CN110043873A - 透镜及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种透镜和灯具，透镜包括：入射面，适于供光源发出的光线进入透镜；光路通道，其输入端与入射面相连，适于对进入透镜的光线进行折射和/或反射；出射面，与光路通道的输出端相连，适于供透镜内的光线射出透镜，且入射面、光路通道和出射面相配合使透镜的光线出射角度范围大于180°。本发明提供的透镜，通过结构的改进，使得透镜的光线出射角度范围大于180°，因而有效扩大了光源发出的光线的分布范围，扩大了光能量的分布范围，从而起到了降低光能量密度的目的，使得灯具的光线更加柔和，降低了眩光程度，提升了光环境的舒适感。

Description

透镜及灯具

技术领域

本发明涉及照明器具技术领域，具体而言，涉及一种透镜和一种包含该透镜的灯具。

背景技术

目前，在照明领域，现有的筒灯等灯具的光线通常是朝光源的一侧方向(即远离灯具的安装面的方向)全部射出，比如灯具安装在天花板上，天花板即为灯具的安装面，则光线全部向下射出，存在亮度高、发光面小的问题，这就导致光线集中，直接眩光严重，降低了光环境的舒适感。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种透镜。

本发明的另一个目的在于提供一种包括上述透镜的灯具。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种透镜，包括：入射面，适于供光源发出的光线进入所述透镜；光路通道，其输入端与所述入射面相连，适于对进入所述透镜的光线进行折射和/或反射；出射面，与所述光路通道的输出端相连，适于供所述透镜内的光线射出所述透镜，且所述入射面、所述光路通道和所述出射面相配合使所述透镜的光线出射角度范围大于180°。

本发明第一方面的技术方案提供的透镜，通过结构的改进，使得透镜的光线出射角度范围大于180°，这使得光源发出的光线不只可以向光源的一侧方向(即远离灯具的安装面的方向)射出，还可以向光源的另一侧方向射出(即靠近灯具的安装面的方向，比如灯具安装在天花板上，光线不只可以向下射出还可以向上射出)，再经其他结构(包括但不限于空间环境及灯具的其他部件)反射，因而有效扩大了光源发出的光线的分布范围，扩大了光能量的分布范围，从而起到了降低光能量密度的目的，使得灯具的光线更加柔和，降低了眩光程度，提升了光环境的舒适感。

具体而言，现有技术中，灯具发出的光线只能向光源的一侧方向射出，因而灯具的光线出射角度范围一般小于180°，导致光能量分布范围小，光能量分布集中，眩光严重。而本申请提供的透镜包括入射面、光路通道和出射面，光源发出的光线经入射面进入透镜，在透镜的光路通道中进行折射和/或反射以改变传播方向，然后经透镜的出射面分散射出透镜，进入环境中达到照明效果；同时，入射面、光路通道和出射面相配合，使得透镜的光线出射角度范围大于180°，相较于现有技术中小于180°的光线角度出射范围，有效扩大了灯具的光线分布范围，进而扩大了光能量的分布范围，从而起到了降低光能量密度的目的，使得灯具的光线更加柔和，降低了眩光程度，提升了光环境的舒适感。

另外，本发明提供的上述技术方案中的透镜还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，所述光路通道包括多个子通道，所述出射面包括与所述子通道的数量相等且一一对应的多个子出射面，且多个所述子出射面朝向不同的方向。

将光路通道分为多个子通道，相应将出射面分为多个子出射面，则通过合理设计多个子通道的形状和位置以及多个子出射面的形状和位置，可以合理调整透镜的光线出射方向、光线出射角度范围以及各个方向上的光线强度，有利于满足用户的不同需求以及灯具的不同应用场景需求，从而显著提高用户的使用体验，有利于产品的市场推广。

在上述技术方案中，所述子通道的数量为两个，两个所述子通道分别记为中心子通道和***子通道，与所述中心子通道和所述***子通道相对应的所述子出射面分别记为中心子出射面和***子出射面；其中，所述中心子出射面朝向所述透镜的中心轴线，以使经所述中心子出射面射出的光线朝向所述透镜的中心方向射出；所述***子出射面背离所述透镜的中心轴线，以使经所述***子出射面射出的光线朝向所述透镜的***射出。

将子通道的数量设计为两个，有利于简化透镜的结构，降低透镜的设计难度和加工难度，进而降低产品的生产成本。其中，中心子通道的光线经中心子出射面向透镜的中心方向射出，***子通道的光线经***子出射面向透镜的***方向射出，起到了有效的分光效果，使得灯具发出的光线的分布范围兼顾了灯具的中心和***，因而有效扩大了光线的分布范围，使光能量散布在空间中，降低了光能量密度，提升了光环境舒适度。

