一种透镜以及灯具的制作方法

1.本技术涉及照明灯具技术领域，特别是涉及一种透镜以及灯具。


背景技术：

2.随着led(light-emitting diode，发光二极管)光源逐渐代替传统光源，led照明灯具的优势已日渐被人们认同，比如将led用于路灯照明领域代替传统灯具，可以带来提高光效、节能、环保等诸多优越性。
3.目前led光源在各大工程项目上得到广泛运用，为了led灯具产品能够具有通用性高、互换性好的效果，彻底解决后期维护及led光源升级的问题，各灯具制造厂都逐步采用led光源模组的技术方案。模块透镜用于led灯具的二次光学配光，可灵活拼装于不同功率产品，成本低廉，使用方便，同时有多种角度可供选择，但市场上现有的此类透镜均为颗粒型配光，即每一颗粒内装配一个光源，由于面积的限制光源的数量有限，导致单位面积内led光源功率受到限制，难以满足有限面积内提供更大功率或更高光效的要求。因此，如何合理设计透镜的结构以实现在有限面积内装配更多的led光源进而提供更大功率或更高光效成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例旨在提供一种透镜以及灯具，以相关技术中无法在有限面积内装配更多光源进而无法提供更大功率或更高光效的技术问题。
5.本技术实施例一方面提供了一种透镜，所述透镜包括透明板体，所述透明板体具有相对设置的顶面和底面，所述顶面上设有若干个间隔分布的凸部，所述底面上设有若干个间隔分布的凹部，所述凸部与所述凹部一一对应设置；其中，每一所述凹部被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源。
6.进一步地，定义第一方向和第二方向相交、且所述第一方向和所述第二方向所在平面为基准面；所述基准面平行于所述顶面或者所述底面所在平面；若干个所述凸部沿所述第一方向依次排列分布，若干个所述凹部沿所述第一方向依次排列分布；其中，所述凸部投影于所述基准面上的投影在所述第一方向上具有第一宽度，所述凹部投影于所述基准面上的投影在所述第一方向上具有第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。
7.进一步地，所述凸部投影于所述基准面上的投影在所述第二方向上具有第一长度，所述凹部投影于所述基准面上的投影在所述第二方向上具有第二长度，所述第一长度不小于所述第二长度，所述第二长度大于所述第二宽度；其中，装配于每一所述凹部的若干个所述光源沿所述第二方向依次排列分布。
8.进一步地，所述透明板体包括弯折连接的第一边和第二边，所述第一边的长度不小于所述第二边的长度；其中，所述第一方向为所述第一边的延伸方向，所述第二方向为所述第二边的延伸方向。
9.进一步地，所述凸部的外露面被配置为用于形成所述透镜的出光面，所述凹部的
外露面被配置为用于形成所述透镜的入光面；所述光源发出的光线自所述入光面进入所述透镜，并经由所述出光面射出所述透镜。
10.进一步地，所述出光面由至少一个曲面形成；或者所述出光面由若干个平面拼接形成；或者所述出光面由至少一个平面以及至少一个曲面拼接形成。
11.进一步地，所述入光面由至少一个曲面形成；或者所述入光面由若干个平面拼接形成；或者所述入光面由至少一个平面以及至少一个曲面拼接形成。
12.进一步地，所述透明板体上设有定位孔，所述定位孔被配置为用于装配所述透镜。
13.本技术实施例另一方面还提供了一种灯具，包括透镜和多个光源。所述透镜包括透明板体，所述透明板体具有相对设置的顶面和底面；所述顶面上设有若干个间隔分布的凸部，所述底面上设有若干个间隔分布的凹部；其中，所述凸部与所述凹部一一对应设置；多个所述光源被划分为若干组光源；其中，每一所述凹部被配置为用于装配一组所述光源，每一组所述光源包括若干个依次排列分布的光源。
14.进一步地，所述灯具还包括灯板，所述灯板设于所述底面背离所述顶面的一侧、并与所述透明板体连接；所述光源设于所述灯板上且至少部分进入所述凹部。
15.进一步地，所述透镜具有多个，多个所述透镜呈阵列排布。
16.本技术实施例提供的透镜以及灯具，通过在顶面上设有若干个间隔分布的凸部，同时底面上设有若干个间隔分布的凹部，凸部与凹部一一对应设置，每一凹部被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源，若干个光源在凹部内可以依次设置，相比于市场上现有的每一颗粒内装配一个光源的颗粒型配光透镜，本技术实施例中的每一凹部可以装配更多的光源，从而在有限的空间内能够装配更多的光源，进而能够提供更大的发光功率和更高的光效。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本技术一些实施例中的透镜的结构示意图；
19.图2是图1实施例中的透镜在顶面侧的俯视结构示意图；
