[发明专利]一种用于洗墙的准直透镜

说明书

本发明公开了一种用于洗墙的准直透镜，所述准直透镜为旋转对称结构，所述点光源设置在透镜旋转对称轴上，该准直透镜包括第一入射面、第二入射面、反射面和出射面，所述第一入射面位于透镜背部中心，所述第二入射面围绕所述第一入射面设置；所述光源发出的光线分成两个部分，第一部分光线从空气进入到所述第一入射面，经所述第一入射面折射后，再经所述出射面折射出射；第二部分光线从空气进入到所述第二入射面，经所述第二入射面折射后再经所述出射面的全反射后入射到所述反射面，然后经所述反射面的反射后再经所述出射面折射出射。本发明本是通过在一种超薄透镜的顶部局部设置曲面变化，实现了消除局部“黑段”的功能。

技术领域

本发明涉及LED投光照明技术领域，具体设计一种用于LED洗墙灯的准直透镜。

背景技术

LED用于洗墙灯已经普遍应用。近年来，随着LED光效和功率的不断增大，高层建筑同样需要LED作为光源洗亮建筑物的墙壁，例如，在类似墙体的竖直建筑物的墙根位置或景物下方的根脚位置，用LED灯朝向墙体上方或斜向方向照射，在墙体上形成一道沿墙面延伸的长长的带状光斑。这类应用要求洗墙高度要达到100米以上，即带状光斑的长度需要达到100米以上，这需要LED光源经过光学系统后形成很小的光斑出射才能实现，否则会因为很小的扩散角度以及100米以上的超远程长度，最终导致带状光斑看起来会变成扇形光斑；而同时，需要尽量减少光学系统的口径以降低灯具的大小，从而对光学设计提出了很高的要求。

目前实现这种小角度出光的光学系统主要有全反射光学系统、凸透镜及组合光学系统以及超薄准直光学系统解决方案。这些技术方案都具有较好的准直效果，但是应用于洗墙灯的时候，会出现墙面底部光斑的瑕疵。根本原因是因为大角度的旋转对称出光(通常是透镜不可控制的杂散光)会在靠近透镜底部的位置出现花瓣状的照明效果；而稍微高于透镜的距离即与透镜出光中心连线夹角在60度至80度的方位内，小角度出光的配光透镜往往在这部分的角度范围内都没有光线，从而在墙上不会形成照明。最终，通常情况下的小角度洗墙灯会在墙体“最底部出现一个花瓣——高一点有一段黑色间隙——再高是很亮的光斑”这样的情况，对洗墙效果造成了不舒服的视觉感受。

如图12所示，现有技术中的洗墙透镜的光斑，底部有V形开叉的“花瓣光斑”，向上看，光斑中部有一段较暗的区域，再向上，光斑越来越亮，亮度主要集中在上方。

本发明提出了一种解决方案，能够从透镜底部开始就形成线条形状的照明效果，弥补现有技术总的“花瓣光斑”和“黑段”瑕疵。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的问题，针对超薄型准直透镜而设计的一种用于洗墙的准直透镜，解决了底部花瓣光斑和局部黑段的问题。具体实现方式如下：

一种用于洗墙的准直透镜，所述准直透镜为旋转对称结构，透镜底部设有用于放置LED光源的内凹的光腔，光腔内壁形成有第一入射面和第二入射面，透镜顶部设有出射面，顶部与底部之间的侧面形成为反射面，

所述第一入射面形成为光腔顶部中心的内壁，所述第二入射面围绕第一入射面设置，形成为光腔的周向侧壁；第二入射面与经过旋转对称轴的平面的相交线为曲线，曲线越靠近光腔口部边缘离旋转对称轴的距离越远；光源经第一入射面入射的光线直接从出射面出射，光源经第二入射面入射的光线，被折射至反射面，经反射面的反射后从出射面出射；

所述透镜自出射面到透镜底部的高度与出射面的直径的比值不大于0.25；

所述出射面上设有一扇环形状的下凹区，其扇环的圆心位于旋转对称轴上，扇环的圆心角为45～60度；扇环内弧的半径大于第一入射面的半径而小于光腔口部的半径，扇环外弧的半径大于光腔口部的半径而小于出射面半径的0.3倍；

下凹区的底面沿径向远离圆心的方向逐渐上升，并逐渐平滑过渡至出射面；