透镜、光源模组及灯具的制作方法

1.本发明涉及一种透镜，以及包括该透镜的光源模组和灯具。


背景技术：

2.市场对于灯具的要求逐渐在朝着轻量化、小型化以及节能环保等方向发展着，主要应用在居家、商业照明领域。
3.目前市面上长条形灯具种类众多，主要用于户外洗墙、室内照明；但市面上长条形灯具只能控制垂直于长条形灯具一侧的光线走向，对于平行于长条灯方向的光基本没有控制，所以这样会限制平行于长条灯方向照射区域的大小。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种可在两个方向同时控光的条形透镜、光学系统及灯具。
5.本发明为实现上述效果，所采用的技术方案是提供一种透镜，包括安装面和出光面，所述透镜由一截面沿平行于所述安装面的x轴延伸形成透镜本体，所述安装面向所述透镜本体内凹陷形成光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述入光面设置有对所述入光面进入的光线向所述x轴两侧进行扩散的微结构，所述微结构包括多个沿所述x轴方向连续阵列排布的微结构单元。
6.优选地，所述微结构单元为设置在垂直于所述x轴的平面内的向所述透镜本体内凸起的条状结构。
7.优选地，所述微结构单元的凸起方向是向着垂直于所述x轴的平面和所述入光面形成的截面曲线的切线的正交方向凸起，所述微结构单位在所述正交方向上的截面形状为一段曲线。
8.优选地，所述曲线为多项式曲线。
9.优选地，所述多项式曲线的方程式为
10.f(x)＝p1*x8+p2*x7+p3*x6+p4*x5+p5*x4+p6*x3+p7*x2+p8*x+p9，其中p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9为常数。
11.优选地，所述透镜在垂直于所述x轴的平面上的截面为对称图形，且具有凹透镜功能。
12.优选地，所述出光面为平滑曲面，表面设置有珠面结构或者进行磨砂、蚀纹等表面处理。
13.本技术还提供一种光源模组，其特征在于，包括光源及如上所述的透镜，所述光源包括基板和设置在所述基板之上的，沿所述x轴方向排列的多个led芯片，所述led芯片设置在所述透镜的所述光源安装槽。
14.优选地，所述led芯片的出光表面与所述透镜安装面的距离d大于0。
15.本技术还提供一种灯具，包括如上所述的光源模组。
16.本发明提供的的透镜在入光面的加入拉伸微结构，解决传统拉伸透镜单向控光的缺点，实现对光线的双向拉伸控光，可形成类矩形光斑，增大照射区域。拉伸透镜与单颗旋转圆形小透镜应用相比，可有效减少led光源之间排布间距，从而减小灯具尺寸且有效提升灯具光效，足灯具小型化、轻量化、高效节能、照域广等光学需求。
附图说明
17.图1是本发明一优选实施例透镜的结构示意图；
18.图2是图1透镜从端部视角的观察视图；
19.图3是图1透镜仰视视角的观察视图；
20.图4是本发明一优选实施例透镜微结构单元截面的结构示意图；
21.图5是入光面不设置微结构的x方向出光效果图；
22.图6是入光面设置微结构后的x方向出光效果图；
23.图7是图1透镜z方向的出光效果图；
24.图8是本发明一优选实施例光源模组的结构示意图；
25.图9是图8光源模组的纵向截面图；
26.图10是图8光源模组的横向截面图。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的透镜、光源模组及灯具作进一步的详细说明。
28.本技术一优选实施例的透镜1其结构如图1、图2、图3所示，透镜1为拉伸透镜，由图7截面沿一个方向拉伸而形成透镜本体101。透镜1的方向坐标如图1所示，定义平行于透镜1拉伸的方向为x方向，垂直于透镜1拉伸的方向为y方向，z方向与x、y方向互相垂直。
29.透镜1包括安装面103和出光面105，安装面103向透镜本体101内凹陷形成光源安装槽102，光源安装槽102的内表面形成入光面104。
30.透镜在垂直于x轴的平面上的截面如图7所示为对称图形，且具有凹透镜功能，对z方向的光线起到发散效果。对于实现凹透镜功能可选择各种面型，本实施例采用内外曲面的设计对z方向的光线进行控光，实现在z方向的广域照明。本实施例出光面105为平滑曲面，在其他较佳实施例中也可以采用其他类型的凹透镜，如出光面可以在中间位置向入光面侧凹陷以增加大角度的出光，本技术对此不作限定。出光面105表面可加珠面结构或者磨砂、蚀纹等表面处理，以对出射光线起到柔光、匀光作用。
31.由于是拉伸透镜，以往的设计中仅考虑z方向的控光，而在拉伸方向即x方向没有控光，为了改变这种状态，本技术提出的方案是在入光面104设置可以对进入光线向x轴两侧进行扩散的微结构106。微结构106包括多个微结构单元1061，如图3所示微结构单元1061为设置在垂直于x轴的平面内的，向透镜本体101内凸起的条状结构，多个微结构单元1061沿x轴方向连续阵列排布的。微结构单元1061凸起方向是向着入光面104曲线切线垂直方向凸起。如图2所示，入光面104和垂直于x轴的平面相交形成的截面为图2最外侧的曲线，曲线上的个点以a、b为例，微结构单元1061的凸起方向是向着a、b点的切线的正交方向凸起，如沿该正交方向作截面，该微结构单位1061的截面形状为一段曲线，如图4所示。该曲线为多
项式曲线，方程式如下
32.f(x)＝p1*x8+p2*x7+p3*x6+p4*x5+p5*x4+p6*x3+p7*x2+p8*x+p9
33.其中p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9为常数。
34.本实施例，根据使用场景各参数赋值如下：
35.p1＝142.8；p2＝-8.413*10-14
；p3＝-110.2；p4＝4.976*10-14
；
36.p5＝35.75；p6＝-7.518*10-15
；p7＝-6.317；p8＝2.927*10-16
；p9＝0.5071
37.各常数的具体数值可以根据实际透镜尺寸和使用环境进行调整，本技术对此不作限定。
38.图5、图6分别是无拉伸作用微结构和有微结构106的光路图，可以看出，该形式的拉伸微结构对光线有明显的拉伸作用，可在透镜1的x方向上进行有效控光，增加照射区域。
39.本实施例提供的透镜1可和光源2组合形成如图8、图9、图10所示的光源模组。光源2设置在透镜1的光源安装槽102之下。光源2包括基板201和设置在基板201之上的，沿x轴方向排列的多个led芯片202。如图10所示led芯片202设置在透镜1的光源安装槽102之中，led芯片202的出光表面与透镜1安装面103的距离d大于0，其出射光线全部进入入光面104，光路图如图7所示。
40.本实施例中的光源模组可用台灯、黑板灯、线条灯等多种灯具中，具有广泛适用性，且该条形透镜整体较易加工，组装方便，不限制led的排布距离，对提升灯具的光学性能具有重要意义。
41.上文对本技术优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本技术穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能做出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本技术的范围之内。

