一种透镜及照明装置的制作方法

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种透镜及照明装置。

背景技术：

随着生活品质的提高，人们对于室内装潢的要求也越来越高，尤其是最能体现室内环境效果的照明装置，如装饰灯，因此各种款式各异的装饰灯进入到人们的生活。然而现有技术中的装饰灯大都具有结构复杂、出光效果单一的问题。

例如，中国实用新型专利公告第201739811U号公开了一种水晶灯，包括灯座和透明灯柱，所述透明灯柱固接在灯座上，所述灯座内设置有电光源，该水晶灯还包括透明体，所述透明灯柱内设置有柱形通道，所述透明体置于柱形通道内。在上述基础上，所述透明体由多段透明介质首尾相接构成，所述透明介质可以由水晶、玻璃或亚克力构成；所述透明介质的顶端镀有金属膜，所述透明灯柱由水晶或玻璃构成。由于，透明体由多段透明介质首尾相接构成，因此，该水晶灯结构具有结构复杂，安装麻烦的问题。同时，该水晶灯内光源发出的光线经过透明体及透明灯柱也具有出光效果单一的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种透镜，用于提高照明装置的出光效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种透镜，其包括侧壁及位于透镜内部且连接所述侧壁内表面的间隔壁，所述侧壁和间隔壁构成第一腔及第二腔；所述透镜设有光入射面及光出射面，所述第一腔的内表面为光入射面，所述侧壁外表面及所述第二腔的内表面为光出射面，通过光入射面进入透镜内的光线，经光出射面折射和/或全反射后从光出射面射出。

进一步的，所述光入射面包括第一光入射面及第二光入射面，所述第一光入射面为第一腔对应侧壁的内表面，所述第二光入射面为第一腔对应的间隔壁的表面，所述光出射面包括第一光出射面、第二光出射面及第三光出射面，所述第一光出射面为侧壁的外表面，所述第二光出射面为第二腔对应侧壁的内表面，所述第三光出射面为第二腔对应间隔壁的表面。

进一步的，所述侧壁的外表面设置有微结构，所述微结构呈棱锥体和/或棱台体。

进一步的，通过第一光入射面进入透镜内的光线，部分光线经微结构后发生折射后经过第一光出射面射出、部分光线可以通过上述微结构发生全反射后经过第二光出射面射出。

进一步的，所述微结构呈四棱锥体，所述四棱锥体表面包括两个第一表面及两个第二表面，所述第一表面及第二表面均呈三角形，所述第一表面的面积小于第二表面的面积。

进一步的，通过所述第一光入射面进入所述透镜内的光线，在所述第一表面处发生全反射、在所述第二表面处发生折射。

进一步的，所述侧壁呈封闭的环形，或所述侧壁沿直线或曲线方向延伸。

为解决上述问题，本实用新型实施例还提供一种照明装置，用于提高其整体出光效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种照明装置，其包括：灯体、与所述灯体连接的发光组件以及与所述灯体连接且覆盖所述发光组件的如上述实用新型内容的所述透镜。

进一步的，所述透镜呈碗形，所述发光组件以及所述灯体位于所述透镜的一侧。

进一步的，所述照明装置还包括定位件，所述定位件与所述灯体连接并将所述透镜定位于所述灯体。

进一步的，所述定位件包括第三光入射面和第四光出射面，所述第四光出射面上设置有多个棱面。

进一步的，所述透镜的侧壁的外表面上覆有反光材料，或，所述透镜的侧壁的外表面设置有镜面反射器。

进一步的，所述发光组件包括基板及设置于所述基板上的若干发光单元。

进一步的，所述灯体包括灯头、与所述灯头连接的壳体、收容于所述壳体内且与所述灯头及所述发光组件电性连接的驱动电源组件。

进一步的，所述灯体还包括设置于壳体内且位于驱动电源组件上方的均热板和连接于壳体的固定件，所述固定件与所述定位件连接。

进一步的，所述定位件包括主体部及连接部，所述连接部穿过所述间隔壁与所述固定件螺纹连接。

进一步的，所述照明装置为装饰灯、吊灯、球泡灯、烛泡灯、G泡灯或筒灯。

本实用新型实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过在透镜上设置由侧壁和间隔壁构成的光入射面和光出射面，发光单元发出的光线由光入射面进入所述透镜后，部分光线经光出射面折射出射产生璀璨出光效果，部分光线全反射后出射得到晶莹剔透的发光效果，提升照明装置发光的美感，进而提升用户体验。另外，本实用新型实施例提供的照明装置光学结构简单，安装方便，且适合大批量生产。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的照明装置的立体视图；