进一步地，中心子通道的光线经中心子出射面向靠近灯具的安装面射出和/或向远离灯具的安装面射出；***子通道的光线经***子出射面向靠近灯具的安装面射出和/或向远离灯具的安装面射出。其中，向靠近灯具的安装面射出的光线可以射到漫反射面上，使漫反射面成为二次朗博光源，然后再柔和均匀地射出，以进一步降低眩光感，进一步提高光环境的舒适度。

在上述技术方案中，所述中心子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面，以使进入所述中心子通道的光线在所述中心子通道内经全反射后到达所述中心子出射面处射出；和/或所述***子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面，以使进入所述***子通道的光线在所述***子通道内经全反射后到达所述***子出射面处射出。

将中心子通道的侧壁面至少部分构造成全反射面，使得进入中心子通道的光线主要经全反射后由中心子出射面射出，有利于将中心子通道射出的光线与***子通道射出的光线充分分开，使得中心子出射面射出的光线强度相对较高，而空间环境中存在大量漫反射面，这些光线射在漫反射面上后，使得漫反射面成为二次朗博光源，出射的光柔和而均匀，因而使得中心子通道的光线在射出后可以在空间中分布更大的范围，从而进一步提高了分光效果。同时，由于不可避免会存在误差，因而中心子通道也会有少部分光线会经中心子通道折射出去，使得中心子通道的侧壁面也能发光，从而防止透镜产生暗区。

同理，将***子通道的侧壁面至少部分构造成全反射面，使得进入***子通道的光线主要经全反射后由***子出射面射出，有利于将***子通道射出的光线与中心子通道射出的光线充分分开，使得***子出射面射出的光线强度相对较高，而空间环境中存在大量漫反射面，这些光线射在漫反射面上后，使得漫反射面成为二次朗博光源，出射的光柔和而均匀，因而使得***子通道的光线在射出后可以在空间中分布更大的范围，从而进一步提高了分光效果。同时，由于不可避免会存在误差，因而***子通道也会有少部分光线会经***子通道折射出去，使得***子通道的侧壁面也能发光，从而防止透镜产生暗区。

在上述技术方案中，对于所述中心子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面的情况，所述中心子通道的全反射面被配置为：适于使进入所述中心子通道的光线经所述全反射面一次反射后到达所述中心子出射面处。

该技术方案中，光线在进入中心子通道后只经一次全反射即到达中心子出射面处，这有效减小了光线在中心子通道中的光路长度，从而有利于减小中心子通道的长度，可以使得中心子通道的结构更加简单，有助于减小透镜的体积，进一步降低生产成本。

在上述技术方案中，所述中心子通道的全反射面为第一曲面，所述第一曲面的两端分别与所述入射面及所述中心子出射面相连。

将中心子通道的全反射面设计为第一曲面，既便于配合从不同角度射入中心子通道的光线，使其经历一次全反射即可射到中心子出射面上；且曲面结构简单，便于加工成型。其中，第一曲面优选为凹面，这样有利于光线更好地反射到中心子出射面上。

在上述技术方案中，对于所述***子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面的情况，所述***子通道的全反射面被配置为：适于使进入所述***子通道的光线经所述全反射面多次反射后到达所述***子出射面处。

该技术方案中，光线在进入***子通道后经多次全反射才到达***子出射面处，这有效增加了光线在***子通道中的光路长度，有利于进一步将***子通道射出的光线与中心子通道射出的光线充分分开，从而进一步扩大了光线的空间分布范围，进一步降低了光能量密度。

在上述技术方案中，所述***子通道的全反射面包括第二曲面和直面，且所述第二曲面的两端分别与所述入射面及所述直面的一端相连，所述直面的另一端与所述***子出射面相连。

***子通道的全反射面包括第二曲面和直面，经入射面进入***子通道的光线先经第二曲面全反射，然后经直面全反射，最后由***子出射面射出。其中，第二曲面优选为凹面，这样有利于更显更好地反射到直面上；而直面便于与灯具的其他结构配合，既便于装配，又有利于提高产品的美观度。

在上述技术方案中，所述第二曲面包括相对设置的两个子曲面，所述直面包括相互平行的两个子直面。

第二曲面包括相对设置的两个子曲面，直面包括相互平行的两个子直面，则光线可以在两个子曲面之间相互反射，也可以在两个子直面之间相互反射，也可以由一个子曲面反射到一个子直面上，又另一个子曲面反射到另一个子直面上，扩大了透镜的设计范围，有利于满足用户的不同需求以及不同场景的应用需求。

同时，两个相互平行的子直面和***子出射面围设出与筒灯的前环相类似的形状，有利于取消筒灯的前环，将透镜与前环集成为一个部件，以降低成本，简化装配工序，并实现筒灯的全发光，改善现有前环部分不能发光导致的暗区现象。

