第一光反射面、第二光折射面以及第三光折射面，所述第一光折射面将经过所述光入射面的光的第一部分经折射出射产生第一出射光，所述第一光反射面将经过所述光入射面的光的第二部分反射至所述第二光折射面并经所述第二光折射面折射出射产生第二出射光，所述第三光折射面将经过所述光入射面的光的第三部分经折射出射产生第三出射光，所述第一出射光、第二出射光以及第三出射光共同实现全方位照明。

根据本发明提出通过将透镜设计为具有多个折射面和反射面来提供全方位照明。其中通过第一光折射面提供前向照明的第一出射光，而通过第三光折射面实现的第三出射光实现了光线相对于前向照明不同的后向照明，通过第一光反射面和第二光折射面的相互配合提供后向照明的第二出射光，补充了第三出射光，从而总体上提供了全方位照明。

根据本发明的一个优选设计方案，所述透镜包括底面、顶面以及连接所述顶面和所述底面的侧面，所述底面部分地弯曲以形成用于光源的光入射面，所述顶面包括所述第一光折射面和第一光反射面，所述侧面包括所述第二光折射面和所述第三光折射面。利用第一光折射面，实现了顶部区域的前向照明，利用第三光折射面，实现了侧向上的倾斜向下照明，利用第二光折射面和第一光反射面，实现了光线方向的折转，使得光线向下照明，实现了后向照明。

优选地，所述顶面包括位于中央的第一光折射面以及位于边缘的围绕所述第一光折射面的第一光反射面。从而利用第一光折射面，实现了顶部区域的中央范围内的前向照明。同时，第一光反射面则更便于与侧向上的第二光折射面相配合。

优选地，所述侧面包括与所述第一光反射面相接的第二光折射面和与所述底面相接的第三光折射面。上述设计更加优化了第一光反射面和第二光折射面的配合以及第三光折射面对于经过所述光入射面的光的第三部分的折射。

优选地，所述第二光折射面具有从所述第一光反射面开始倾斜向中央延伸的轮廓以与所述第一光反射面呈锐角。第二光折射面的设计取决于第一光反射面的设计。第二光折射面与第一光反射面的倾斜角度的数值以及第二光折射面倾斜向中央延伸的程度取决于第一光反射面的大小、位置以及具体轮廓。总体原则是使得第二出射光的出射范围要符合预期的光分布。