20.图3是图1实施例中的透镜在底面侧的仰视结构示意图；
21.图4是本技术一些实施例中的透镜的俯视图；
22.图5是图4实施例中的透镜沿a-a向的截面结构示意图；
23.图6是图4实施例中的透镜沿b-b向的截面结构示意图；
24.图7是本实施例中的第一透镜和第二透镜的结构示意图；
25.图8是本技术一些实施例中的灯具的结构示意图；
26.图9是本技术一些实施例中的灯板的结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
29.请参阅图1-图3，图1是本技术一些实施例中的透镜100的结构示意图；图2是图1实施例中的透镜100在顶面20侧的俯视结构示意图；图3是图1实施例中的透镜100在底面30侧的仰视结构示意图。
30.本技术实施例提供了一种透镜100，该透镜100用于给照明灯具进行二次光学配光，例如用于led(light-emitting diode，发光二极管)灯具的二次配光。透镜100包括透明板体10，透明板体10可以采用pc(polycarbonate，聚碳酸酯)或者pmma(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等透明材料制成。pc材料或pmma材料的热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性和抗冲击性都较高，满足需求，且易于成型、加工工艺简单，生产成本低。
31.透明板体10具有一定的厚度，透明板体10具有相对设置的顶面20和底面30，顶面20和底面30可以是四边形、三角形、圆形或者不规则形等任意形状。可选地，顶面20和底面30的形状可以相同也可以不同，顶面20和底面30的面积可以相同也可以不同。本领域的技术人员可以根据实际需要灵活选择顶面20和底面30的形状及面积。在本实施例中，优选顶面20和底面30可以为相同的矩形、棱形、圆形或者椭圆形等，且顶面20投影于底面30所在平面的投影与底面30基本重合。
32.顶面20上设有若干个间隔分布的凸部210，若干个凸部210可沿着不同的方向依次间隔设置，例如若干个凸部210沿着矩形顶面20的其中一边的延伸方向依次间隔设置，也可以沿着矩形的对角线的延伸方向间隔设置等等。本实施例中，优选若干个凸部210沿着矩形顶面20的其中一边的延伸方向依次间隔设置。
33.底面30上设有若干个间隔分布的凹部310，凸部210与凹部310一一对应设置，相应的，若干个凹部310沿着凸部210的间隔方向依次间隔设置。凸部210和凹部310可以与透明板体10一体成型，采用与透明板体10一致的透明pc或者透明pmma材料制成。需要说明的是，一体化成型的具体方法对于本领域技术人员而言是显而易见的，本技术对此不作进一步改进，为避免赘述，故此处不进行具体描述。
34.其中，每一凹部310被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源40。所用的光源40可以为led(发光二极管)光源，例如可以为2835灯珠(长度为2.8mm、宽度为3.5mm的贴片发光二极管)、3030灯珠(长度为3.0mm、宽度为3.0mm的贴片发光二极管)、3535灯珠(长度为3.5mm、宽度为3.5mm的贴片发光二极管)、5050灯珠(长度为5.0mm、宽度为5.0mm的贴片发光二极管)等led封装光源。
35.当所用的光源40不同时，凹部310的尺寸也可能不同。
36.装配在凹部310内的光源40发出的光线可穿过凸部210与凹部310之间的透明部分从透镜100中射出，起到照明的作用。
37.若干个光源40可以在凹部310内依次设置。本实施例通过将若干个光源40在凹部310内依次设置，相比于传统的颗粒型配光透镜，能够在同等透明板体上放置更多的光源40，即在有限的空间内可以装配更多的光源40进而能够提供更大的发光功率以及提供更高的光效。
38.本技术实施例提供的透镜100，通过在顶面20上设有若干个间隔分布的凸部210，同时底面30上设有若干个间隔分布的凹部310，凸部210与凹部310一一对应设置，每一凹部310被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源40，若干个光源40在凹部310内可以依次相邻设置或者依次间隔设置，相比于市场上现有的每一颗粒内装配一个光源40的颗粒型配光透镜，本技术实施例中的每一凹部310可以装配更多的光源40，且光源40之间可以无间隔排列，在有限的空间内能够装配更多的光源40进而能够提供更大的发光功率和更高的光效。
39.请参阅图4-图6，图4是本技术一些实施例中的透镜100的俯视图；图5是图4实施例中的透镜100沿a-a向的截面结构示意图；图6是图4实施例中的透镜100沿b-b向的截面结构示意图。