图2为图1的立体分解图；

图3为沿图1内A-A线的剖视图；

图4为图1所示的照明装置中灯体的立体分解图；

图5为光线在图3所示的透镜中的传播路径示意图；

图6为图1所示的照明装置中透镜的微结构俯视图；

图7为光线在图3所示的定位件中的传播路径示意图；

图8为本实用新型另一实施例提供的照明装置示意图；

图9为本实用新型另一实施例提供的照明装置示意图；

图10为本实用新型另一实施例提供的照明装置示意图；

图11为本实用新型另一实施例提供的照明装置示意图；

图12为本实用新型另一实施例提供的照明装置示意图；

附图标记说明：100—照明装置，1—灯体，11—灯头，12—壳体，13—驱动电源组件，14—均热板，15—固定件，151—凸起，2—发光组件，21—发光单元，22—基板，23—圆孔，3—透镜，31—侧壁，311—第一光入射面，312—第一光出射面，313—第二光出射面，32—间隔壁，321—第二光入射面，322—第三光出射面，323—通孔，33—第一腔，34—第二腔，35—微结构，351—第一表面，352—第二表面，4—定位件，41—第三光入射面，42—第四光出射面，43—连接部，44—主体部，3a—透镜，312a—第一光出射面，313a第二光出射面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种照明装置100的实施例，该照明装置100包括：灯体1、与灯体1连接的发光组件2、设置于灯体1一端且与发光组件2相对的透镜3和位于透镜3内且与灯体1固定连接的定位件4。以下针对照明装置100内各个元件的结构及相互之间的连接关系作详细说明。

如图3及4所示，灯体1主要包括灯头11、与灯头11连接的壳体12、收容于壳体12内且与灯头11及发光组件2电性连接的驱动电源组件13、设置于壳体12内且位于驱动电源组件13上方的均热板14和连接于壳体12的固定件15。以下针对灯体1内的各个元件及相互之间的连接关系作详细说明。

灯头11包括导电端子(未标号)和具有外螺纹的导电套筒(未标号)。灯头11可以通过灯座(未图示)与外部电源(市电)连接，而使驱动电源组件13接收到外部电源。其中，灯头11的型号可以具体为E27、E14等。

壳体12的主体大致呈筒状，其可以是由具有绝缘和导热性能的塑料和金属制成，具体可以呈塑包铝/金属的样式。壳体12的一端与灯头11连接，在其内部还固定有驱动电源组13和均热板14和固定件15，壳体12的另一端与透镜3接触。

驱动电源组件13呈竖直放置且固定于壳体12内部，其包括一个基板及一个或多个安装在基板上并通过在基板内的布线而电性连接在一起的若干元器件(未图示)，这些元器件的例子包括但不限于LED驱动控制器芯片、整流芯片、电阻器、电容器、保险丝和线圈等。上述元器件可以设置与基板的一个侧面，或左右两个侧面上。这些元器件可以通过贴片或直插等方式安装于基板上。驱动电源组件13与发光组件2电性连接，驱动电源组件13可以驱动发光组件2上的发光单元21发光。

进一步的，在本实施例中，驱动电源组件13和发光组件2为两个独立的元件。当然，在其它可替换的实施方式中，驱动电源组件与发光组件还可以集成在一起(共用一个基板)形成一个独立元件。

均热板14设置于壳体12的内部，其下端承接于驱动电源组件13，上端与固定件15接触，均热板14由圆形的底面(未标号)以及垂直于底面边缘的若干侧壁(未标号)构成。

固定件15主体呈盖状，在固定件15中心的凸起151上设置有螺纹孔(未标号)，通过该螺纹孔可以与定位件4螺纹连接。当然在其它可替换的实施方式中，也可以通过在凸起151上设置外螺纹，在定位件4上设置螺纹孔，同样实现固定件15与定位件4之间的螺纹连接。

