窄角平面透镜及照明灯具的制作方法

本技术涉及光学，涉及窄角平面透镜及照明灯具。

背景技术：

1、随着发光二极管的制造技术日益进步，使用发光二极管制造的灯具有亮度高、省电、寿命长等优势，发光二极管已经被广泛应用于公共场所和隧道。使用发光二极管制造的灯具，一般由数个发光二极管组合形成光源，使光源能够集中从而提高亮度并扩大照射范围。

2、现有的发光二极管作为光源，如果透镜结构设计不当，光源的光线容易形成配光过于集中，光斑不均，以及可视面积小等现象。在公共场所使用这种光源会造成不良的视觉效果。在隧道使用这种光源，不能满足光源在车辆行驶的方向具有较大照射范围的要求。如何解决上述技术问题，是本领域技术人员需要考虑的。

技术实现思路

1、本技术提供窄角平面透镜及照明灯具，以解决光源的光线配光过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、一种窄角平面透镜，包括：第一端面，第二端面以及侧环面。所述第一端面包括开口面，立面与拱形面，所述开口面与所述拱形面通过所述立面连接。所述第二端面包括出光面，所述拱形面设于所述开口面与所述出光面之间，所述拱形面由所述出光面所在一侧向所述开口面所在一侧凸起形成。所述侧环面设于所述第一端面与所述第二端面之间，所述侧环面与所述出光面呈锐角夹角设置，所述侧环面包括第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对设置，所述第三侧面与所述第四侧面相对设置，四个侧面依次连接，所述第三侧面与所述出光面的夹角为a3，所述第四侧面与所述出光面的夹角为a4，满足条件a3＜a4，用于使光线照射范围向所述第三侧面扩大。

4、进一步的，光线通过立面与拱形面的折射，光路发生改变，折射光线进入窄角平面透镜内部。经过立面折射的光线，折射光线照射到第一侧面、第二侧面、第三侧面及第四侧面，光线再经过各个侧面的反射，光路再次发生改变，反射光线从出光面射出窄角平面透镜。经过拱形面折射的光线，折射光线直接从出光面射出窄角平面透镜。当光线经过各个侧面的反射时，由于第三侧面与第四侧面满足条件a3＜a4，光路在第三侧面发生改变的变化更加显著，从而使光线照射范围向第三侧面扩大。窄角平面透镜通过设置立面、拱形面与不对称的侧面，使光路发生改变，从而解决光线配光可视面积小的问题，达到光线照射范围在窄角平面透镜的第三侧面扩大的效果。

5、在一种可能的实施方式中：

6、所述第一侧面与所述出光面的夹角为a1，所述第二侧面与所述出光面的夹角为a2，满足条件a1＝a2。

7、进一步的，当光线经过侧环面的反射时，由于第一侧面与第二侧面满足条件a1＝a2，光路在第一侧面与第二侧面对称分布，从而使光线照射范围在第一侧面与第二侧面均匀对称。窄角平面透镜通过设置对称的侧环面，使光路均匀发生改变，从而解决光线光斑不均的问题，达到光线照射范围在窄角平面透镜的对称侧均匀分布的效果。

8、在一种可能的实施方式中：

9、所述侧环面还包括延伸面，所述延伸面与所述开口面连接，所述第二端面还包括台阶面，所述台阶面与所述出光面连接，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面及所述第四侧面的一边与所述延伸面连接，各所述侧面的另一边与所述台阶面连接，各所述侧面由所述延伸面弯向所述台阶面，各所述侧面由所述拱形面的中心朝向外侧凸起。

10、进一步的，经由立面的折射光线，折射光线在侧环面发生反射，反射光线的入射角在侧环面由中间向两边逐渐变大，反射光线的反射角度越靠近两边越大。由于侧环面具有向外凸起的形状，使得光线的入射角的变化趋势逐渐变小，相应的反射角的变化趋势也逐渐变小，起到光线的反射角向中间收拢的作用。经过侧环面反射的光线，从出光面射出，光照范围靠外侧边沿的部分相应的有向中间收拢的趋势。从而解决光线配光过于集中的问题，适当的收拢光线，达到光线照射范围向窄角平面透镜的中间收拢的效果。

11、在一种可能的实施方式中：

12、所述拱形面与所述出光面之间的厚度，中间厚，两边均匀变薄，所述拱形面与所述出光面之间的部分具有凸透镜的结构。

13、进一步的，当光线经过拱形面的折射时，由于拱形面相对于出光面中间厚，两边均匀变薄，所以拱形面具有凸透镜的作用，折射光线向中间聚集。从而解决光线配光过于集中以及光斑不均的问题，适当的聚集中部拱形面的光线，达到折射光线亮度提高，光斑均匀的效果。