40.其中，图4中示出了x、y两个方向以便于下文进行相应描述。第一方向即x方向，第二方向即y方向。第一方向和第二方向相交，第一方向和第二方向所在的平面为基准面，该基准面可以平行于底面30或者顶面20所在的平面。优选地，x方向与y方向垂直，顶面20与底面30平行，第一方向和第二方向所在的平面平行于顶面20所在的平面。
41.在一些实施例中，透明板体10包括弯折连接的第一边220和第二边230，第一边220的长度不小于第二边230的长度，即透明板体10可以为矩形体。其中，第一方向可以为第一边220的延伸方向，第二方向可以为第二边230的延伸方向。可选地，第一边220和第二边230也可以理解为顶面20的两边，此时第一方向和第二方向所在的平面即基准面为顶面20。可选地，第一边220和第二边230也可以理解为底面30的两边，此时第一方向和第二方向所在的平面即基准面为底面30。
42.若干个凸部210沿第一方向依次间隔排列分布，相应地，若干个凹部310沿第一方向依次间隔排列分布。
43.其中，凸部210投影于基准面上的投影在第一方向上具有第一宽度w1，凹部310投影于基准面上的投影在第一方向上具有第二宽度w2，第一宽度w1大于第二宽度w2。通过设置第一宽度w1大于第二宽度w2的透镜100的结构可以提高透镜100的聚光性，提升出光效果。
44.其中，凸部210投影于基准面上的投影在第二方向上具有第一长度l1，凹部310投影于基准面上的投影在第二方向上具有第二长度l2，第一长度l1不小于第二长度l2，第二长度l2大于第二宽度w2。
45.可选地，装配于每一凹部310的若干个光源40沿第二方向依次排列分布。若干个光源40可以在凹部310内依次间隔设置，也可在凹部310内依次相邻设置。本实施例通过采用若干个光源40在凹部310内依次设置，和传统的颗粒型配光透镜相比，能够在同等透明板体上放置更多的光源40，即在有限的空间内可以装配更多的光源40进而能够提供更大的发光功率以及提供更高的光效。
46.可以理解的，通过设置第一长度l1不小于第二长度l2的透镜100的结构可以有效
防止散光，提高透镜100的聚光性，提升出光效果。
47.进一步地，透镜100可以具有出光面213和入光面313。装配在凹部310内的光源40发出的光线自入光面313进入透镜100并经由出光面213射出所述透镜100。具体的，凸部210的外露面可以被配置为用于形成透镜100的出光面213，凹部310的外露面可以被配置为用于形成透镜100的入光面313。出光面213由至少一个曲面形成；或者出光面213由若干个平面拼接形成；或者出光面213由至少一个平面以及至少一个曲面拼接形成。入光面313由至少一个曲面形成；或者入光面313由若干个平面拼接形成；或者入光面313由至少一个平面以及至少一个曲面拼接形成。出光面213和入光面313的形状可以不同。
48.在本实施例中，入光面313可以由三块平面拼接而成。出光面213可以由两块1/4球状的曲面和一块半圆柱状的曲面拼接而成，两块1/4球状的曲面分别设于半圆柱状的曲面在第二方向上的两端。
49.出光面213和入光面313之间具有一定的厚度，出光面213和入光面313之间形成具有聚光作用的类似凸透镜的聚光体，当装配在凹部310内的光源40发出的光线自入光面313进入该聚光体时光线会先发生折射再从出光面213射出透镜100，经过光学设计的透镜100射出的光斑会非常均匀。具体的出光效果受光源40与入光面313的距离、聚光体的厚度、聚光体的内部构造、入光面313和出光面213的形状等因素的影响。需要说明的是，上述所提到的因素对出光效果的影响的具体原理较为冗长，同时对于本领域技术人员而言是显而易见的，本技术对此也不作进一步改进，为避免赘述，故此处不进行具体描述。本领域技术人员的技术人员可以根据实际需求对上述所提的因素进行合理调整。
50.在一实施例中，透明板体10的顶面20和底面30可以均为边长为50mm的正方形。顶面20上设有4个沿第一方向间隔分布的凸部210，相应地，底面30上设有4个沿第一方向间隔分布的凹部310，凸部210与凹部310一一对应设置。每一凹部310被配置为用于装配若干个光源40，若干个光源40沿第二方向依次排列。
51.其中，凹部310的第二长度l2可以为46mm，凹部310的第二宽度w2可以为10mm，即相邻凹部310之间的间距大致为2mm。凸部210的第一长度l1可以为46mm，凸部210的第一宽度w1为12mm，即相邻凸部210之间的间距大致为0.4mm。
52.当光源40为2835灯珠(长度为2.8mm、宽度为3.5mm的贴片发光二极管)时，多个光源40可以沿第二方向依次设置。此时每一凹部310可以装配16个光源40，4个凹部310总共至多可装配64个光源40。