如图2和图4所示，发光组件2呈圆形的平板状，通过其中心位置的圆孔23套在灯体1的固定件15的中心位置的凸起151上，进而实现发光组件2与灯体1的连接。在本实施例中，之前所述的均热板14，固定件15和发光组件2可以共用两个螺钉进而固定在壳体12上。

发光组件2包括发光单元21和基板22，该基板22上具有导电线路(未图示)。若干发光单元21可以通过表面贴装工艺或插入式封装技术被安装在发光组件2的基板22的一个表面上。通过发光组件2上的导电线路，若干发光单元21之间相互电性连接。发光组件2的另一个表面上还可以电性连接驱动电源组件13，驱动电源组件13可以驱动发光单元21发光。发光组件2的圆孔23设置于基板22的中心位置，贯穿基板22的上下表面。发光单元21以及驱动电源组件13产生的热量可以由均热板14导热至壳体12，并通过壳体12的表面散热。优选地，发光单元21可以为发光二极管(LED)。在本实施例中，上述发光单元21的数量为多个，沿圆周方向均匀排列在基板22上。驱动电源组件13可以通过导线(未图示)电性连接至发光组件2的基板22上。

如图3和图5所示，透镜3为一种光学元件，其大致呈碗状，其包括侧壁31和连接侧壁31中下部之间的大致呈水平状的间隔壁32。间隔壁32的中心位置设有圆形的通孔323。侧壁31和间隔壁32共同构成了横截面大致呈矩形的第一腔33和横截面大致呈半圆形的第二腔34，发光组件2位于第一腔33中。透镜3上设有光入射面及光出射面。光入射面为透镜3第一腔33的内表面。具体地，光入射面包括第一光入射面311和第二光入射面321。第一腔33对应的侧壁31内表面为第一光入射面311，第一腔33对应的间隔壁32的表面为第二光入射面321。光出射面包括第一光出射面312、第二光出射面313和第三光出射面322，其中，透镜3的侧壁31的外表面为第一光出射面312，第二腔34对应的侧壁31内表面为第二光出射面313，第二腔34对应的间隔壁32的表面为第三光出射面322。其中，第二光出射面313及第三光出射面322为第二腔34的内表面。

如图3和图7所示，定位件4设置在透镜3内，且位于透镜3的轴线位置，发光组件2以及灯体1位于透镜3的底部。定位件4为水晶结构，其也为一种光学元件。定位件4包括连接部43及主体部44。主体部44设有第三光入射面41、第四光出射面42。杆状的连接部43的端头位置设置有螺纹(未图示)，同时在固定件15的凸起151上设置有螺纹孔(未图示)。定位件4的连接部43穿过透镜3的间隔壁32的通孔323而与灯体1的固定件15螺纹连接，定位件4与灯体1连接的同时进一步将透镜3固定在灯体1上。

如图5和图6所示，侧壁31的外表面，即第一光出射面312上还设置有微结构35，上述微结构35具有多个棱面，可以具体是棱锥体或者是棱台体。另外，为了保证良好的出光效果，上述微结构35之间可以呈阵列状布满第一光出射面312。通过微结构35在透镜3上规则分布，进而产生全反射光得到晶莹剔透且规则的花纹排布发光效果。

如图6所示，微结构35具体为四棱锥体，四棱锥的表面包括第一表面351和第二表面352，其中，第一表面351的面积小于第二表面352的面积，第一表面351相对于第二表面352更接近于发光组件2。发光组件2的发光单元21发光时，通过增大进入第二表面352的光线的入射角，当光线在第二表面352上发生折射的时，减少折射光，增加反射光；同时更有利于光线在第一表面351上发生全反射，最终有利于增加反射光的量。另外，由于透镜3呈碗状，图5所示的透镜3上端碗口处的直径大，接近于碗底部分的直径小，还可以将上述第一表面351的底边长度设置成小于第二表面352的底边，进而方便上述形状的四棱锥呈阵列状布满透镜3的外表面。

