本发明属于led光学系统配件的技术领域，具体涉及一种线条灯的配光透镜。
背景技术
led照明芯片已经是较为广泛应用的照明技术，led芯片经过初步的封装后已经完成了初次配光，由封装组件完成，初次配光后具有一定的随机设计的发光角度，在应用于照明灯具上时，往往还需要再次配光，即二次配光，以根据具体照明场景的应用需求完成配光设计，比如室内照明、路灯照明、舞台照明、景观照明等。
目前有部分led灯具的应用领域有“洗墙灯”，所谓洗墙灯，是一种将照明光照射在墙面上的照明方式，多见于建筑外墙照明、景观照明等，通常是将光线尽量平行于墙面照射，使得在墙面上形成特定的光斑、光照效果，通常光斑效果越佳，光照效果越好。
技术实现要素：
本发明的目的在于设计一种新的主要应用于洗墙照明的线条灯的配光透镜。
为实现本发明目的所采用的技术方案为：一种线条灯的配光透镜，所述透镜的本体为一体成型，包括：
透镜的底面，底面上设有入射光腔，腔体自底面向透镜本体内凹成型，腔壁形成为光的入射面；
透镜的弧形上表面为椭圆柱的部分侧表面，具体为椭圆柱被平行于轴线方向的平面所截取的部分侧表面；弧形上表面为光的出射面；弧形上表面的两端延伸至与底面交接；弧形上表面上设有若干条状纹路，条状纹路在弧形上表面上沿弧形方向两端延伸；
还包括位于弧形上表面两侧的扇形曲面，该扇形曲面形成为，一条端点在所述底面上的曲线段以位于底面上且经过其端点的直线作为轴线旋转所形成的轨迹面；所述曲线段自底面端点处斜向上延伸，且其斜率随着延伸过程逐渐增大；所述曲线段沿两边方向旋转至与底面交接；弧形上表面两侧的两个扇形曲面相互对称，且随着曲线段向上延伸，两个扇形曲面对称点之间的距离逐渐变大；扇形曲面形成为光的反射面；
所述弧形上表面与底面之间的垂直高度大于扇形曲面与底面之间的垂直高度，在弧形上表面与扇形曲面之间为过渡面，过渡面为非光学面；
所述入射光腔的腔壁包括第一入射面和第二入射面，所述第一入射面形成为圆环体朝向环心内侧的部分表面，具体为圆环体朝向环心内侧的表面被平行于圆环体轴线的平面所截取的部分表面；第一入射面的两端沿所述弧形上表面的两端方向逐渐延伸靠近底面至与底面交接；第二入射面位于第一入射面的两侧，两侧的两个第二入射面相互对称，第二入射面连接于第一入射面和底面之间。
优选的，所述第二入射面为平面。
优选的，所述弧形上表面的两端宽度大于或等于扇形曲面的两端宽度。
优选的，所述弧形上表面以垂直于底面且经过所述曲线段所旋转围绕的轴线的平面作为对称面，弧形上表面在该对称面的两侧相互对称。
优选的，所述入射光腔与底面的垂直高度小于扇形曲面与底面的垂直高度。
优选的，所述过渡面为平面，且垂直于底面。
优选的，所述底面上设有突出于底面的卡柱。
优选的，所述底面上设有突出于底面的卡槽。
优选的，所述弧形上表面为通过将马鞍形曲线沿一个方向拉伸而成的曲面。
本发明的有益效果为：透镜与墙面垂直的方向的截面为一个顶部为条状微结构的透镜单元，光线由光源出发入射到透镜内后经过透镜单元的反射面反射后准直出射，再由顶部条状微结构扩散柔光，使得透镜能够洗得较高同时也能照亮墙面底部。
附图说明
图1为本发明实施例透镜的立体结构图
图2为本发明实施例透镜从底面方向观察的立体结构图
图3为本发明实施例透镜的剖视图
图4为本发明实施例透镜的底面视图
图5为本发明实施例透镜的俯视图
图6为本发明实施例透镜的侧视图
图7为图6中的q部放大图
图8为本发明实施例透镜的前视图
图9为本发明实施例透镜沿zx方向截面的光路图
图10为本发明实施例透镜沿前视方向的结构透视图
图11为本发明实施例透镜沿zy方向的光路图
图12为本发明实施例透镜的光路模拟图
图13为本发明另一种实施例透镜的结构及其光路示意图
图14为本发明又一种实施例透镜的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1至图8所示，为本发明一种实施例，即一种线条灯的配光透镜，所述透镜的本体为一体成型，包括底面5、入射光腔、弧形上表面4、扇形曲面3、过渡面6、卡柱51和卡槽52，所述入射光腔的内腔壁为光的入射面，其包括第一入射面1和第二入射面2。
具体的，底面5上设置所述入射光腔，腔体自底面向透镜本体内凹成型，腔壁形成为光的入射面，光腔位于底面中心位置，光腔内用于放置led光源。
透镜的弧形上表面4，形成为椭圆柱的部分侧表面，具体为椭圆柱被平行于轴线方向的平面所截取的部分侧表面；弧形上表面4为光的出射面。
弧形上表面4的两端延伸至与底面5交接；弧形上表面4上设有若干条状纹路，条状纹路在弧形上表面4上沿弧形方向两端延伸；
位于弧形上表面4两侧的扇形曲面3，该扇形曲面形成为，一条端点在所述底面上的曲线段以位于底面上且经过其端点的直线作为轴线旋转所形成的轨迹面；所述曲线段自底面端点处斜向上延伸，且其斜率随着延伸过程逐渐增大；所述曲线段沿两边方向旋转至与底面交接。
弧形上表面4两侧的两个扇形曲面3相互对称，且随着曲线段向上延伸，两个扇形曲面3对称点之间的距离逐渐变大；扇形曲面3形成为光的反射面。