53.而对于相关技术中颗粒状透镜而言，类似尺寸的颗粒状透镜，在满足相邻两个颗粒之间具有0.4mm间距的基础上，每一颗粒的尺寸要大于光源40的尺寸。基于2835灯珠，在满足颗粒间距分布的前提下，其在第一方向上可以间隔分布4列颗粒凸起，在第二方向上可以间隔分布6行颗粒凸起，即可以分布24个2835灯珠。
54.显然地，本实施例提供的透镜100所能装配的光源40的数量明显多于相关技术中颗粒状透镜所能装配的光源数量。
55.可以理解的，当透镜尺寸以及光源灯珠类型发生改变时，所能装配的光源数量可以相应地发生改变，不作赘述。
56.请参阅图7，图7是本实施例中的第一透镜100和第二透镜100的拼接结构示意图。
57.在一些实施例中，透明板体10上可以设有定位孔50，定位孔50被配置为用于装配
透镜100。定位孔50可以设在透明板体10的端部并连通至顶面20和底面30。定位孔50投影于顶面20上的投影可以是圆形，多边形，不规则形等等。本领域技术人员的技术人员可以根据实际需求灵活选择，通常可以采用圆柱形的定位孔50。例如，在安装透镜100时，可将定位柱和定位孔50配合使用，先使定位柱对准定位孔50，然后使定位柱插入到定位孔50内，并用螺钉紧固。
58.为了防止定位孔50占用透明板体10过多的体积，可采用相邻的第一透镜101和第二透镜102之间互相配合形成定位孔50的方式进行装配定位。具体的，第一透镜101的透明板体10靠近第二透镜102的一端设有连通至顶面20和底面30的第一定位孔510，第二透镜102的透明板体10靠近第一透镜101的一端设有连通至顶面20和底面30的第二定位孔520，第一定位孔510和第二定位孔520配合围设形成既连通至第一透镜101的顶面20和底面30又连通第二透镜102的顶面20和底面30的定位孔50。采用相邻的透镜100之间互相配合形成定位孔50的方式对透镜100之间进行装配定位，避免占用透明板体10过多的体积，有更多的区域装配光源40，在同样的底面30面积的条件下，可以装配更多的光源40，在有限区域可以提供更大的功率或更大的光效。
59.请参阅图8-图9，图8是本技术一些实施例中的灯具1000的结构示意图；图9是本技术一些实施例中的灯板70的结构示意图。
60.本技术实施例还提供了一种灯具1000，该灯具1000包括透镜100和灯板70。关于透镜100的具体结构特征可参考前述实施例中的具体描述。灯板70设于透镜100的底面30背离顶面20的一侧、并通过定位孔50和其他定位件如螺丝螺母等配合的方式实现与透明板体10的连接。灯板70为板状体或者条状体等形状。灯板70靠近底面30的一面为光源面710，优选光源面710的形状与底面30的形状相同，光源面710的面积与底面30的面积相等，通过和底面30适配便于装配。光源40设于光源面710上且至少部分进入凹部310。具体地，光源面710上设有若干沿着第一方向依次间隔排列分布的光源安装位720，光源安装位720沿着第二方向延伸，光源40装配于光源安装位720上。每一光源安装位720上设有若干光源40，光源安装位720上的若干光源40沿第二方向依次排列，光源安装位720上的若干光源40可以在光源安装位720上沿第二方向依次间隔设置，也可在光源安装位720上沿第二方向依次相邻设置，优选采用若干个光源40在光源安装位720上沿第二方向依次相邻设置，相比于间隔设置的方式若干个光源40相邻设置能够在同样的空间情况下放置更多的光源40，在有限的空间内更多的光源40能够提供更大的发光功率提供更高的光效。灯板70上还设有和定位孔510对应设置的固定孔60，在对灯板70和透镜100进行装配时，可通过将定位柱等其他定位件插入到定位孔50和固定孔60内用于透镜100和灯板70的固定连接。
61.在一些实施例中，灯具1000可以包括多个透镜100和灯板70。多个透镜100呈阵列排布,例如多个透镜100沿第二方向排列形成透镜列，多个透镜列沿第一方向排列。当然，灯板70也可以有多个，透镜100与灯板70一一对应连接设置。关于透镜100和灯板70的具体结构特征可参考前述实施例中的具体描述。如图8所示的灯具1000包括10个透镜100，其中5个透镜100沿第二方向排列形成透镜列，2个透镜列沿第一方向排列。该透镜100的顶面20和底部均为边长为50mm的正方形，顶面20上设有4个沿第一方向间隔分布的凸部210，相应地，底面30上设有4个沿第一方向间隔分布的凹部310，凸部210与凹部310一一对应设置。凹部310的第二长度l2可以为46mm，凹部310的第二宽度w2可以为10mm，凸部210的第一长度l1可以
为46mm，凸部210的第一宽度w1为12mm。当选用的光源40是2835封装的led光源时，每个透镜100至多可装配64个光源40，灯具1000至多可装配640个光源40，远大于装配有10个同尺寸的常规颗粒状透镜的灯具所能装配的240个光源40。该光源40成本较低，因此可以实现在低成本的条件下，得到具有较高的光效的效果。该灯具1000可用作包括但不限于路面、工矿、室内高棚、球场等不同场景的照明，具有较广的应用性。
