二次光学透镜及投光灯的制作方法

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种能用于公路，譬如收费站、停车场的二次光学透镜及包括所述二次光学透镜的投光灯。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的具体实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

led作为新一代的光源，其二次光学设计尤为重要。其中遇到的最大难题就是led是面光源，区别于传统光源，其光学设计也比传统光源要困难。

为提高光效，光源一般由几颗led串联而成，对于这种光源，如果透镜结构设计不当，很容易出现黄斑、光斑等不良现象，若此类光源应用于实际的活动场所，会给人带来很差的视觉效果。

对于小角度投光灯，若收光效果不好，大角度光线较多，会造成光能浪费，同时还会导致光侵入、光污染等不良效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种能解决上述技术问题的二次光学透镜及包括所述二次光学透镜的投光灯。

一种二次光学透镜，设置于led光源的出光方向，其包括基体，所述基体包括底表面以及与底表面平行相对的上表面，所述二次光学透镜还包括透镜部及位于所述透镜部一侧的遮光部，所述透镜部包括入光面以及出光面，所述入光面自所述底表面向所述上表面凹设形成，所述出光面自所述上表面凸出，所述遮光部自所述上表面凸出的高度大于所述透镜部自所述上表面凸出的高度，定义所述基体的宽度方向为第一方向，所述透镜部自所述出光面的顶点沿第一方向的剖面宽度小于或者等于所述遮光部自所述第一方向延伸的长度。

在一个优选实施方式中，所述遮光部包括自所述上表面凸出的连接部以及自所述连接部远离所述上表面的一端分隔形成的第一遮光板及第二遮光板，所述第一遮光板及第二遮光板分别呈倒u型形状，所述第一遮光板与第二遮光板之间形成凹槽。

在一个优选实施方式中，所述二次光学透镜还包括自所述底表面向所述第二遮光板顶部开设形成的槽体，所述槽体包括的内表面为全反射面。

在一个优选实施方式中，所述第一遮光板包括连接所述出光面及所述上表面的第一反射面、与所述第二遮光板连接的第二反射面以及连接第一反射面及第二反射面之间的第一光出射面，第一反射面与所述上表面垂直。

在一个优选实施方式中，所述第二遮光板包括与所述第一遮光板连接的第二光出射面以及连接所述上表面与所述第二光出射面的第三反射面，所述第二光出射面为粗糙化表面，所述第二光出射面及所述第二反射面连接构成所述凹槽。

在一个优选实施方式中，所述槽体的深度大于所述凹槽距离所述底表面的高度。

在一个优选实施方式中，所述入光面长轴直径大于所述出光面的长轴直径。

在一个优选实施方式中，所述底表面设置有至少两个定位柱。

在一个优选实施方式中，所述第一遮光板及第二遮光板的顶部均为弧形面。

本发明还涉及一种投光灯。

一种投光灯，其包括电路板、设置在电路板上的led以及二次光学透镜，所述二次光学透镜为如上任意一项所述的二次光学透镜，所述led对应所述二次光学透镜包括的入光面设置。

综上所述，本发明提供的二次光学透镜及由所述二次光学透镜形成的投光灯，由于是在所述二次光学透镜的一侧设置遮光部，利用遮光部调整从led发出的大角度光线的出射角度，使其偏向所述透镜部出射，如此，能实现较好地聚光效果，避免大角度的光线过于发散而影响视角。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例/方式技术方案，下面将对实施例/方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例/方式，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。

图1为本发明一实施方式提供的二次光学透镜的立体结构图。

图2为图1所示的二次光学透镜的另一方向的立体结构图。

图3为图1提供的二次光学透镜沿iii-iii方向的分解示意图。

图4为图1提供的二次光学透镜的沿iv-iv方向的分解示意图。

图5为本发明又一实施例提供的投光灯的结构示意图。

图6为图5提供的投光灯的光路示意图。

图7为图5提供的投光灯的光通量效果示意图。

图8为现有技术中的投光灯的光通量效果示意图。

主要元件符号说明

投光灯200

二次光学透镜100

基体1

底表面10

上表面12

遮光部2

透镜部3

入光面31

出光面32

连接部20

第一遮光板22

第二遮光板24

凹槽26

槽体101

内表面103

第一反射面220

第二反射面222

第一光出射面224

第二光出射面240

第三反射面242

定位柱105

电路板4

led5

定位孔40

光线l1、l2、l3、l4

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，图1为本发明一实施方式提供的二次光学透镜100，设置于led5光源的出光方向。所述二次光学透镜100的材质为透光亚克力(pmma)或者聚碳酸酯(pc)等。所述二次光学透镜100经注塑成型形成。

所述二次光学透镜100包括基体1，所述基体1包括底表面10以及与底表面10平行相对的上表面12。所述二次光学透镜100还包括透镜部3及位于所述透镜部3一侧的遮光部2。所述遮光部2用于调整从led5发出的大角度光线的出射角度，使其偏向所述透镜部3的一侧出射，从而较好地实现所述led5光源的聚光效果。

请参阅图2，具体地，所述透镜部3包括入光面31以及出光面32，所述入光面31自所述底表面10向所述上表面12凹设形成，所述出光面32自所述上表面12凸出。

所述遮光部2自所述上表面12凸出的高度大于所述透镜部3自所述上表面12凸出的高度，所述led5出射的光线。

请参阅图3及图4，定义所述基体1的宽度方向为第一方向(图1中的剖面线iv-iv方向)，所述透镜部3自所述出光面32的顶点沿第一方向的剖面宽度小于或者等于所述遮光部2自所述第一方向延伸的长度。