技术特征：
1.一种透镜，其特征在于，所述透镜包括安装面和出光面，所述透镜由一截面沿平行于所述安装面的x轴延伸形成透镜本体，所述安装面向所述透镜本体内凹陷形成光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述入光面设置有对所述入光面进入的光线向所述x轴两侧进行扩散的微结构，所述微结构包括多个沿所述x轴方向连续阵列排布的微结构单元。2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述微结构单元为设置在垂直于所述x轴的平面内的向所述透镜本体内凸起的条状结构。3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述微结构单元的凸起方向是向着垂直于所述x轴的平面和所述入光面形成的截面曲线的切线的正交方向凸起，所述微结构单位在所述正交方向上的截面形状为一段曲线。4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述曲线为多项式曲线。5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述多项式曲线的方程式为f (x)= p1*x8+p2*x7+p3*x6+p4*x5+p5*x4+p6*x3+p7*x2+p8*x+p9，其中p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9为常数。6.根据权利要求1-5任一所述的透镜，其特征在于，所述透镜在垂直于所述x轴的平面上的截面为对称图形，且具有凹透镜功能。7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述出光面为平滑曲面，表面设置有珠面结构或者进行磨砂、蚀纹等表面处理。8.一种光源模组，其特征在于，包括光源及如权利要求1-7任一所述的透镜，所述光源包括基板和设置在所述基板之上的，沿所述x轴方向排列的多个led芯片，所述led芯片设置在所述透镜的所述光源安装槽。9.根据权利要求8所述的光源模组，其特征在于，所述led芯片的出光表面与所述透镜安装面的距离d大于0。10.一种灯具，其特征在于：所述灯具包括如权利要求8或9任一所述的光源模组。

技术总结
本申请提供一种透镜、光源模组及灯具，透镜包括安装面和出光面，由一截面沿平行于所述安装面的x轴延伸形成透镜本体，所述安装面向所述透镜本体内凹陷形成光源安装槽，所述光源安装槽的内表面形成入光面，所述入光面设置有对所述入光面进入的光线向所述x轴两侧进行扩散的微结构，所述微结构包括多个沿所述x轴方向连续阵列排布的微结构单元。透镜在入光面的加入拉伸微结构，解决传统拉伸透镜单向控光的缺点，实现对光线的双向拉伸控光，可形成类矩形光斑，增大照射区域。拉伸透镜与单颗旋转圆形小透镜应用相比，可有效减少LED光源之间排布间距，从而减小灯具尺寸且有效提升灯具光效，足灯具小型化、轻量化、高效节能、照域广等光学需求。光学需求。光学需求。


技术研发人员：李京蔓 刘超博
受保护的技术使用者：苏州欧普照明有限公司
技术研发日：2022.12.25
技术公布日：2023/8/21