在上述任一技术方案中，所述中心子出射面与所述透镜的中心轴线相互平行；和/或，所述***子出射面与所述透镜的中心轴线相互平行。

中心子出射面与透镜的中心轴线相互平行，使得透镜的结构较为规整，便于加工成型，也便于与灯具的其他结构适配。当然，中心子出射面也可以相对于透镜的中心轴线倾斜设置，或者设计成曲面。

***子出射面与透镜的中心轴线相互平行，使得透镜的结构较为规整，便于加工成型。当然，***子出射面也可以相对于透镜的***轴线倾斜设置，或者设计成曲面。

对于中心子出射面和***子出射面均与透镜的中心轴线相互平行的情况，中心子出射面与***子出射面朝向相反的方向，有利于进一步将***子通道射出的光线与中心子通道射出的光线充分分开，从而进一步扩大了光线的空间分布范围，进一步降低了光能量密度。

在上述任一技术方案中，所述入射面包括与所述子通道的数量相等且一一对应的多个子入射面。

将入射面分为与子通道数量相等且一一对应的多个子入射面，便于根据各个子通道的位置和形状和合理设置各个子入射面的位置和形状，使得光线可以以理想的角度进入各个子通道，以达到更优的分光效果，更加有效地降低光能量密度。

在上述技术方案中，所述子入射面包括多个转折相连的子面。

将子入射面分为多个转折相连的子面，每个子面呈不同的角度设置，能够使光线以不同的角度射入对应的子通道内，有利于提高后续的分光效果。另外通过设置多个转折相连的子面还有利于减少光路通道的反射面，从而降低了制作工艺难度，降低了成本。

在上述技术方案中，多个所述子入射面依次相连围设出用于容纳所述光源的容纳槽。

多个子入射面依次相连限定出用于安装光源的容纳槽，则多个子入射面集中分布，通过在透镜上加工相应的凹槽即可得到多个子入射面，加工工艺简单；同时还可以对光源进行一定程度的保护，并使得光源发出的光线尽可能进入透镜，减少光源的漏光现象。

在上述技术任一方案中，所述透镜呈环形。

透镜呈环形，可以形成环形发光体，进一步扩大光线的空间分布范围，进一步降低光能量密度。同时，可以适配多个光源(比如多个LED灯珠，环形分布)，以提高灯具的功率，满足不同的场景需求。

在上述技术方案中，对于所述光路通道包括多个子通道且所述子通道的数量为两个的情况，所述透镜包括内环部和套设在所述内环部外侧并与所述内环部相连的外环部；其中，所述入射面设置在所述内环部与所述外环部的连接部位处，所述光路通道的中心子通道和所述出射面的中心子出射面设于所述内环部，所述光路通道的***子通道和所述出射面的***子出射面设于所述外环部。

对于光路通道包括多个子通道且子通道的数量为两个的情况，两个子通道分别为中心子通道和***子通道，出射面包括两个子出射面，两个子出射面分别为中心子出射面和***子出射面，其中，中心子通道的光线经中心子出射面向透镜的中心方向射出，***子通道的光线经***子出射面向透镜的***方向射出。因此，将透镜相应分为内环部和外环部，与两个子通道及两个子入射面的位置相对应，布局合理。其中，内环部和外环部的高度可以相等，也可以不相等。比如：对于前述将透镜与前环集成设置的方案，内环部的高度小于外环部的高度，内环部高度相对较小有利于简化透镜结构，降低生产成本，外环部高度相对较大，便于两个直面及***子出射面所在的部位延伸至灯壳的外部形成为筒灯的前环。

在上述技术方案中，所述内环部与所述外环部之间限定出用于容纳光源的环形凹槽。

本方案中，内环部与外环部之间限定出用于容纳光源的环形凹槽，则环形凹槽的槽壁面形成为入射面，可以有效减少灯具的体积，并对光源进行一定程度的保护，并使得光源发出的光线尽可能进入透镜，减少光源的漏光现象。

在上述任一技术方案中，所述透镜还设有散光结构。

通过设置散光结构，可以使得光线进一步分散，进一步提高透镜的散光效果，进一步降低光能量密度，使得光线更加柔和。

在上述技术方案中，所述散光结构包括波纹面、鳞甲面或磨砂面。

本方案中，散光结构优选为波纹面、鳞甲面或磨砂面，均可以显著提升透镜的散光效果。但可以理解的是，具有连续变化折射角度的透明或半透明的平面或曲面，都可以成为散光结构。其中，散光结构可以是在模具上设置相应的微结构，使得透镜成型后产生相应的散光结构，也可以是在透镜成型后对透镜的表面进行喷砂、磨砂等处理得到相应的散光结构。

