本發(fā)明涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高利用率的洗墻透鏡。

背景技術(shù)：

在洗墻亮化燈具中，一般都將led的透鏡做成小角度的，以達(dá)到應(yīng)有的洗墻高度和均勻度。雖然把角度做小可以提高洗墻的高度，但仍然有大約50%的光通量被浪費(fèi)掉，為了提高利用率，一般也可以將燈具向墻方向傾斜一定的角度，這樣可以讓更多的光照射在墻面上，但會降低洗墻的高度和墻面上照度的均勻度。也有將小角度透鏡設(shè)計(jì)成偏光的，但一般都會在小角度透鏡上增加偏光結(jié)構(gòu)來達(dá)到目的的，但這樣處理后，增加了透鏡的材料，增加了成本，雖然可以將偏光結(jié)構(gòu)做成鋸齒狀，以減少材料，但減少的額度有限，并且加工難度增大，且防眩光結(jié)構(gòu)做成鋸齒狀后，會相應(yīng)的增加雜散光，不但影響了墻面上照度的均勻度，同時(shí)增加了眩光。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種高利用率的洗墻透鏡，提高光利用率并降低眩光。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高利用率的洗墻透鏡，包括依次連接的第一折反射系統(tǒng)、折射系統(tǒng)和第二折反射系統(tǒng)；

所述第一折反射系統(tǒng)在透鏡的內(nèi)部具有第一折射面，在透鏡的側(cè)面具有第一全反射面，在透鏡的頂部具有第一出光面；

所述第二折反射系統(tǒng)在透鏡的內(nèi)部具有第二折射面，在透鏡的側(cè)面具有第二全反射面，在透鏡的頂部具有第二出光面；

所述折射系統(tǒng)在透鏡的內(nèi)部具有第三折射面，在透鏡的頂部具有第三出光面。

在一種優(yōu)選的方案中，所述第一折射面和第二折射面在透鏡的橫切面上的投影均為直線。

在一種優(yōu)選的方案中，所述第一全反射面和第二全反射面在透鏡的橫切面上的投影均為二次曲線。

在一種優(yōu)選的方案中，和第三折射面在透鏡的橫切面上的投影為自由曲線。

在一種優(yōu)選的方案中，所述第一出光面由兩個(gè)條狀弧形面組成。

在一種優(yōu)選的方案中，所述第一出光面、第二出光面和第三出光面均由至少一個(gè)條狀弧形面組成。

在一種優(yōu)選的方案中，所述透鏡為一體式注塑成型結(jié)構(gòu)。

在一種優(yōu)選的方案中，所述透鏡采用pc材質(zhì)或pmma材質(zhì)。

在一種優(yōu)選的方案中，所述透鏡的兩側(cè)分別設(shè)有起固定作用的第一固定翅片和第二固定翅片。

在一種優(yōu)選的方案中，所述第一折反射系統(tǒng)的底部設(shè)有第一支撐條，第二折反射系統(tǒng)的底部設(shè)有第二支撐條。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明公開一種高利用率的洗墻透鏡，包括依次連接的第一折反射系統(tǒng)、折射系統(tǒng)和第二折反射系統(tǒng)；本發(fā)明在不增加透鏡材料的情況下，實(shí)現(xiàn)光線的偏轉(zhuǎn)；本發(fā)明能夠消除洗墻效果中的常見的底部暗區(qū)，使照度均勻度提高到70%以上；本發(fā)明根據(jù)實(shí)際洗墻高度進(jìn)行透鏡設(shè)計(jì)，使光通量的實(shí)際利用率達(dá)到80%；本發(fā)明能夠降低眩光，減少無用光的光污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明洗墻透鏡的立體圖。