弧形上表面4与底面5之间的垂直高度h大于扇形曲面3与底面5之间的垂直高度h，在弧形上表面4与扇形曲面3之间为过渡面6，过渡面6为非光学面，即其结构的作用在于过渡连接，其结构的改变几乎不会对本发明的透镜配光效果产生明显的影响。
入射光腔的腔壁包括第一入射面1和第二入射面2，第一入射面1形成为圆环体朝向环心内侧的部分表面，具体为圆环体朝向环心内侧的表面被平行于圆环体轴线的平面所截取的部分表面。
第一入射面1的两端沿所述弧形上表面4的两端方向逐渐延伸靠近底面5直至与底面5交接。
第二入射面2位于第一入射面1的两侧，两侧的两个第二入射面2相互对称，第二入射面2连接于第一入射面1和底面5之间，第二入射面为平面。
弧形上表面4的两端宽度大于或等于扇形曲面3的两端宽度。
弧形上表面4以垂直于底面且经过所述曲线段所旋转围绕的轴线的平面作为对称面，弧形上表面4在该对称面的两侧相互对称。
入射光腔与底面5的垂直高度小于扇形曲面3与底面5的垂直高度。
过渡面6为平面，且垂直于底面5。
底面上设有突出于底面的卡柱51，还设有突出于底面的卡槽52。
如图3、图4和图9所示，建立空间直角坐标系xyz，原点o位于底面所在平面上，且位于光腔口部位置的中心。本发明的透镜在洗墙应用安装时，一种应用方法为，z轴方向朝向上方，y轴方向平行于墙面，x轴方向垂直墙面。
图7为图6中的q部放大图，从图中可以看出弧形上表面4上分布的规则条状纹路结构。
图9所示，沿xz平面的截面，光线从第二入射面2折射入透镜内部，并经扇形曲面3的(全)反射后从上方的弧形上表面4准直射出，弧形上表面4表面上的纹路起到扩散柔光的作用。将xz平面以x轴作为旋转轴线，旋转不同角度所截取的截面是大致相同的，除了过渡面6的厚度会随着旋转角度变大而变小。该轴所在位置为光源位置。这种设计方法使得平行墙面方向的光色均匀，适合灯珠内不同颜色芯片平行与墙面的封装方式。
图10是一种结构的透视图，图中可看到在zy平面内，第一入射面1具有一定的厚度d。
图11是图10视角的光路图，光线在出射时被适当地做了汇聚光线，提升洗墙的高度。
根据图10和图11，具体的洗墙原理如下图所示：第一入射面1为入射面的顶部，第二入射面2为侧面入射面。光线经过透镜分为两个部分进行折射：一部分从第一入射面1入射后从弧形上表面4出射；另一部分从第二入射面2入射，经过扇形曲面3全反射后，再从弧形上表面4准直出射。平面6为连接过渡面，平面5为底平面。通过在弧形上表面4设置波浪形的结构，可以实现在波浪形方向上形成混光；而垂直于波浪形的方向，则实现准直光出射。
如图12所示，为弧形上表面4和第一入射面1经过垂直于x轴的平面所截取的曲线动态示意图。从该图可知，光线在yz平面上是一收窄的过程，收窄的程度由弧形上表面4的截面线41来控制，同时保持顶部第一入射面1的入光面11不改变，即顶部入光面为圆拱形结构，这样就不会改变侧入到全反射面上的光线的准直性能。
如图13所示，透镜在经过x轴的平面所截取的曲线是一个类似全反射透镜的结构。本实施例中，全反射面为xz平面上一条从底部向上扩展的曲线围绕x轴旋转扫略形成的扇形曲面，因此透镜被经过x轴的平面所截取的曲线的外侧曲线31为一相同的全反射面；而同时透镜的第二入射面2为圆形或半圆形平面或者经过x轴的平面所截取的曲线为相同的从顶部向下逐渐扩展的曲线。
因此在图13中，对所有经过x轴的平面所截取的侧面曲线21从底部开始的部分都是相同的，只是上部分有的长有的短，但对应于与光轴夹角较大的光线，光线在不同截面上的路径是相同的，均为经过侧面曲线21折射后从侧曲线31全反射，从弧形上表面4出射。由于弧形上表面4为yz平面上的平滑曲线沿x轴拉伸得到的曲线，这样的结果是弧形上表面4在经过x轴的平面所截取的曲线均为一平直的直线，区别是这条直线的高度有所不同。
然而，本实施例中限定弧形上表面4所有点都在第二入射面2的上方。由于被曲面21准直的光线后，从弧形上表面4透过的光路，随着曲线41的位置高度不同是不会变化的，因此只要弧形上表面4的曲面都在第二入射面2的上方，所有经过x轴的平面上的出射光线都会垂直于曲线41出射。此外，只要弧形上表面4的曲面都在第二入射面2的上方，从曲线31入射的与光轴夹角最小的那根光线211都能够进入曲线21，那么所有的从侧入射面入射的光线都会被准直出射，多余的透镜厚度通过曲线61连接即可。
如图14所示，为本发明的另一种实施方式，其跟上述实施方式的不同之处在于，其底面是平整的，没有卡柱和卡槽。对于底面上是否增加附件结构或凹入结构，对本发明的配光效果不造成实质影响，因为底面不是光学面，不管其底面上作何结构改变，都属于本发明的范畴。
本实施例的有益效果为：透镜与墙面垂直的方向的截面为一个顶部为条状微结构的透镜单元，光线由光源出发入射到透镜内后经过透镜单元的反射面反射后准直出射，再由顶部条状微结构扩散柔光，使得透镜能够洗得较高同时也能照亮墙面底部。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。