[发明专利]用于照明装置的透镜和具有该透镜的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的透镜。此外，本发明还涉及一种具有该透镜的照明装置。

背景技术

在当今的照明设备领域中，越来越多地使用LED作为光源。LED具有发光效率高、寿命长和绿色环保的优点。另外，随着功率型LED用于普通照明领域越来越成熟，为达到良好的配光效果而采用了二次光学透镜，这些为满足不同效果而设计的各种性质的透镜，其使用的材料大多为光学级亚克力（PMMA），其透光率约为92%。但是，由于透镜本身结构的限制，其透光率并不能达到所声称的程度。这是因为，从透镜的入射面入射到透镜中的光线在达到出射面处时，部分光线由于入射角度的原因可能会被出射面向安装有光源的电路板的方向反射，这部分光线不能构成有效输出的光线，进而造成了损失，也就是所谓的菲涅尔损失。为解决该技术问题，在现有技术中通常在电路板的安装有透镜的区域中布置反射面或者直接在透镜的底部布置一个反射面，该反射面能够将光线再次反射回出射面，从而降低菲涅尔损失。然而，通过这种简单的反射面反射回的光线是不受控的，这使得透镜产生的光斑的光分布性能变差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于照明装置的透镜。该透镜能够很大程度上减低菲涅尔损失，并且其产生的光斑的光分布更加均匀。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的照明装置。

本发明的第一个目的通过一种用于照明装置的透镜由此实现，该透镜具有底面和在底面上隆起的出射面，该底面包括支承面和凹进部分，凹进部分形成入射面，来自该照明装置的光源的光线通过入射面入射到出射面上，其中，支承面至少部分地结构化以形成微结构部分，微结构部分将至少部分经出射面反射至微结构部分的光线偏转至出射面出射。根据本发明的透镜能够有效地将出射面反射回来的光线再次反射回出射面，并且被反射的光线进而从出射面出射，从而显著地降低了根据本发明的透镜的菲涅尔损失。

根据本发明进一步提出，微结构部分设置为使得来自出射面的光线经微结构部分反射后偏转至出射面出射。在根据本发明的设计方案中，这种微结构可以根据具体要求而进行结构化设计，在需要获得不同的配光效果时，这种微结构部分可以起到一定的辅助作用。

优选的是，微结构部分设置为使得出射面反射的光线经微结构部分反射后以杂散光线的形式再次入射至出射面。微结构部分能够反射出有规律的杂散光线，这样有利于增强根据本发明的透镜的光分布的均匀性。

有利的是，微结构部分包括多个微结构单元，其中每个微结构单元都包括多个反射面。这些反射面分别对出射面反射的光线进行反射，使得这些光线以预定的角度反射会出射面。

进一步有利的是，反射面彼此之间呈预定角度布置。根据本发明的设计方案，彼此呈预定角度布置的反射面将出射面反射至反射面的光线以预定的角度反射回出射面，优选的是，反射面彼此之间的角度在120度至150度之间。在设计之初，设计人员可以根据经验以及期望实现的效果来确定反射面彼此之间的角度，以及反射面相对于光源的电路板的角度，该角度例如在30度至60度之间，从而使得反射面反射出的杂散光变为可控的杂散光，以使得透镜出射的光斑能够具有均匀的光分布性能。

优选的是，反射面设计为全内反射面。由出射面反射至反射面的光线通过全内反射面可以毫无损失地全部反射回出射面。

可选的是，反射面通过在支承面上涂覆反射材料形成。通常可以在支承面上涂覆高反射率的银材料。

根据本发明提出，微结构单元设计成方锥体，其中方锥体的锥面形成反射面。方锥体能够确保来自各个方向的光线可靠地反射回出射面。在本发明的设计方案中，方锥体的各个表面相对于方锥体的底面的夹角通过在设计之初的光学模拟中确定，从而获得最佳的反射效果。

优选的是，微结构单元形成为由方锥体截取的截锥体，截锥体的顶面和锥面形成反射面。截椎体的顶面优选平行于截椎体的底面，从而在微结构单元上增加了一个反射面，从而使得微结构单元能够更加精确地将光线反射回出射面。

有利的是，方锥体的底面为正多边形。特别有利的是，底面为正方形。在底面为正方形的方锥体的情况中，方锥体的每个锥面都对应于90度的角度范围，从而在尽可能良好地反射由出射面反射回来的光线的同时，还能够尽可能降低根据本发明的透镜的制造成本。

根据本发明提出，入射面位于支承面的中央区域，微结构部分围绕中央区域设置。在现有技术中，光源一般都布置在透镜的中央区域所对应的区域中，由此使得光源发射的光线在透镜的各个角度上出射，而微结构部分则刚好能够将反射回来的光线在周向上反射回去，从而确保了透镜的均匀的光分布性能。