在上述技术方案中，所述透镜上至少与所述光源对应的出光部位设有所述散光结构。

在透镜上至少与光源对应的出光部位设置散光结构，可以使得该部位的光线连成一片，较为柔和，从而起到隐藏光源的效果，提高了灯具的使用效果。

本发明第二方面的技术方案提供了一种灯具，包括：灯体，包括灯壳和光源；和如第一方面技术方案中任一项所述的透镜，与所述灯壳相连，且所述透镜的入射面朝向所述光源，使所述光源发出的光线进入所述透镜。

本发明第二方面的技术方案提供的灯具，因包括第一方面技术方案中任一项所述的透镜，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

在上述任一技术方案中，所述灯具为筒灯。

也可以适用于其他需要透镜的灯具。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一些实施例所述的透镜的立体结构示意图；

图2是图1所示透镜的剖视结构示意图；

图3是光线经过本发明一些实施例所述的透镜的光路示意图；

图4是本发明另一些实施例所述的透镜的立体结构示意图；

图5是本发明一些实施例所述的灯具的分解结构示意图；

图6是本发明一些实施例所述的灯具的配光曲线图。

其中，图1至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1透镜；11入射面；111子入射面；113容纳槽；13光路通道；131中心子通道；133***子通道；135第一曲面；15出射面；151中心子出射面；153***子出射面；155第二曲面；157直面；159散光结构；17内环部；19外环部；2光源；3灯壳；100灯具。

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方式对本发明进行进一步的详细描述。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，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述透镜和灯具。

如图1和图4所示，本发明第一方面的实施例提供的透镜1，包括：入射面11、光路通道13和出射面15。

实施例一

入射面11适于供光源2发出的光线进入透镜1；光路通道13的输入端与入射面11相连，适于对进入透镜1的光线进行折射和/或反射；出射面15与光路通道13的输出端相连，适于供透镜1内的光线射出透镜1，且入射面11、光路通道13和出射面15相配合使透镜1的光线出射角度范围大于180°。

本发明第一方面的实施例提供的透镜1，通过结构的改进，使得透镜1的光线出射角度范围大于180°，这使得光源2发出的光线不只可以向光源2的一侧方向(即远离灯具100的安装面的方向)射出，还可以向光源2的另一侧方向射出(即靠近灯具100的安装面的方向，比如灯具100安装在天花板上，光线不只可以向下射出还可以向上射出)，再经其他结构(包括但不限于空间环境及灯具100的其他部件)反射，因而有效扩大了光源2发出的光线的分布范围，扩大了光能量的分布范围，从而起到了降低光能量密度的目的，使得灯具100的光线更加柔和，降低了眩光程度，提升了光环境的舒适感。

具体而言，现有技术中，灯具100发出的光线只能向光源2的一侧方向射出，因而灯具100的光线出射角度范围一般小于180°，导致光能量分布范围小，光能量分布集中，眩光严重。而本申请提供的透镜1包括入射面11、光路通道13和出射面15，光源2发出的光线经入射面11进入透镜1，在透镜1的光路通道13中进行折射和/或反射以改变传播方向，然后经透镜1的出射面15分散射出透镜1，进入环境中达到照明效果；同时，入射面11、光路通道13和出射面15相配合，使得透镜1的光线出射角度范围大于180°，如图6所示，相较于现有技术中小于180°的光线角度出射范围，有效扩大了灯具100的光线分布范围，进而扩大了光能量的分布范围，从而起到了降低光能量密度的目的，使得灯具100的光线更加柔和，降低了眩光程度，提升了光环境的舒适感。

实施例二

与实施例一的区别在于：在实施例一的基础上，进一步地，光路通道13包括多个子通道，如图3所示，出射面15包括与子通道的数量相等且一一对应的多个子出射面15，且多个子出射面15朝向不同的方向。

将光路通道13分为多个子通道，相应将出射面15分为多个子出射面15，则通过合理设计多个子通道的形状和位置以及多个子出射面15的形状和位置，可以合理调整透镜1的光线出射方向、光线出射角度范围以及各个方向上的光线强度，有利于满足用户的不同需求以及灯具100的不同应用场景需求，从而显著提高用户的使用体验，有利于产品的市场推广。

具体地，如图3所示，子通道的数量为两个，两个子通道分别记为中心子通道131和***子通道133，与中心子通道131和***子通道133相对应的子出射面15分别记为中心子出射面151和***子出射面153；其中，中心子出射面151朝向透镜1的中心轴线，以使经中心子出射面151射出的光线朝向透镜1的中心方向射出；***子出射面153背离透镜1的中心轴线，以使经***子出射面153射出的光线朝向透镜1的***射出。

