专利名称：透镜和具有该透镜的照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透镜和具有该透镜的照明装置。
背景技术：
当前，双面灯箱越来越多地得到应用。LED模块也越来越多地应用到灯箱中。在实际的应用中，LED模块被设置在双面灯箱的边框上。通常为这种LED模块配备具有椭圆形亮度分布的LED透镜，从而使LED模块产生10 X 50-60度的视角。这样，来自LED模块的光线就可以从侧面投射在双面灯箱的两个灯箱屏上。然而，由于这种类型的透镜并不能将所有的光线都投射到灯箱屏上，也就是说，一部分光线被投射到LED模块对面的边框上。此外，通过这种LED透镜投射到灯箱屏上的光线的亮度分布也是不均勻的。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种透镜，通过该透镜能够使光源出射的光线相对光轴偏离的角度大于一个预定角度，从而避免光线投射到无需照明的区域中，并且通过这种透镜透射的光线的亮度分布更加均勻。本发明的另一个目的在于提出一种具有上述类型的透镜的照明装置。这种照明装置可以对预定的区域进行照明，并且其发出的光线的亮度分布更加均勻。本发明的第一个目的通过一种透镜由此实现，即该透镜具有第一表面和第二表面，其中，第一表面和第二表面相对于经过透镜的光轴的第一对称面镜像对称并且沿垂直于光轴的第一方向延伸，其中，第一表面和第二表面在垂直于第一方向的横截面上的曲线轮廓配置为，使得从设置在第二表面侧的预定位置处的光源出射的光线在经第一表面和第二表面折射后的出射方向相对光轴偏离超过一个预定的角度。来自于光源的所有光线通过透镜偏转了一个预定的角度，也就是分别在光轴的两侧偏转了超过一个预定的角度，优选的是，该预定的角度至少为10度或超过20度，从而实现了向两侧照明，而在光轴两侧的预定角度范围内不进行照明的目的。根据本发明的一个优选的设计方案提出，为了使光源出射的光线相对于光轴偏转超过一个预定的角度，第一表面在第一对称面经过的区域具有朝向光源的方向凹进的第一凹陷部，并且在第一凹陷部两侧分别具有一个第一凸起部。优选的是，第一表面在第一对称面的两侧还分别具有一个第三凹陷部，其中，第一凹陷部、第一凸起部以及第三凹陷部之间顺序连接并且平滑过渡。由此，经过第一表面反射的光线可以相对于光轴偏转超过一个预定的角度，以将所有光线都均勻地投射到需要照明的表面上。根据本发明的一个优选的设计方案提出，第二表面在第一对称面经过的区域具有在远离光源的方向凹进的第二凹陷部，并且在所述第二凹陷部两侧分别具有一个第二凸起部。优选的是，第二表面在第一对称面的两侧还分别具有一个第四凹陷部，其中，第二凹陷部、第二凸起部以及第四凹陷部之间顺序连接并且平滑过渡。由此，凹陷部之间以及凸起部之间相互配合，从而更好地光线进行折射，从而进一步优化经过折射的光线的投射角度和分布的均勻性。根据本发明的一个优选的设计方案提出，，透镜还具有两个侧面，用于对光源的光线进行全反射。光源的所有光线都需要通过第一表面和第二表面折射，以偏离于光轴的预定角度投射到待照明的区域中。通过透镜的两个侧面对光源的光线进行全反射，从而使这一部分光线也通过第一表面和第二表面折射出去，投射到待照明的区域中。这样进一步提高了光源的使用效率。优选的是，为了对光源的光线进行一致的全反射，两个侧面相对于与第一对称面正交的、并经过光轴的第二对称面镜像对称。进一步优选的是，每个侧面由两个分侧面构成，这两个分侧面相对于第一对称面镜像对称，并且相邻的两个分侧面彼此形成小于180度的夹角，形成V字形，其中V字形的顶端朝向光源的方向。此外，各个分侧面与垂直于第一对称面和第二对称面的参考面形成小于90度的角度。这样来自于光源的光线就可以在经过全反射之后，全部经过第一表面和第二表面折射出去。本发明的另一目的通过一种照明装置实现，这种照明装置具有上述类型的透镜。 通过应用这种照明装置可以对照明装置两侧的预定区域进行照明，并且避免对无需照明的区域进行照明，同时其照明的亮度分布更加均勻。
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出图1示出了根据本发明的透镜的立体透视图；图2示出了根据本发明的透镜的截面图；图3示出了根据本发明的透镜的俯视图；图4示出了根据本发明的透镜的光路图。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的透镜的立体透视图。从图中可见，该透镜具有第一表面 1和第二表面2以及两个侧面4，其中设计成LED模块的光源3设置在由第二表面2限定的容纳部中。从图中可见，LED模块3设置在透镜的光轴Y上。此外，第一表面1和第二表面 2相对于经过光轴Y的第一对称面A (在图2中示出)镜像对称并且沿垂直于光轴Y的第一方向X延伸。此外，从图1中还可以看到，两个侧面4相对于与第一对称面A正交的、并经过光轴Y的第二对称面B (在图3中示出)镜像对称。每个侧面4又分别由两个分侧面^，4b 构成。这两个分侧面如，4b相对于第一对称面A镜像对称。相邻的两个分侧面如，4b彼此形成小于180度的夹角，形成V字形，其中V字形的顶端朝向光源3的方向。在本发明的设计方案中，夹角的角度优选为120度。同时，各个分侧面与垂直于第一对称面A和第二对称面B的参考面形成小于90度的角度。在本发明的设计方案中，该角度优选为75度。CN 102537831 A图2示出了根据本发明的透镜的截面图，在该截面图中，第一表面1和第二表面2 相对于经过透镜的光轴Y的第一对称面A镜像对称，其中，第一表面在第一对称面A经过的区域具有朝向光源3的方向凹进的第一凹陷部la，并且在第一凹陷部Ia两侧分别具有一个第一凸起部lb。此外，第一表面1在第一对称面A的两侧还分别具有一个第三凹陷部lc， 其中，第一凹陷部la、第一凸起部Ib以及第三凹陷部Ic之间顺序连接并且平滑过渡。