62.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种透镜，其特征在于，所述透镜包括：透明板体，所述透明板体具有相对设置的顶面和底面，所述顶面上设有若干个间隔分布的凸部，所述底面上设有若干个间隔分布的凹部，所述凸部与所述凹部一一对应设置；其中，每一所述凹部被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源。2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，定义第一方向和第二方向相交、且所述第一方向和所述第二方向所在平面为基准面；所述基准面平行于所述顶面或者所述底面所在平面；若干个所述凸部沿所述第一方向依次排列分布，若干个所述凹部沿所述第一方向依次排列分布；其中，所述凸部投影于所述基准面上的投影在所述第一方向上具有第一宽度，所述凹部投影于所述基准面上的投影在所述第一方向上具有第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，所述凸部投影于所述基准面上的投影在所述第二方向上具有第一长度，所述凹部投影于所述基准面上的投影在所述第二方向上具有第二长度，所述第一长度不小于所述第二长度，所述第二长度大于所述第二宽度；其中，装配于每一所述凹部的若干个所述光源沿所述第二方向依次排列分布。4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述透明板体包括弯折连接的第一边和第二边，所述第一边的长度不小于所述第二边的长度；其中，所述第一方向为所述第一边的延伸方向，所述第二方向为所述第二边的延伸方向。5.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述凸部的外露面被配置为用于形成所述透镜的出光面，所述凹部的外露面被配置为用于形成所述透镜的入光面；所述光源发出的光线自所述入光面进入所述透镜，并经由所述出光面射出所述透镜。6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述出光面由至少一个曲面形成；或者所述出光面由若干个平面拼接形成；或者所述出光面由至少一个平面以及至少一个曲面拼接形成。7.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，所述入光面由至少一个曲面形成；或者所述入光面由若干个平面拼接形成；或者所述入光面由至少一个平面以及至少一个曲面拼接形成。8.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述透明板体上设有定位孔，所述定位孔被配置为用于装配所述透镜。9.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括：透镜，所述透镜包括透明板体，所述透明板体具有相对设置的顶面和底面；所述顶面上设有若干个间隔分布的凸部，所述底面上设有若干个间隔分布的凹部；其中，所述凸部与所述凹部一一对应设置；和多个光源，多个所述光源被划分为若干组光源；其中，每一所述凹部被配置为用于装配一组所述光源，每一组所述光源包括若干个依次排列分布的光源。10.根据权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述灯具还包括灯板，所述灯板设于所述底面背离所述顶面的一侧、并与所述透明板体连接；所述光源设于所述灯板上且至少部分进入所述凹部。
11.根据权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述透镜具有多个，多个所述透镜呈阵列排布。

技术总结
本申请提供了一种透镜以及灯具，透镜包括透明板体，透明板体具有相对设置的顶面和底面，顶面上设有若干个间隔分布的凸部，底面上设有若干个间隔分布的凹部，凸部与凹部一一对应设置；其中，每一凹部被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源。本申请提供的透镜，通过在顶面上设有若干个间隔分布的凸部，同时底面上设有若干个间隔分布的凹部，凸部与凹部一一对应设置，每一凹部被配置为用于装配若干个依次排列分布的光源，若干个光源在凹部内可以依次设置，在有限的空间内能够装配更多的光源，进而能够提供更大的发光功率和更高的光效。效。效。


技术研发人员：胡淑军 石岩
受保护的技术使用者：深圳市友亿成智能照明股份有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/19