将子通道的数量设计为两个，有利于简化透镜1的结构，降低透镜1的设计难度和加工难度，进而降低产品的生产成本。其中，中心子通道131的光线经中心子出射面151向透镜1的中心方向射出，***子通道133的光线经***子出射面153向透镜1的***方向射出，起到了有效的分光效果，使得灯具100发出的光线的分布范围兼顾了灯具100的中心和***，因而有效扩大了光线的分布范围，使光能量散布在空间中，降低了光能量密度，提升了光环境舒适度。

进一步地，中心子通道131的光线经中心子出射面151向靠近灯具100的安装面射出和/或向远离灯具100的安装面射出；***子通道133的光线经***子出射面153向靠近灯具100的安装面射出和/或向远离灯具100的安装面射出。其中，向靠近灯具100的安装面射出的光线可以射到漫反射面上，使漫反射面成为二次朗博光源2，然后再柔和均匀地射出，以进一步降低眩光感，进一步提高光环境的舒适度。

进一步地，如图3所示，中心子通道131的侧壁面至少部分被构造成全反射面，以使进入中心子通道131的光线在中心子通道131内经全反射后到达中心子出射面151处射出；***子通道133的侧壁面至少部分被构造成全反射面，以使进入***子通道133的光线在***子通道133内经全反射后到达***子出射面153处射出。

将中心子通道131的侧壁面至少部分构造成全反射面，使得进入中心子通道131的光线主要经全反射后由中心子出射面151射出，有利于将中心子通道131射出的光线与***子通道133射出的光线充分分开，使得中心子出射面151射出的光线强度相对较高，而空间环境中存在大量漫反射面，这些光线射在漫反射面上后，使得漫反射面成为二次朗博光源2，出射的光柔和而均匀，因而使得中心子通道131的光线在射出后可以在空间中分布更大的范围，从而进一步提高了分光效果。同时，由于不可避免会存在误差，因而中心子通道131也会有少部分光线会经中心子通道131折射出去，使得中心子通道131的侧壁面也能发光，从而防止透镜1产生暗区。

同理，将***子通道133的侧壁面至少部分构造成全反射面，使得进入***子通道133的光线主要经全反射后由***子出射面153射出，有利于将***子通道133射出的光线与中心子通道131射出的光线充分分开，使得***子出射面153射出的光线强度相对较高，而空间环境中存在大量漫反射面，这些光线射在漫反射面上后，使得漫反射面成为二次朗博光源2，出射的光柔和而均匀，因而使得***子通道133的光线在射出后可以在空间中分布更大的范围，从而进一步提高了分光效果。同时，由于不可避免会存在误差，因而***子通道133也会有少部分光线会经***子通道133折射出去，使得***子通道133的侧壁面也能发光，从而防止透镜1产生暗区。

进一步地，对于中心子通道131的侧壁面至少部分被构造成全反射面的情况，中心子通道131的全反射面被配置为：适于使进入中心子通道131的光线经全反射面一次反射后到达中心子出射面151处，如图3所示。

该实施例中，光线在进入中心子通道131后只经一次全反射即到达中心子出射面151处，这有效减小了光线在中心子通道131中的光路长度，从而有利于减小中心子通道131的长度，可以使得中心子通道131的结构更加简单，有助于减小透镜1的体积，进一步降低生产成本。

其中，如图3所示，中心子通道131的全反射面为第一曲面135，第一曲面135的两端分别与入射面11及中心子出射面151相连。

将中心子通道131的全反射面设计为第一曲面135，既便于配合从不同角度射入中心子通道131的光线，使其经历一次全反射即可射到中心子出射面151上；且曲面结构简单，便于加工成型。其中，第一曲面135优选为凹面，这样有利于光线更好地反射到中心子出射面151上。

进一步地，对于***子通道133的侧壁面至少部分被构造成全反射面的情况，***子通道133的全反射面被配置为：适于使进入***子通道133的光线经全反射面多次反射后到达***子出射面153处，如图3所示。

该实施例中，光线在进入***子通道133后经多次全反射才到达***子出射面153处，这有效增加了光线在***子通道133中的光路长度，有利于进一步将***子通道133射出的光线与中心子通道131射出的光线充分分开，从而进一步扩大了光线的空间分布范围，进一步降低了光能量密度。

其中，如图3所示，***子通道133的全反射面包括第二曲面155和直面127，且第二曲面155的两端分别与入射面11及直面127的一端相连，直面127的另一端与***子出射面153相连。

***子通道133的全反射面包括第二曲面155和直面127，经入射面11进入***子通道133的光线先经第二曲面155全反射，然后经直面127全反射，最后由***子出射面153射出。其中，第二曲面155优选为凹面，这样有利于更显更好地反射到直面127上；而直面127便于与灯具100的其他结构配合，既便于装配，又有利于提高产品的美观度。

