配光透鏡及采用該配光透鏡的照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)透鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配光透鏡及采用該配光透鏡的照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在照明技術(shù)領(lǐng)域中，為了使光源發(fā)出的光線能夠按照人們的需要進行分布，通常是需要采用各種光線轉(zhuǎn)換裝置對光線進行或反射、或折射、或聚集、或發(fā)散，如此改變光線的傳播路徑，最終得到符合人們實際需要的照明區(qū)域。
[0003]在目前的光線轉(zhuǎn)換裝置中，透鏡被廣泛的運用，原因在于，透鏡的各個側(cè)面即可作為反射光線的反射面或者作為折射光線的折射面，各個側(cè)面的相對位置統(tǒng)一，具有良好的可靠性和一致性，并且加工方便，制造簡單。
[0004]由于LED光源具有耗能少、適用性強、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時間短、對環(huán)境無污染、多色發(fā)光等優(yōu)點，正逐步取代傳統(tǒng)光源，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種照明場合。為了滿足不同應(yīng)用場合的需求，要得到想要的照明效果，必須采用二次配光元件如透鏡等對光源光線進行再次分配。
[0005]傳統(tǒng)配光方案是通過將光源發(fā)出的中心部分的光線透射和大角度光線經(jīng)全反射面反射的方式實現(xiàn)對光線的再次分配，這種方案對于光源中心部分的光線控制能力較弱，所以，目前的透鏡，在透鏡的設(shè)計照明區(qū)域中，輸出光照角度越小所需透鏡的光學(xué)口徑越大，中心光強要求越高所需透鏡光學(xué)高度就越高，采用這種方式，雖然可以提高對光源中心部分的光線的控制能力，但是這樣的代價是增加了材料成本，也增加了透鏡制造過程中注塑的難度和收縮的風(fēng)險，難以保證所設(shè)計的照明效果。
[0006]所以，基于上述，目前亟需一種能夠提高對光源中心部分的光線控制能力，減小透鏡光學(xué)口徑和光學(xué)高度，進而降低材料成本，降低注塑難度和收縮風(fēng)險，保證設(shè)計照明效果的透鏡結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:針對目前透鏡存在對光源中心部分的光線控制能力弱，透鏡結(jié)構(gòu)光學(xué)口徑和光學(xué)高度大，導(dǎo)致增加材料成本，難以保證設(shè)計的照明效果的不足，提供一種能夠提高對中心部分的光線控制能力，減小透鏡光學(xué)口徑和光學(xué)高度，進而降低材料成本，降低注塑難度和收縮風(fēng)險，保證設(shè)計照明效果的透鏡結(jié)構(gòu)。
[0008]—種配光透鏡，包括有透鏡體，所述透鏡體上設(shè)置有出光區(qū)域和中心透射區(qū)域，所述出光區(qū)域和中心透射區(qū)域之間還設(shè)置有外圈反射區(qū)域，所述透鏡體上還設(shè)置有中心反射區(qū)域，光源發(fā)出的光線由中心透射區(qū)域進入透鏡體，
在光源發(fā)出光線中，中心部分的光線為小角度光線，光線外圍部分的光線為大角度光線，
至少有一部分小角度光線進入透鏡體后照射在所述中心反射區(qū)域上，然后被所述中心反射區(qū)域反射到外圈反射區(qū)域上，再被外圈反射區(qū)域反射至出光區(qū)域，再由出光區(qū)域折射出透鏡體。
[0009]在本申請的上述方案中，光源發(fā)出的光線由中心透射區(qū)域進入透鏡體，在透鏡體內(nèi)經(jīng)折射和/或反射后由出光區(qū)域折射出透鏡體實現(xiàn)照明效果，由于在透鏡上還與中心透射區(qū)域相對的設(shè)置有中心反射區(qū)域，光源發(fā)出光線中的中心部分的光線被中心反射區(qū)域反射到外圈反射區(qū)域上，被外圈反射區(qū)域反射至出光區(qū)域，然后再由出光區(qū)域折射出透鏡體，也就是說，在本申請的上述方案中，光源中心部分的光線并不直接由出光區(qū)域折射出去，而是需要經(jīng)過中心反射區(qū)域和外圈反射區(qū)域的反射，如此，可以通過中心反射區(qū)域和外圈反射區(qū)域靈活的對光源中心部分的光線進行控制和調(diào)整，進而提高對光源中心部分光線的控制能力，在達到相同照明效果時，較目前的常規(guī)透鏡而言，可以減小透鏡光學(xué)口徑和光學(xué)高度，節(jié)約透鏡的材料成本和制造難度，降低注塑難度和收縮風(fēng)險，保證透鏡的設(shè)計照明效果;
再一方面，由中心透射區(qū)域進入透鏡內(nèi)的光線，全部由大口徑的外圈反射區(qū)域進行反射，部分光線的光路得到有效的折疊，也進一步的使透鏡可以采用更小的光學(xué)口徑和光學(xué)高度。
[0010]作為優(yōu)選，所述出光區(qū)域環(huán)繞于所述中心反射區(qū)域外。
[0011]作為優(yōu)選，所述中心透射區(qū)域沿透鏡體的中軸線分為第一腔體和第二腔體，所述第一腔體靠近所述出光區(qū)域，所述第二腔體靠近光源，所述第二腔體環(huán)繞于所述第一腔體外，所述第一腔體的內(nèi)壁為第一入射面，所述第二腔體的內(nèi)壁為第二入射面，