圖2為本發(fā)明洗墻透鏡的截面圖。

圖3為本發(fā)明洗墻透鏡的各折射面、全反射面和出光面示意圖。

圖4為本發(fā)明洗墻透鏡的出光面示意圖。

圖5為本發(fā)明洗墻透鏡的出光面示意圖。

圖6為本發(fā)明洗墻透鏡的建立的坐標(biāo)系圖。

圖7為折射面和出光面的母線和坐標(biāo)軸的夾角說明圖。

圖8為光線通過洗墻透鏡打在墻面的示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；

為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1

如圖1-5所示，一種高利用率的洗墻透鏡，包括依次連接的第一折反射系統(tǒng)11、折射系統(tǒng)12和第二折反射系統(tǒng)13；第一折反射系統(tǒng)11、折射系統(tǒng)12和第二折反射系統(tǒng)13為本發(fā)明的光學(xué)功能件，起到偏轉(zhuǎn)光線方向和重新分配光能的作用。

所述第一折反射系統(tǒng)11在透鏡1的內(nèi)部具有第一折射面111，在透鏡1的側(cè)面具有第一全反射面112，在透鏡1的頂部具有第一出光面113；

所述第二折反射系統(tǒng)13在透鏡1的內(nèi)部具有第二折射面131，在透鏡1的側(cè)面具有第二全反射面132，在透鏡1的頂部具有第二出光面133；

所述折射系統(tǒng)12在透鏡1的內(nèi)部具有第三折射面121，在透鏡1的頂部具有第三出光面122；

透鏡1的兩側(cè)分別設(shè)有起固定作用的第一固定翅片14和第二固定翅片17。

第一折反射系統(tǒng)11的底部設(shè)有第一支撐條16，第二折反射系統(tǒng)13的底部設(shè)有第二支撐條15。

如附圖6所示，為方便描述入射面與全反射面及出射面之間的關(guān)系，在偏光透鏡1的橫切面10上建立直角坐標(biāo)系：以支撐條16和支撐條15上端的連線的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)o，以通過原點(diǎn)o的水平線為x軸，以通過原點(diǎn)o的垂直線為y軸。

所述第一折射面111和第二折射面131在透鏡1的橫切面10上的投影均為直線。

所述第一全反射面112和第二全反射面132在透鏡1的橫切面10上的投影均為二次曲線。

所述第一出光面113由兩個(gè)分離的條狀弧形面1131和1132組成。

如附圖7所示，從原點(diǎn)o發(fā)出的光線入射在第一折反射系統(tǒng)11的角度為α，根據(jù)條形光源光通量分布公式，則入射在第一折反射系統(tǒng)11上的光通量占總光通量的比值為；

從第一折反射系統(tǒng)11出射的光線是由出光面1131和1132進(jìn)行控制的，為了讓進(jìn)入第一折反射系統(tǒng)11的α角度范圍內(nèi)的光線投射到目標(biāo)區(qū)域，需要調(diào)整第一全反射面112的弧度。該第一全反射面112在透鏡1的橫切面10上的投影為一自由曲線，通過調(diào)整該自由曲線的控制點(diǎn)，使得從第一全反射面112上全反射的光線入射在條狀弧形面1131和1132上。

如圖8所示，將墻面分為不同的部分，從墻面最頂部到最底部依次劃分為ab/bc/cd/de/ef/fg段,不同段依次長度分別為ab/bc/cd/de/ef/fg。假設(shè)墻面總高度ag=ag。

依照設(shè)計(jì)方案，從第一折反射系統(tǒng)11的條狀弧形面1131和1132出射的光線將投射在墻面ab和bc。通過調(diào)整條狀弧形面1131和1132的弧面曲率，使得光線分別入射在墻面ab和bc端。ab和bc端占總長度的比值為，如果按照均勻照度分布，則長度的比值bac即為光通量的比值，則bz1=bac。即可以由角度α計(jì)算出從第一折反射系統(tǒng)11出射的光線需照射在墻面的范圍ac。

根據(jù)照射范圍，調(diào)整條狀弧形面1131和1132的弧面曲線，以便從條狀弧形面1131和1132的出射的光入射在墻面ac上。

兩個(gè)分離的條狀弧形面1131和1132由正六邊形圓弧面13311和11321陣列組成。根據(jù)投射效果可以調(diào)整由正六邊形圓弧面11311和11321的大小和高度，該圓弧面的作用是光線均勻過渡，從而不會在段與段之間產(chǎn)生明顯分層現(xiàn)象，同時(shí)防止出現(xiàn)黃斑，使色度空間一致。

