一种照射角度可调的透镜组件、灯具及其调光方法与流程

本发明涉及照明灯具领域，具体而言，涉及一种照射角度可调的透镜组件、灯具及其调光方法。

背景技术：

现有的照明灯具大多只有具有聚光照明或泛光照明方式中的一种，其光源与光杯(或透镜)之间的间距是相对固定的，功能单一，制约了照明灯具的使用场景。

市面上出现的一些可调整配光角度的灯具，大多通过调整透镜和光源之间的相对轴向距离，以实现变焦变角度，如申请号为的200710125327.1的中国专利申请公开的“调光灯具及调光方法”，其通过调节装置调节位于第一反射杯和光源之间的第二反射杯的位置，使光源所发出的光主要照射在第一反射杯上还是第二反射杯上，从而实现相应的远距照明或近距照明。

上述调节方式在不更换光杯(或透镜)的情况下来调整配光角度，为调整轴向距离，需要做复杂的变焦定位结构，使得整个灯具结构复杂，体积较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服背景技术的缺点，提供一种通过旋转调整的方式来调整配光角度的透镜、灯具及调光方法，结构简单且调整方便。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种照射角度可调的透镜组件，包括透镜组件a和透镜组件b；

所述透镜组件a上环绕中点圆周阵列状设置有若干数量相等的泛光型透镜和聚光型透镜，且所述若干泛光型透镜和若干聚光型透镜依次交替设置；

所述透镜组件b上环绕中点圆周阵列状设置有若干聚光部和用于混光的微结构部，聚光部数量和微结构部数量均与泛光型透镜数量相等，所述若干聚光部和若干微结构部依次交替设置；

所述透镜组件a和透镜组件b之间绕一组同时穿过透镜组件a的中点和透镜组件b的中点的轴线可转动地连接；当经聚光型透镜汇聚的光穿过微结构部时，经泛光型透镜的光穿过聚光部。

在一些优选实施方式中，所述若干聚光部设于透镜组件b的入光面或出光面。

在一些优选实施方式中，所述若干微结构部设于透镜组件b的入光面或出光面。

在一些优选实施方式中，所述聚光部为设于透镜组件b上的凸面结构或菲涅尔锯齿结构。

在一些优选实施方式中，所述微结构部为设于透镜组件b上的凸点结构或凹点结构或磨砂结构。

在一些优选实施方式中，所述聚光型透镜为准直透镜。

在一些优选实施方式中，所述聚光型透镜和泛光型透镜均呈光杯状，且聚光型透镜的外壁和泛光型透镜的外壁均为全反射曲面。

一种灯具，所述灯具内使用了上述的照射角度可调的透镜组件。

一种上述的灯具的调光方法，经聚光型透镜汇聚的光与聚光型透镜的光轴之间的夹角小于经泛光型透镜出射的光与泛光型透镜的光轴之间的夹角；

当需要大角度近距离照射时，相对旋转透镜组件a和透镜组件b，使若干聚光型透镜的出光面与若干聚光部一一对应，若干泛光型透镜的出光面与若干微结构部一一对应；经聚光型透镜汇聚的光在聚光部发生大角度折射后射出，且泛光型透镜出射的光在微结构部小角度折射后射出；

当需要小角度远距离照射时，相对旋转透镜组件a和透镜组件b，使若干聚光型透镜的出光面与若干微结构部一一对应，若干泛光型透镜的出光面与若干聚光部一一对应；经聚光型透镜汇聚的光在微结构部发生小角度折射后射出，经泛光型透镜的光在聚光部大角度折射后射出。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

在本发明的照射角度可调的透镜组件中，通过相对旋转透镜组件a和透镜组件b，使泛光型透镜和聚光型透镜可分别与微结构部和聚光部择一组合配光，使使用该可调的透镜组件的灯具可具有大角度近距离照射和远距离小角度照射两种配光模式；相较于通过调整透镜和光源之间的相对轴向距来调整配光角度，调整更加方便，结构更加简单，更利于灯具的小型化。

附图说明

图1为本发明的照射角度可调的透镜组件和灯具在状态1下的结构示意图；

图2为本发明的照射角度可调的透镜组件和灯具在状态2下的结构示意图；

图3为本发明的照射角度可调的透镜组件和灯具在状态1下的光路原理图；

图4为本发明的照射角度可调的透镜组件和灯具在状态2下的光路原理图；

图5为本发明实施例2提供的照射角度可调的透镜组件和灯具的结构示意图；

图6为本发明实施例3提供的照射角度可调的透镜组件和灯具的结构示意图；

图标：1-透镜组件a，11-泛光型透镜，111-第一全反射曲面，112-第一聚光凸面，113-第一入光面，12-聚光型透镜，121-第二全反射曲面，122-第二聚光凸面，123-第二入光面，2-透镜组件b，21-聚光部，211-中心凸面，22-微结构部，3-光源。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1至5所示，本实施例提供一种照射角度可调的透镜组件，包括透镜组件a1和透镜组件b2。