小角度光線由第一入射面折射進入透鏡體，大角度光線由第二入射面折射進入透鏡體。
[0012]在本申請的上述方案中，將光源發(fā)出的光線中的小角度光線和大角度光線分別控制，不僅提高了對小角度光線的控制能力，同時也提高了對大角度光線的控制能力，進一步的保證透鏡的設(shè)計照明效果；
另一方面，對于LED光源，現(xiàn)有的一些LED封裝方式及熒光粉涂布方式還會造成LED光源的色溫隨著出光角度發(fā)生變化，尤其是LED光源發(fā)出的大角度范圍的光線，其色溫隨角度變化更加明顯，導(dǎo)致容易在照明區(qū)域產(chǎn)生色彩不均勻的現(xiàn)象，傳統(tǒng)方法通常是在配光透鏡的出光區(qū)域添加復(fù)眼或?qū)⑼哥R的出光區(qū)域做成毛面，這樣會影響透鏡的出光效率，而在本申請的上述方案中，大角度光線通過第二入射面和外圈反射區(qū)域的協(xié)調(diào)控制，使得本申請的透鏡結(jié)構(gòu)中，無論是大角度光線還是小角度光線都是通過外圈反射區(qū)域協(xié)調(diào)反射后由出光區(qū)域折射出透鏡，進而也降低了照明區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)色彩不均勻的可能。
[0013]作為優(yōu)選，所述外圈反射區(qū)域包括第一反射區(qū)域和第二反射區(qū)域，所述第一反射區(qū)域靠近中心透射區(qū)域，所述第二反射區(qū)域靠近所述出光區(qū)域，所述第第一反射區(qū)域與第二反射區(qū)域形成臺階結(jié)構(gòu)，
至少一部分小角度光線由第一入射面折射進入透鏡體后，經(jīng)中心反射區(qū)域反射至第二反射區(qū)域，然后再被反射至出光區(qū)域;至少一部分大角度光線由第二入射面折射進入透鏡體后照射在第一反射區(qū)域上，再被第一反射區(qū)域反射至中心反射區(qū)域，然后再被中心反射區(qū)域反射至第二反射區(qū)域，最后由第二反射區(qū)域反射至出光區(qū)域。
[0014]在本申請的上述方案中，將外圈反射區(qū)域設(shè)置為第一反射區(qū)域和第二反射區(qū)域，使得，光源發(fā)出光線中的部分小角度光線由第一入射面折射進入透鏡體后，經(jīng)中心反射區(qū)域反射至第二反射區(qū)域，然后再被反射至出光區(qū)域;而大角度光線則由第二入射面折射進入透鏡體后照射在第一反射區(qū)域上，再被第一反射區(qū)域反射至中心反射區(qū)域，然后再被中心反射區(qū)域反射至第二反射區(qū)域，最后由第二反射區(qū)域反射至出光區(qū)域，進一步的提高了本申請透鏡結(jié)構(gòu)對大角度光線的控制能力，進一步的保證透鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計照明效果，以及進一步的降低照明區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)色彩不均勻的可能；
再一方面，大角度光線通過第二入射面、第一反射區(qū)域和中心反射區(qū)域的調(diào)整，方便控制這部分光線照射在第二反射區(qū)域上的角度，進而方便第二反射區(qū)域?qū)@部分光線的調(diào)整，簡化第二反射區(qū)域的結(jié)構(gòu)，方便透鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計和制造。
[0015]作為優(yōu)選，所述中心透射區(qū)域還包括有第三腔體，所述第三腔體的外緣與所述第二腔體相拼接，所述第三腔體的側(cè)壁為第三入射面，光源發(fā)出的光線中，處于小角度光線與大角度光線之間的光線由第三入射面折射進入透鏡體。
[0016]在本申請的上述方案中，通過設(shè)置第三腔體形成第三入射面，第三入射面位于第一入射面和第二入射面之間，如此使得，在本申請的透鏡結(jié)構(gòu)中，光源發(fā)出的光線，其中心部分的光線由第一入射面折射進入透鏡體，大角度光線由第二入射面折射進入透鏡體，而，位于中心部分的光線與大角度光線之間的光線由第三入射面折射進入透鏡體，即，實現(xiàn)了對光源發(fā)出光線的分別控制，直接提高了本申請透鏡結(jié)構(gòu)對光源發(fā)出光線的控制能力。
[0017]作為優(yōu)選，所述第二腔體上靠近所述第一腔體的側(cè)壁為第三反射區(qū)域，由第三入射面折射進入透鏡體的光線被折射至第三反射區(qū)域，再被第三反射區(qū)域反射至中心反射區(qū)域，然后再被反射至第二反射區(qū)域，并被第二反射區(qū)域反射至出光區(qū)域后，由出光區(qū)域折射出透鏡體。
[0018]在上述方案中，由第三入射面折射進入透鏡體的光線被折射至第三反射區(qū)域，再被第三反射區(qū)域反射至中心反射區(qū)域，然后在被反射至第二反射區(qū)域，如此，也提高了本申請透鏡結(jié)構(gòu)對這部分光線的控制能力;而且，通過第三入射面、第三反射區(qū)域和中心反射區(qū)域的協(xié)調(diào)控制，方便控制這部分光線照射在第二反射區(qū)域上的角度，進而方便第二反射區(qū)域?qū)@部分光線的調(diào)整，簡化第二反射區(qū)域的結(jié)構(gòu)，方便透鏡結(jié)構(gòu)的