折射系統(tǒng)12的第三出光面122由三個(gè)分離的弧面1221、1222和1223組成，三個(gè)分離的弧面1221、1222和1223分別由正六邊形圓弧面12211、12221和12231陣列組成。

從原點(diǎn)o發(fā)出的光線入射在折射系統(tǒng)12的角度為θ，根據(jù)條形光源光通量分布公式，則入射在折射系統(tǒng)12上的光通量占總光通量的比值為。

從折射系統(tǒng)12出射的光線是由弧面1221、1222和1223進(jìn)行控制的，為了讓進(jìn)入折射系統(tǒng)12的θ角度范圍內(nèi)的光線投射到目標(biāo)區(qū)域，需要調(diào)整第三折射面121的弧度。該第三折射面121在橫切面10上的投影為一自由曲線，該自由曲線可以為連續(xù)曲線或者非連續(xù)曲線，在本方案中，采用非連續(xù)曲線，該非連續(xù)曲線為一向墻面傾斜的非連續(xù)斜線。并通過調(diào)整改非連續(xù)曲線的控制點(diǎn)，使得從第三折射面121上折射的光線入射在弧面1221、1222和1223上。

依照設(shè)計(jì)方案，從折射系統(tǒng)12的第三出光面122即弧面1221、1222和1223上出射的光線將投射在墻面cd、de和ef端。通過調(diào)整1221、1222和1223的弧面曲率，使得光線分別入射在墻面cd、de和ef端。cf端占總長度的比值為，如果按照均勻照度分布，則長度的比值bcf即為光通量的比值，則bz2=bcf。即可以由角度α和角度δ計(jì)算出從折射系統(tǒng)12出射的光線需照射在墻面的范圍cf。

根據(jù)照射范圍，調(diào)整弧面1221、1222和1223的弧面曲線，以便從這三個(gè)弧面1221、1222和1223出射的光入射在墻面cf上。

弧面1221、1222和1223由正六邊形的圓弧12211、12221和12231陣列組成，根據(jù)投射效果可以調(diào)整正六邊形的圓弧12211、12221和12231的大小和高度，該圓弧的作用是光線均勻過渡，從而不會在段與段之間產(chǎn)生明顯分層現(xiàn)象，同時(shí)防止出現(xiàn)黃斑，使色度空間一致。

第二折反射系統(tǒng)13的第二出光面133由一個(gè)弧面1331組成，弧面1331由正六邊形圓弧面13311陣列組成。

從原點(diǎn)o發(fā)出的光線入射在第二折反射系統(tǒng)13的角度為δ，根據(jù)條形光源光通量分布公式，則入射在第二折反射系統(tǒng)13上的光通量占總光通量的比值為。

依照設(shè)計(jì)方案，從第二折射系統(tǒng)13弧面1331出射的光線將投射在墻面fg端。通過調(diào)整弧面1331的弧面曲率，使得光線分別入射在墻面fg端。fg端占總長度的比值為，如果按照均勻照度分布，則長度的比值bfg即為光通量的比值，則bz3=bfg。即可以由角度δ計(jì)算出從第二折反射系統(tǒng)13出射的光線需照射在墻面的范圍fg。

弧面1331由正六邊形的圓弧13311陣列組成，根據(jù)投射效果可以調(diào)整正六邊形的圓弧13311的大小和高度，該圓弧的作用是光線均勻過渡，從而不會在段與段之間產(chǎn)生明顯分層現(xiàn)象，同時(shí)防止出現(xiàn)黃斑，使色度空間一致。

所述透鏡1為一體式注塑成型結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為pc或pmma。

通過以上實(shí)施方式，本發(fā)明在不增加材料的，不增加透鏡模具加工難度的情況下，實(shí)現(xiàn)透鏡的偏光功能；并且通過合理的設(shè)計(jì)，消除洗墻效果中的常見的底部暗區(qū)，使照度均勻度提高到70%以上；并根據(jù)實(shí)際洗墻高度進(jìn)行透鏡設(shè)計(jì)，使光通量的實(shí)際利用率達(dá)到80%；降低眩光，減少無用光的光污染。

相同或相似的標(biāo)號對應(yīng)相同或相似的部件；

附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。