所述透镜组件a1上环绕中点圆周阵列状设置有若干数量相等的泛光型透镜11和聚光型透镜12，在本实施例中，透镜组件a1呈圆盘状，其上设有3组泛光型透镜11和3组聚光型透镜12，3组泛光型透镜11和3组聚光型透镜12可与透镜组件a1一体成型，亦可采用可拆卸式的连接方式安装。

在本实施例中，如图1和图2所示，所述泛光型透镜11和聚光型透镜12外形轮廓均呈光杯形状，且聚光镜透镜的外壁和泛光型透镜11的外壁均为全反射曲面，即泛光型透镜11的外壁面为第一全反射曲面111，聚光型光杯12的外壁面为第二全反射曲面121，泛光型透镜11的出射光线与其自身光轴之间的夹角为30°～90°之间的大角度类型，聚光型透镜12的出射光线与其自身光轴之间的夹角为0°到30°之间，因此，在一些优选实施例中，所述聚光型透镜12可选用准直透镜。

此外，如图1和图2所示，所述泛光型透镜11透镜的底部设有入光孔，入光孔孔底为第一聚光凸面112，入光孔的侧壁为第一入光面113；所述聚光型透镜12的底部同样设有入光孔，入光孔的底部为第二聚光凸面122，入光孔侧壁为第二入光面123。

在一些优选实施例中，所述泛光型透镜11的第一聚光凸面112和聚光型透镜12的第二聚光凸面122均可凹面，亦可为菲涅尔锯齿面。

所述3泛光型透镜11和3聚光型透镜12绕透镜逐渐a1的圆盘中心呈圆周阵列布置，且3泛光型透镜11和3聚光型透镜12间隔均匀地交替设置。

所述透镜组件b2呈圆盘状，其表面上环绕圆盘的中点圆周阵列状设置有3组聚光部21和3组用于混光的微结构部22，即聚光部21数量和微结构部22数量均与泛光型透镜11数量相等，所述3聚光部21和3微结构部22依次间隔均匀地交替设置。

所述3组聚光部21和3组所述微结构部22均可与透镜组件b2一体成型，透镜组件b2的表面可为平面或弧面，且3组聚光部21和3组所述微结构部22可任意设再所述透镜组件b2的入光面或出光面上，即：在所述若干聚光部21设于透镜组件b2的入光面或出光面的同时，所述若干微结构部22也可设于透镜组件b2的入光面或出光面。

所述聚光部21为设于透镜组件b2上的凸面结构或菲涅尔锯齿结构，本实施例中为菲涅尔锯齿结构，所述微结构部22可为设于透镜组件b2上的凸点结构或凹点结构或磨砂结构，本实施例中为凸点微混光结构。

每组聚光部21和微结构部22所在区域均呈圆形，且聚光部21所在圆形区域的大小、微结构部22所在圆形区域的大小与泛光型透镜11出光面大小及聚光型透镜12的出光面大小均保持一致。

所述透镜组件a1和透镜组件b2之间绕一组同时穿过透镜组件a1的中点和透镜组件b2的中点的轴线可转动地连接，当3组聚光型透镜12汇聚的光各穿过一组微结构部22时，3组泛光型透镜11的光各穿过一组聚光部21；旋转60°，当3组聚光型透镜12汇聚的光各穿过一组聚光部21时，3组泛光型透镜11的光各穿过一组微结构部22。

实施例2

如图5所示,本实施提供一种灯具，所述灯具内使用了上述的照射角度可调的透镜组件，每组泛光型透镜11的入光孔和聚光型透镜12的入光孔内均设有led型的光源3。

实施例3

如图6所示,本实施提供一种灯具，所述灯具内使用了上述的照射角度可调的透镜组件，与实施例2不同的是，本实施例中：

两组或两组以上的聚光部21组成一组聚光单元，具体到本实施例中为3组聚光部21组成一组聚光单元,其组合成的聚光单元的形状并不局限与图6所示的三角形,还可为正方形、圆形或其他不规则形状等；

同理，两组或两组以上的微结构部22组成一组微结构单元，具体到本实施例中为3组微结构部组成一组微结构单元,其组合成的微结构单元的形状并不局限与图6所示的三角形,还可为正方形、圆形或其他不规则形状等；