进一步地，第二曲面155包括相对设置的两个子曲面，直面127包括相互平行的两个子直面127，如图3所示。

第二曲面155包括相对设置的两个子曲面，直面127包括相互平行的两个子直面127，则光线可以在两个子曲面之间相互反射，也可以在两个子直面127之间相互反射，也可以由一个子曲面反射到一个子直面127上，又另一个子曲面反射到另一个子直面127上，扩大了透镜1的设计范围，有利于满足用户的不同需求以及不同场景的应用需求。

同时，两个相互平行的子直面127和***子出射面153围设出与筒灯的前环相类似的形状，有利于取消筒灯的前环，将透镜1与前环集成为一个部件，以降低成本，简化装配工序，并实现筒灯的全发光，改善现有前环部分不能发光导致的暗区现象。

进一步地，如图2和图3所示，中心子出射面151与透镜1的中心轴线相互平行；***子出射面153与透镜1的中心轴线相互平行。

中心子出射面151与透镜1的中心轴线相互平行，使得透镜1的结构较为规整，便于加工成型，也便于与灯具100的其他结构适配。当然，中心子出射面151也可以相对于透镜1的中心轴线倾斜设置，或者设计成曲面。

***子出射面153与透镜1的中心轴线相互平行，使得透镜1的结构较为规整，便于加工成型。当然，***子出射面153也可以相对于透镜1的***轴线倾斜设置，或者设计成曲面。

对于中心子出射面151和***子出射面153均与透镜1的中心轴线相互平行的情况，中心子出射面151与***子出射面153朝向相反的方向，有利于进一步将***子通道133射出的光线与中心子通道131射出的光线充分分开，从而进一步扩大了光线的空间分布范围，进一步降低了光能量密度。

实施例三

与实施例二的区别在于：在实施例二的基础上，进一步地，入射面11包括与子通道的数量相等且一一对应的多个子入射面111，如图2和图3所示。

将入射面11分为与子通道数量相等且一一对应的多个子入射面111，便于根据各个子通道的位置和形状和合理设置各个子入射面111的位置和形状，使得光线可以以理想的角度进入各个子通道，以达到更优的分光效果，更加有效地降低光能量密度。

进一步地，子入射面111包括多个转折相连的子面，如图2和图3所示。

将子入射面111分为多个转折相连的子面，每个子面呈不同的角度设置，能够使光线以不同的角度射入对应的子通道内，有利于提高后续的分光效果。另外通过设置多个转折相连的子面还有利于减少光路通道13的反射面，从而降低了制作工艺难度，降低了成本。

进一步地，多个子入射面111依次相连围设出用于容纳光源2的容纳槽113，如图2和图3所示。

多个子入射面111依次相连限定出用于安装光源2的容纳槽113，则多个子入射面111集中分布，通过在透镜1上加工相应的凹槽即可得到多个子入射面111，加工工艺简单；同时还可以对光源2进行一定程度的保护，并使得光源2发出的光线尽可能进入透镜1，减少光源2的漏光现象。

实施例四

与实施例三的区别在于：在实施例三的基础上，进一步地，透镜1呈环形，如图1所示。

透镜1呈环形，可以形成环形发光体，进一步扩大光线的空间分布范围，进一步降低光能量密度。同时，可以适配多个光源2(比如多个LED灯珠，环形分布)，以提高灯具100的功率，满足不同的场景需求。

其中，对于光路通道13包括多个子通道且子通道的数量为两个的情况，透镜1包括内环部17和套设在内环部17外侧并与内环部17相连的外环部19，如图1所示；其中，入射面11设置在内环部17与外环部19的连接部位处，光路通道13的中心子通道131和出射面15的中心子出射面151设于内环部17，光路通道13的***子通道133和出射面15的***子出射面153设于外环部19。

对于光路通道13包括多个子通道且子通道的数量为两个的情况，两个子通道分别为中心子通道131和***子通道133，出射面15包括两个子出射面15，两个子出射面15分别为中心子出射面151和***子出射面153，其中，中心子通道131的光线经中心子出射面151向透镜1的中心方向射出，***子通道133的光线经***子出射面153向透镜1的***方向射出。因此，将透镜1相应分为内环部17和外环部19，与两个子通道及两个子入射面111的位置相对应，布局合理。其中，内环部17和外环部19的高度可以相等，也可以不相等。比如：对于前述将透镜1与前环集成设置的方案，内环部17的高度小于外环部19的高度，内环部17高度相对较小有利于简化透镜1结构，降低生产成本，外环部19高度相对较大，便于两个直面127及***子出射面153所在的部位延伸至灯壳3的外部形成为筒灯的前环。

进一步地，内环部17与外环部19之间限定出用于容纳光源2的环形凹槽。

本方案中，内环部17与外环部19之间限定出用于容纳光源2的环形凹槽，则环形凹槽的槽壁面形成为入射面11，可以有效减少灯具100的体积，并对光源2进行一定程度的保护，并使得光源2发出的光线尽可能进入透镜1，减少光源2的漏光现象。