所述入光面31长轴直径大于所述出光面32的长轴直径(图1中的剖面线iii-iii方向剖视后得到的直径)。如此设置，是为了利用所述遮光部2调整从led5发出的大角度光线的出射角度，也即，大角度的光线能入射至所述遮光部2，经所述遮光部2的反射及折射后出射。

在本实施方式中，遮光部2包括底部相连、上部并排设置的两个遮光板。两个间隔排列的遮光板能更好地调整光线的出射角度，提高光线的利用率。具体地，所述遮光部2包括自所述上表面12凸出的连接部以及自所述连接部远离所述上表面12的一端分隔形成的第一遮光板22及第二遮光板24，所述第一遮光板22及第二遮光板24分别呈倒u型形状，所述第一遮光板22与第二遮光板24间隔形成凹槽26。

所述二次光学透镜100还包括自所述底表面10向所述第二遮光板24顶部开设形成的槽体101，所述槽体101包括的内表面103为全反射面。所述槽体101的内表面103构成能对大角度光线进行反射的反射面。

所述第一遮光板22包括连接所述出光面32及所述上表面12的第一反射面220、与所述第二遮光板24连接的第二反射面222以及连接第一反射面220及第二反射面222之间的第一光出射面224，所述第一光出射面224为粗糙化表面，第一反射面220与所述上表面12大致垂直。

所述第二遮光板24包括与所述第一遮光板22连接的第二光出射面240以及连接所述上表面12与所述第二光出射面240的第三反射面242。所述第三反射面242大致与所述上表面12垂直，第三反射面242为全反射面，入射至第三反射面242的光线均使其实现全反射，避免光线从其表面出射，实现了遮光效果。

所述第二光出射面240为粗糙化表面。所述第二光出射面240及所述第二反射面222连接构成所述凹槽26。所述凹槽26大致呈v型形状。将所述第一光出射面224及第二光出射面240均设置为粗糙化表面，譬如磨砂表面，是为了萃取光线，使光线经过第二反射面222或者第三反射面242的反射后即从所述第一光出射面224或者第二光出射面240出射，尽量避免或者减少光线在所述第一光出射面224及第二光出射面240发生全反射。

所述槽体101的深度大于所述凹槽26距离所述底表面10的高度。如此设置，是为了使大角度的光线均能经过所述凹槽26的反射后出射，依次调整大角度光线的出射角度。

所述底表面10设置有至少两个定位柱105。所述定位柱105是方便将所述二次光学透镜100安装设置于电路板4。

在本实施方式中，所述第一遮光板22及第二遮光板24的顶部均为弧形面，弧形面也是能调整出射光线的角度。

请参阅图5-7。图5为本发明又一实施例提供的投光灯200的结构示意图。所述投光灯200包括电路板4及设置在电路板4上的多个led5。led5可以在所述电路板4上呈阵列排列。只要使每个led5对应所述二次光学透镜100的入光面31设置即可。在本实施方式中，所述led5在所述电路板4上呈条状排列，且电路板4上设置有与所述二次光学透镜100包括的定位柱105相对应的定位孔40。以方便所述二次光学透镜100的快速组装。

请参阅图6，图6为图5提供的投光灯200的其中一个led5的光路示意图。如图所示，led5发出的光线大致可以分为四部分。第一部分光线是经所述入光面31折射及所述出光面32折射后出射，譬如图中示意的光线l1；第二部分光线是经所述入光面31折射、第一反射面220反射及所述出光面32折射后出射，譬如图中示意的光线l2；第三部分光线是经所述入光面31折射、第二反射面222反射及所述第一光出射面224折射后出射，譬如图中示意的光线l3；第四部分光线是经所述入光面31折射、所述槽体101的内表面103的反射及所述第二光出射面240折射后出射，譬如图中示意的光线l4。如此，通过遮光部2实现了led5出射光线的收拢会聚，使投光灯200有较好地聚光效果。

图7为图5提供的投光灯200包括的一个led5及与led5对应的二次光学透镜100形成的照明单元的光通量效果示意图。

图8为现有技术中的投光灯200包括的一个led5及与led5对应的二次光学透镜100形成的照明单元的光通量效果示意图，现有技术的二次光学透镜100仅包括透镜部3、不包括遮光部2。通过比较发现，本发明的二次光学透镜100由于包括遮光部2，从而聚光更合理，光线利用率更高，光效更好。

综上所述，本发明提供的二次光学透镜100及由所述二次光学透镜100形成的投光灯200，由于是在所述二次光学透镜100的一侧设置遮光部2，利用遮光部2调整从led5发出的大角度光线的出射角度，使其偏向所述透镜部3出射，如此，能实现较好地聚光效果，避免大角度的光线过于发散而影响视角。这种投光灯200用于需要聚光的场合，譬如停车场出入口、收费站出入口，由于有所述遮光部2对大角度光线的调整，以防止光线从所述二次光学透镜100的透镜部3透射至人眼，从而不会对驾驶员造成眩光。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个装置也可以由同一个装置或系统通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。