同理，两组或两组以上的泛光型透镜11组成一组泛光型透镜单元,具体到本实施例中为3组泛光型透镜11组成一组泛光型透镜单元,其组合成的泛光型透镜单元的形状并不局限于三角形,还可为正方形、圆形或其他不规则形状等；

同理，两组或两组以上的聚光型透镜12组成一组聚光型透镜单元,其组合成的聚光型透镜单元的形状并不局限于三角形,还可为正方形、圆形或其他不规则形状等；

若干组泛光型透镜单元和若干组聚光型透镜单元环绕透镜组件a1的圆心圆周阵列，且若干组泛光型透镜单元和若干组聚光型透镜单元交替设置，若干组聚光单元和若干组微结构单元环绕透镜组件b2的圆心圆周阵列，且若干组聚光单元和若干组微结构单元依次交替设置；

本实施例中，通过将实施例2中的每组聚光部21、每组微结构部22、每组泛光型透镜11和每组聚光型透镜12分别等效于本实施例中的聚光单元、微结构单元、泛光型透镜单元和聚光型透镜单元，作用原理与实施例2一致，在此不再赘述。

此外，每组泛光型透镜11的入光孔和聚光型透镜12的入光孔内均设有led型的光源3。

实施例4

如图1至5所示，本实施例公开一种实施例2中的灯具的调光方法；

如图3和图4所示，由于泛光型透镜11和聚光型透镜12的光学性能不同，经聚光型透镜12汇聚的光与聚光型透镜12的光轴之间的夹角小于经泛光型透镜11出射的光与泛光型透镜11的光轴之间的夹角。

如图3所示，作为状态1，当需要大角度近距离照射时，相对旋转透镜组件a1和透镜组件b2，使图中左侧的每组聚光型透镜12的出光面与一组聚光部21一一对应，同时右侧的每组泛光型透镜11的出光面与一组微结构部22一一对应；

左侧光源3发出的光，通过聚光型透镜12的第二入光面123折射后，通过第二全反射曲面121全反射，光线出射方向与聚光型透镜12的光轴夹角较小，接近于平行，经过透镜组件b2的聚光部21，光线发生大角度折射，偏离光轴，最终往大角度方向射出；另一部分光经过第二聚光凸面122聚光折射后，与光轴夹角较小，接近于准直光，再经过菲涅尔锯齿结构的聚光部21中心的中心凸面211时，产生折射，其光线发生大角度折射，使得光线往大角度方向射出；

右侧光源3发出的光，通过泛光型透镜11的第一入光面113折射以后，通过第一全反射曲面11全反射，光线出射方向偏离泛光型透镜11的光轴，且与光轴夹角较大，再经过透镜组件b2的微结构部22进行折射混光，光线发生轻微折射以后仍然往大角度方向射出，另一部分光经过入光孔底部的第一聚光凸面112的折射后，光线出射方向偏离泛光型透镜11的光轴，且与光轴夹角较大，再经透镜组件b2的微结构部22的折射混光，光线发生轻微折射以后往大角度方向射出，经3组泛光型透镜11和3组聚光型透镜12的两种类型配光角度组合成最大配光角度，适合大角度短距离照明。

如图4所示，作为状态2，当需要小角度远距离照射时，相对旋转透镜组件a1和透镜组件b2，相对于状态1，旋转了60°后，使若干聚光型透镜12的出光面与若干微结构部22一一对应，若干泛光型透镜11的出光面与若干聚光部21一一对应；

左侧的光源3发出的光，通过聚光型透镜12的第二入光面123的折射以后，通过第二全反射曲面121全反射，光线出射方向基本平行于聚光型透镜12光轴，再经过透镜组件b2的微结构部22折射后，光线轻微偏离光轴，最终往光轴小角度方向射出，另一部分光经过第二聚光凸面122的聚光折射后，接近于准直光束，再经过透镜组件b2中微结构部22进行二次折射混光，使得光线轻微折射，最终往光轴小角度方向射出。

右侧的光源3发出的光，通过泛光型透镜12的第一入光面113折射以后，通过第一全反射曲面111进行反射，光线出射方向偏离泛光型透镜12的光轴，且与光轴夹角较大，经过透镜组件b2的菲涅尔齿形结构的聚光部21后，光线发生相反方向的大角度折射，从而光线最终以光轴小角度方向射出，另一部分光经过第一聚光凸面112的轻微折射，光线出射方向偏离泛光型透镜12的光轴，且与光轴夹角较大，再经透镜组件b2的菲涅尔齿形结构的聚光部21的二次折射，光线发生相反方向的大角度折射，使得光线往小角度方向射出；经3组泛光型透镜11和3组聚光型透镜12的两种类型配光角度组合成小配光角度，适合远距离小角度照射需求。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。