14、在一种可能的实施方式中：

15、所述立面包括第一平面、第二平面、第三平面及第四平面，所述第一平面与所述第二平面相对设置，所述第三平面与所述第四平面相对设置，四个平面依次连接，经过所述立面入射的光线光路折射到所述侧环面。

16、进一步的，窄角平面透镜的立面分别设置第一平面、第二平面、第三平面及第四平面，各平面与侧环面对应设置。从窄角平面透镜进入的光线经过各平面折射，光线对应的折射到侧环面，折射光线再经由侧环面反射，光线的光路改变，反射光线的出射角度向窄角平面透镜的周边变大，反射光线从出光面的周边射出，反射光线照射范围往周边扩大。从而解决光线配光可视面积小的问题，达到光线照射范围扩大的效果。

17、在一种可能的实施方式中：

18、所述立面与所述开口面呈钝角夹角设置，所述第一平面与所述开口面的夹角为b1，所述第二平面与所述开口面的夹角为b2，所述第三平面与所述开口面的夹角为b3，所述第四平面与所述开口面的夹角为b4，满足条件b1＝b2，b3＝b4，b1＜b3，用于增加所述第三平面及所述第四平面的进光量。

19、进一步的，通过使立面的夹角与开口面呈钝角夹角设置，使立面接收到的光线增加，从而增加光线进入立面的进光量。立面与开口面的夹角呈钝角设置，夹角越大，立面接收到的光线越多，从而光照强度越高。满足条件b1＝b2，b3＝b4，使光照强度均匀对称分布；满足条件b1＜b3，增加第三平面及第四平面的进光量，使第三平面及第四平面方向的光照强度增加。从而解决光线配光过于集中的问题，达到光线照射强度均匀增加的效果。

20、在一种可能的实施方式中：

21、所述窄角平面透镜与一光源配合使用，所述开口面、所述立面与所述拱形面围合形成凹形空腔，所述光源设于所述凹形空腔。

22、进一步的，通过设置凹形空腔，提供光源设置的位置，窄角平面透镜与光源配合使用。从而解决光源经过窄角平面透镜后，光照过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到窄角平面透镜的光线配光的效果。

23、在一种可能的实施方式中：

24、所述窄角平面透镜与一光源配合使用，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面及所述第四侧面与所述延伸面的连接处为连接边，所述光源设于所述连接边所在的平面与所述开口面所在的平面之间。

25、进一步的，通过设置光源于连接边所在的平面与开口面所在的平面之间，控制光线起始位置在连接边所在的平面与开口面所在的平面之间，使光源的光线全部进入立面与拱形面。从而解决光源经过窄角平面透镜后，光照过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到窄角平面透镜的光线配光的效果。

26、在一种可能的实施方式中：

27、经所述光源发出的光线，所述光线经过所述立面折射到所述侧环面，所述光线在所述侧环面的入射角为α，满足条件α≥39°，所述光线在所述侧环面发生全反射。

28、进一步的，通过设置光源的位置，根据窄角平面透镜的材料物性，以及光线在立面的折射角度，使折射光线进入所述侧环面的入射角为α，入射角大于等于窄角平面透镜的临界角，满足条件α≥39°，光线在所述侧环面发生全反射。从而解决光线配光不均的问题，使光线在窄角平面透镜中发生全反射，达到避免光线在所述侧环面折射出透镜，避免光线强度衰减的效果。

29、在一种可能的实施方式中：

30、一种照明灯具，包括灯罩以及所述的窄角平面透镜，所述灯罩设于所述第二端面，所述灯罩与所述窄角平面透镜固定连接。

31、进一步的，通过设置灯罩固定多组窄角平面透镜，多组窄角平面透镜的光线整体配光，解决照明灯具照射过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，满足不同环境下使用照明灯具的要求，以达到合适的光照强度，均匀的光斑，以及较大的光照范围的效果。

32、相较于现有技术，本技术的窄角平面透镜及照明灯具，通过设置凸形拱形面、倾斜的立面以及不对称的侧环面等，使光路发生改变，以解决光源的光线配光过于集中，光斑不均，以及可视面积小等问题，达到光源的光线配光适当集中，光斑均匀，以及光照范围扩大的效果。