实施例五

与上述任一实施例的区别在于：在上述任一实施例的基础上，进一步地，透镜1还设有散光结构159。

通过设置散光结构159，可以使得光线进一步分散，进一步提高透镜1的散光效果，进一步降低光能量密度，使得光线更加柔和。

具体地，散光结构159包括波纹面、鳞甲面或磨砂面。

本方案中，散光结构159优选为波纹面、鳞甲面或磨砂面，均可以显著提升透镜1的散光效果。但可以理解的是，具有连续变化折射角度的透明或半透明的平面或曲面，都可以成为散光结构159。其中，散光结构159可以是在模具上设置相应的微结构，使得透镜1成型后产生相应的散光结构159，也可以是在透镜1成型后对透镜1的表面进行喷砂、磨砂等处理得到相应的散光结构159。

其中，透镜1上至少与光源2对应的出光部位设有散光结构159，如图4所示。

在透镜1上至少与光源2对应的出光部位设置散光结构159，可以使得该部位的光线连成一片，较为柔和，从而起到隐藏光源2的效果，提高了灯具100的使用效果。

如图5所示，本发明第二方面的实施例提供的灯具100，包括：灯体和如第一方面实施例中任一项的透镜1。其中，灯体包括灯壳3和光源2；透镜1与灯壳3相连，且透镜1的入射面11朝向光源2，使光源2发出的光线进入透镜1。

本发明第二方面的实施例提供的灯具100，因包括第一方面实施例中任一项的透镜1，因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

其中灯体，除灯壳3和光源2外，还可以包括如驱动机构、传感装置、电源等部件。

在上述任一实施例中，灯具100为筒灯。

下面以筒灯为例，来详细描述本申请提供的透镜及包括该透镜的灯具，并与现有技术进行对比。

目前，凭借长寿命、LED灯(相当于本申请中的光源2)已然成为照明的主力军，在家居、商照及特种照明领域都占主导地位。

筒灯(相当于本申请中的灯具100)在家居及商业照明均被广泛应用，现有筒灯上射光为0％，下射光为100％，存在亮度高、发光面小的特点，这就导致光能量集中，直接眩光严重，降低光环境的舒适感。

基于此，本发明提供一种用透镜实现全角度发光的方法，通过光线的多次折射及反射，将光能量在整个空间中分布，同时利用灯具安装环境增大灯具出光面，将光能量散布在空间中，降低光能量密度，使光线柔和，降低眩光，提升光环境舒适度。

其具体结构如下：

一种筒灯，包括LED透镜(相当于本申请中的透镜1)，透镜为透明材质，由多个折射面、反射面构成，底部有可容纳LED灯珠(相当于本申请中的光源2)的空腔(即容纳槽)。透镜呈封闭环形结构，底部为一面开口的空腔，该空腔可容纳多个LED灯珠。透镜可将光路分为两部分，一部分向中部圆心处照射(即中心子出射面射出的光线)，另一部分朝***照射(即***子出射面射出的光线)。透镜可以增加折射面、反射面加波纹、鳞甲或磨砂等散光结构，提升透镜的散光效果。

其具体原理如下：

光线由灯珠发光面出射经透镜分光后分为两部分：一部分(即光线AB)从一个子入射面折射后经第一曲面反射最终从中心子出射面出射；另一部分(即光线CD)从另一个子入射面折射后经第二曲面及直面全反射最终从***子出射面出射。

光线A、B由中心子出射面出射后照射在漫反射面(安装有LED灯珠的铝基板)上，漫反射面成为二次朗博光源，出射的光柔和、均匀；光线C、D由***子出射面出射后也成为一个二次朗博光源，且为垂直出光面，有部分光朝上出射。光线A、B、C、D组合形成了全角度出光，光的空间分布范围变广，立体角内光强度降低，降低眩光，提升光环境舒适度。

其中，光线A、B经漫反射面反射，漫反射面为一出光面，光线C、D出射后可照射天花板上，再由天花板反射，天花板也成为一出光面，综合起来人眼视感出光面大幅度增加，也起到降低眩光的效果。

对该筒灯的发光效果进行测试，得到图6所示的配光曲线图。其中，圆心部位为光源，光源向下发射光线，圆上的波浪曲线代表各个方向的光线强度，由图6可以看出，光源的下方分布有光线，光源的上方也分布有光线，因而经本申请的透镜分光后灯具的光线出射角度范围大于180°，实现了全角度发光，将光能量散布在空间中，降低了光能量密度，使得光线柔和，降低眩光感，提升了光环境舒适度。