第二表面2在第一对称面A经过的区域具有在远离光源3的方向凹进的第二凹陷部2a，并且在第二凹陷部加两侧分别具有一个第二凸起部2b。此外，第二表面2在第一对称面A的两侧还分别具有一个第四凹陷部2c，其中，第二凹陷部2a、第二凸起部2b以及第四凹陷部2c之间顺序连接并且平滑过渡。从图2中可见，第一凹陷部Ia与第二凹陷部加相对，第一凸出部Ib与第二凸出部2b相对，以及第三凹陷部Ic与第四凹陷部2c相对，从而在第一对称面A的两侧首先形成膨胀区域，然而形成收缩区域，之后再次形成膨胀区域。图3示出了根据本发明的透镜的俯视图。在图中以虚线示出了第一对称面A以及与其正交的第二对称面B。光源3设置在第一对称面A与第二对称面B相交点上，也就是光轴Y上。同时，从该图中也可以清晰地看到两个分侧面彼此之间存在一个夹角，形成V字形，该V字形的顶端朝向光源3。同时分侧面又与参考面，即垂直于第一对称面A和第二对称面B的面形成一个角度。图4示出了根据本发明的透镜的光路图。从图中可见，来自于光源3的光线经过第一表面1和第二表面2折射之后相对于光轴Y偏转了超过一个预定的角度，该角度优选至少为10度或超过20度，而在光轴Y两侧的预定角度范围内没有光线经过。出于简化的原因，图中仅仅示出了光轴Y左侧的光路图。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。附图标记
1第—-表面
Ia第—-凹陷部
Ib第—-凸起部
Ic第三凹陷部
2第二表面
2a第二凹陷部
2b第二凸起部
2c第四凹陷部
3光源(LED M
4侧面
4a, 4b分侧面
A第—-对称面
B第二对称面
X第一j方向
Y光轴。
权利要求
1.一种透镜，具有第一表面(1)和第二表面O)，其特征在于，所述第一表面(1)和第二表面( 相对于经过所述透镜的光轴(Y)的第一对称面(A)镜像对称并且沿垂直于所述光轴(Y)的第一方向(X)延伸，其中，所述第一表面(1)和第二表面( 在垂直于所述第一方向(X)的横截面上的曲线轮廓配置为，使得从设置在所述第二表面侧的预定位置处的光源(3)出射的光线在经所述第一表面(1)和第二表面( 折射后的出射方向相对所述光轴 (Y)偏离超过一个预定的角度。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述预定的角度至少为10度或超过20度。
3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一表面(1)在所述第一对称面(A) 经过的区域具有朝向所述光源(3)的方向凹进的第一凹陷部(Ia)，并且在所述第一凹陷部 (Ia)两侧分别具有一个第一凸起部(lb)。
4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述第一表面(1)在所述第一对称面 (A)的两侧还分别具有一个第三凹陷部(Ic)，其中，所述第一凹陷部(la)、所述第一凸起部 (Ib)以及所述第三凹陷部(Ic)之间顺序连接并且平滑过渡。
5.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述第二表面( 在所述第一对称面(A) 经过的区域具有在远离所述光源(3)的方向凹进的第二凹陷部(加)，并且在所述第二凹陷部Oa)两侧分别具有一个第二凸起部Ob)。
6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述第二表面( 在所述第一对称面 (A)的两侧还分别具有一个第四凹陷部(2c)，其中，所述第二凹陷部( )、所述第二凸起部 (2b)以及所述第四凹陷部Oc)之间顺序连接并且平滑过渡。
7.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜还具有两个侧面G)，用于对所述光源(3)的光线进行全反射。
8.根据权利要求7所述的透镜，其特征在于，两个所述侧面(4)相对于与所述第一对称面(A)正交的、并经过所述光轴(Y)的第二对称面(B)镜像对称。
9.根据权利要求8所述的透镜，其特征在于，每个所述侧面(4)由两个分侧面( ，4b) 构成，所述两个分侧面(如，4b)相对于所述第一对称面(A)镜像对称。
10.根据权利要求6所述的透镜，其特征在于，相邻的两个所述分侧面( ，4b)彼此形成小于180度的夹角，形成V字形，其中所述V字形的顶端朝向所述光源(3)的方向。
11.根据权利要求9或10所述的透镜，其特征在于，各个所述分侧面( ，4b)与垂直于所述第一对称面(A)和所述第二对称面(B)的参考面形成小于90度的角度。
12.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置具有根据权利要求1至11中任一项所述的透镜。
全文摘要
本发明涉及一种透镜，具有第一表面(1)和第二表面(2)，其中，第一表面(1)和第二表面(2)相对于经过该透镜的光轴(Y)的第一对称面(A)镜像对称并且沿垂直于光轴(Y)的第一方向(X)延伸，其中，第一表面(1)和第二表面(2)在垂直于第一方向(X)的横截面上的曲线轮廓配置为，使得从设置在第二表面侧的预定位置处的光源(3)出射的光线在经第一表面(1)和第二表面(2)折射后的出射方向相对光轴(Y)偏离超过一个预定的角度。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的照明装置。
文档编号F21V5/04GK102537831SQ20101060192
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者何玉宝, 戴成龙, 武辉, 罗亚斌 申请人:欧司朗有限公司