通过上述微结构35的设计，发光单元21发出的光线由第一光入射面311发生折射后进入透镜3，进而在透镜3中继续传播至第一光出射面312，通过第一光出射面312上的微结构35，部分光线可以通过上述微结构35的第二表面352发生折射后出射、部分光线可以通过上述微结构35的第一表面351发生全反射，见图5箭头所示的方向。当然上述入射光线也可以全部发生折射；又或者是全部发生全反射等，在第一表面351发生全反射后的光线部分可以返回透镜3进而通过第二光出射面313折射或者全反射后出射。

光从光密介质射向光疏介质时，当入射角超过临界角时，折射光完全消失，只剩下反射光线，即发生全发射。该实施例提供的照明装置100通常是工作于空气中，透镜3的材料可以采用水晶、塑料等透光材料，其折射率均大于空气的折射率，相对而言透镜3称为光密介质，空气称为光疏介质。由于第一光出射面312上的微结构35通常包括有多个棱面，例如四棱锥是由底面的一个四边形和侧面的两个第一表面351和两个第二表面352构成，这样进入透镜3中的光线在通过微结构35的第二表面352时发生折射；通过微结构35的第一表面351时发生全反射，发生全反射后的光线大部分可以沿第二光出射面313折射后离开透镜3，其余的可以在透镜3中循环发生全反射和折射，直至所有的光线射出透镜3。

此外，定位件4为透光材料，如水晶，透光塑料等，发光单元21发出的光线由第二光入射面321入射进入间隔壁32，由第三光出射面322出射，进而再进入第三光入射面41，最终由第四光出射面42出射，第四光出射面42设置有多个棱面，以便光线通过第四光出射面42上的棱面进而折射后出射产生璀璨的发光效果，见图7。

本实用新型实施例提供的照明装置100，通过将透镜3上设置侧壁31和间隔壁32，以及将定位件4设置成伞状，发光单元21发出的光通过透镜3时，一部分光由中心的定位件4璀璨出光，两侧光则经过透镜3，部分折射、部分全反射。折射光产生璀璨出光效果，全反射光得到晶莹剔透且规则的花纹排布发光效果，给人以高档次感觉，区别以往的照明装置效果。

此外，本实用新型实施例提供的照明装置还可以作为筒灯应用，例如在透镜的第一光出射面上设置反光材料，具体可以在水晶体的透镜的第一光出射面上电镀，镀层可以为氟化镁、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化硅等。

在另一种筒灯的实施方式中，还可以在所述透镜的第一光出射面外侧设置镜面反射器，未图示，该镜面反射器的外形尺寸与透镜的外形尺寸相适应，例如透镜为碗状时，镜面反射器同样为碗状，且尺寸大于透镜的尺寸且位于透镜的外部，进而使整个照明装置沿透镜的碗口方向产生更佳的发光效果。

另外，本实用新型实施例提供的照明装置光学结构简单，适合大批量生产，可单独使用透镜或利用透镜的光路原理应用到其它的照明装置设计中，达到以往照明装置无法实现出的光学效果。

在图1至图7所示的实施例中，透镜的主体呈封闭的环状，根据本实用新型的照明装置实现原理，透镜的形状可以有其他的多种变化形式，例如将图5所示的透镜沿直线或者曲线方向延伸，即可得到拉伸型的透镜。具体如图8所示，在本实用新型另一实施例提供的照明装置中，上述照明装置具体为吊灯，吊灯的透镜3a整体呈拉长型，此时，透镜3a的外表面为第一光出射面312a、透镜3a的内表面为第二光出射面313a，第一光出射面312a上的微结构未图示，发光组件以及发光单元可以位于所述透镜3a的底部沿透镜3a的长度方向排列。

另外，本实用新型实施例提供的照明装置中的透镜，根据其结构不同，还可以产生多种不同外观形状，具体可应用于如图9所示的G泡灯；如图10所示的烛泡灯；如图11所示的环形拉伸吊灯；如图12所示的单头吊灯，当然还可以应用在球泡灯，筒灯等其他的一些照明装置中。

以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。