综上，本发明提供的透镜，通过结构的改进，使得透镜的光线出射角度范围大于180°，这使得光源发出的光线不只可以向光源的一侧方向(即远离灯具的安装面的方向)射出，还可以向光源的另一侧方向射出(即靠近灯具的安装面的方向，比如灯具安装在天花板上，光线不只可以向下射出还可以向上射出)，再经其他结构(包括但不限于空间环境及灯具的其他部件)反射，因而有效扩大了光源发出的光线的分布范围，扩大了光能量的分布范围，从而起到了降低光能量密度的目的，使得灯具的光线更加柔和，降低了眩光程度，提升了光环境的舒适感。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述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。

Claims (20)

1.一种透镜，其特征在于，包括：

入射面，适于供光源发出的光线进入所述透镜；

光路通道，其输入端与所述入射面相连，适于对进入所述透镜的光线进行折射和/或反射；

出射面，与所述光路通道的输出端相连，适于供所述透镜内的光线射出所述透镜，且所述入射面、所述光路通道和所述出射面相配合使所述透镜的光线出射角度范围大于180°。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，

所述光路通道包括多个子通道，所述出射面包括与所述子通道的数量相等且一一对应的多个子出射面，且多个所述子出射面朝向不同的方向。

3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，

所述子通道的数量为两个，两个所述子通道分别记为中心子通道和***子通道，与所述中心子通道和所述***子通道相对应的所述子出射面分别记为中心子出射面和***子出射面；

其中，所述中心子出射面朝向所述透镜的中心轴线，以使经所述中心子出射面射出的光线朝向所述透镜的中心方向射出；所述***子出射面背离所述透镜的中心轴线，以使经所述***子出射面射出的光线朝向所述透镜的***射出。

4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，

所述中心子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面，以使进入所述中心子通道的光线在所述中心子通道内经全反射后到达所述中心子出射面处射出；和/或

所述***子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面，以使进入所述***子通道的光线在所述***子通道内经全反射后到达所述***子出射面处射出。

5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，

对于所述中心子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面的情况，所述中心子通道的全反射面被配置为：适于使进入所述中心子通道的光线经所述全反射面一次反射后到达所述中心子出射面处。

6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，

所述中心子通道的全反射面为第一曲面，所述第一曲面的两端分别与所述入射面及所述中心子出射面相连。

7.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，

对于所述***子通道的侧壁面至少部分被构造成全反射面的情况，所述***子通道的全反射面被配置为：适于使进入所述***子通道的光线经所述全反射面多次反射后到达所述***子出射面处。

8.根据权利要求7所述的透镜，其特征在于，

所述***子通道的全反射面包括第二曲面和直面，且所述第二曲面的两端分别与所述入射面及所述直面的一端相连，所述直面的另一端与所述***子出射面相连。

9.根据权利要求8所述的透镜，其特征在于，

所述第二曲面包括相对设置的两个子曲面，所述直面包括相互平行的两个子直面。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的透镜，其特征在于，

所述中心子出射面与所述透镜的中心轴线相互平行；和/或

所述***子出射面与所述透镜的中心轴线相互平行。

11.根据权利要求2至9中任一项所述的透镜，其特征在于，

所述入射面包括与所述子通道的数量相等且一一对应的多个子入射面。

12.根据权利要求11所述的透镜，其特征在于，

所述子入射面包括多个转折相连的子面。

13.根据权利要求11所述的透镜，其特征在于，

多个所述子入射面依次相连围设出用于容纳所述光源的容纳槽。

14.根据权利要求1至9中任一项所述的透镜，其特征在于，

所述透镜呈环形。

15.根据权利要求14所述的透镜，其特征在于，

对于所述光路通道包括多个子通道且所述子通道的数量为两个的情况，所述透镜包括内环部和套设在所述内环部外侧并与所述内环部相连的外环部；

其中，所述入射面设置在所述内环部与所述外环部的连接部位处，所述光路通道的中心子通道和所述出射面的中心子出射面设于所述内环部，所述光路通道的***子通道和所述出射面的***子出射面设于所述外环部。

16.根据权利要求15所述的透镜，其特征在于，

所述内环部与所述外环部之间限定出用于容纳光源的环形凹槽。

17.根据权利要求1至9中任一项所述的透镜，其特征在于，

所述透镜还设有散光结构。

18.根据权利要求17所述的透镜，其特征在于，

所述散光结构包括波纹面、鳞甲面或磨砂面。

19.根据权利要求17所述的透镜，其特征在于，

所述透镜上至少与所述光源对应的出光部位设有所述散光结构。

20.一种灯具，其特征在于，包括：

灯体，包括灯壳和光源；和

如权利要求1至19中任一项所述的透镜，与所述灯壳相连，且所述透镜的入射面朝向所述光源，使所述光源发出的光线进入所述透镜。