【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及透镜的领域，并且特别地，涉及采用全内反射的透镜。
技术介绍
1、对于灯或其它发光设备来说，利用透镜来提供受控的光束分布或光束角是非常普遍的。近来有这样的灯利用发光二极管(led)来提高产生光的效率的趋势。对于这样的灯存在大量的标准，诸如mr16、par30、par38和ar111，其全部利用透镜来提供限定的光束角。
2、目前期望改善由使用透镜的灯输出的光的效率和特性。一个感兴趣的领域将是提供一种透镜，该透镜提供具有改善的照明特性的期望的光束角。
技术实现思路
1、本专利技术由权利要求限定。
2、根据依照本专利技术的一个方面的示例，提供了一种具有光入射表面、反射表面和前表面的透镜。
3、光入射表面被配置为将从光源发射的光透射和/或折射通过光入射表面，以进入透镜中并且朝向反射表面和前表面。
4、反射表面被配置为从第一平面延伸到第二平面，并且具有被配置为关于光轴从第一平面到第二平面渐缩的形状。反射表面被配置为提供全内反射以将从至少光入射表面接收到的光朝向第一平面引导；
5、前表面具有第一部分和第二部分，第一部分位于第一平面中，第二部分具有关于光轴对称的台阶形状，该台阶形状限定延伸到透镜中的腔。第一部分被配置为包围第二部分，
6、前表面的第二部分的台阶形状包括一系列台阶，每个台阶包括第一台阶部分和第二台阶部分，第一台阶部分被配置为将直接从光入射表面接收到的光朝向第一平面透射和/或折射，第二台阶部分被配置为
7、反射表面还被配置为将从第二台阶部分接收到的光朝向第一平面重定向。
8、实施例提供了一种在透镜的光出射表面(前表面)中具有台阶形状的腔的透镜。台阶形状的腔被配置为使前表面的对应部分部分透射和部分反射，使得入射在所述部分上的一些光被透射通过前表面并且一些光朝向透镜的反射(侧)表面被反射。这种方法有效地将来自透镜的中心的光重新分布到透镜的侧面区域，以改善跨透镜前表面的照度均匀性。
9、在一些实施例中，对于每个第二台阶部分，光轴与第二台阶部分的切线之间的角度在从30°到60°的范围内。这种方法意味着第二台阶部分可以使用全内反射机制来将光朝向反射表面反射或引导。
10、在一些示例中，反射表面包括：第一内反射表面，其被配置为将直接从光入射表面接收到的光朝向第一平面反射；以及第二内反射表面，其中：每个第二台阶部分被配置为将直接从光入射表面接收到的光朝向反射表面的第二内反射表面引导；并且第二内反射表面被配置为将从第二台阶部分中的任何第二台阶部分接收到的光朝向第一平面反射。
11、第二内反射表面可以被配置为直接从光入射表面接收由光入射表面透射和/或折射的光的少于10％。每个第二台阶部分可以被配置为将直接从光入射表面接收到的光的多于80％朝向反射表面的第二内反射表面反射/引导。
12、可选地，第一平面与第一内反射表面的切线之间的角度(θ1)大于第一平面与第二内反射表面的切线之间的角度(θ2)。换句话说，第一内反射表面的切线可以(相对于第一平面)比第二内反射表面的切线更倾斜/坡度更大。然而，在一些情况下，θ1可以小于θ2。在其他示例中，θ1可以等于θ2。
13、在一些示例中，第一内反射表面和第二内反射表面在中间平面处相遇；并且第一假想线与第一平面之间的最小角度大于第二假想线与第一平面之间的最小角度。第一假想线从中间平面上与反射表面的边缘相交的点延伸到第二平面上与反射表面的边缘相交的最近点；并且第二假想线从第一平面上与反射表面的边缘相交的点延伸到中间平面上与反射表面的边缘相交的最近点。
14、每个第一台阶部分在腔内可以是凸形的。然而，这不是必需的，并且技术人员将容易认识到，第一台阶部分在腔内可以是平面的或凹形的，其选择可以取决于可以根据具体情况而变化的期望的光分布类型。
15、在一些示例中，每个第一台阶部分是基本上平面的并且相对于第一平面成非零角度。
16、反射表面可以被配置为将从光入射表面和前表面的第二部分接收到的光朝向前表面的第一部分引导。
17、在一些实例中，反射表面可以被配置为将(直接)从光入射表面和前表面的第二部分接收到的光的多于80％并且优选多于90％朝向前表面的第一部分引导。
18、在特定示例中，(从光入射表面和/或前表面的第二部分接收到的)由反射表面反射的所有光可以朝向前表面的第一部分被引导。“所有光”是指大部分光，即，不考虑或忽略(例如，由于缺陷)被反射表面吸收或散射的任何光。因此，所有光可以是指大部分光，例如>95％的光或>99％的光。
19、前表面的第一部分可以被配置为透射从反射表面接收到的光。
20、在一些实施例中，由台阶形状限定的腔的最大宽度或直径小于透镜的最大宽度或直径的50％，其中任何宽度位于平行于第一平面的方向上。例如，由台阶形状限定的腔的最大宽度或直径可以小于透镜的最大宽度或直径的40％。
21、在一些示例中，腔在垂直于第一平面的方向上的最大深度小于透镜的最大深度的75％，其中任何深度位于垂直于第一平面的方向上。
22、前表面还可以包括将第一部分连接到第二部分的第三部分，第三部分从第一平面延伸到第三平面，第三平面位于第一平面与第二平面之间。例如，第三平面可以位于第一平面与中间平面(如果存在)之间。在一些示例中，第三平面和中间平面是同一个平面。
23、前表面的第三部分可以(例如，基本上)垂直于第一平面。
24、在一些示例中，光入射表面被配置为：将透射通过光入射表面源的第一分数的光朝向反射表面折射或引导；并且将透射通过光入射表面的第二分数的光朝向前表面的第二部分折射或引导，其中第一分数和第二分数共计超过透射通过光入射表面的光的90％。
25、在一些示例中，光的第一分数和光的第二分数近似相等。
26、第一分数的光和第二分数的光可以各自包括透射通过光入射表面的光的至少相应40％，例如至少相应45％。
27、还提出了一种灯，该灯包括：光源，其被配置为发射光；以及本文描述的任何透镜。光源被定位为使得由光源发射的光朝向透镜的光入射表面被引导。该灯还可以包括框架，以将透镜耦合到光源并且定位光源使得由光源发射的光朝向透镜的光入射表面被引导。
28、本专利技术的这些和其它方面将从下文描述的(多个)实施例中变得显而易见，并参考下文描述的(多个)实施例得到阐述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种透镜(10)，具有光入射表面(110)、反射表面(120)和前表面(130)，其中：
2.根据权利要求1所述的透镜，其中，对于每个第二台阶部分，所述光轴与所述第二台阶部分的切线之间的角度在从30°到60°的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的透镜(10)，其中所述反射表面包括：
4.根据权利要求3所述的透镜，其中所述第一平面与所述第一内反射表面的切线之间的角度(θ1)大于所述第一平面与所述第二内反射表面的切线之间的角度(θ2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的透镜，其中每个第一台阶部分(301)在所述腔(135)内是凸形的。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的透镜，其中每个第一台阶部分(401)是基本上平面的并且相对于所述第一平面(191)成非零角度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜，其中所述反射表面被配置为将从所述光入射表面和所述前表面的所述第二部分接收到的光朝向所述前表面的所述第一部分引导。
8.根据权利要求7所述的透镜，其中所述前表面的所述第一部分被配置为透射从所
9.根据权利要求1至8中任一项所述的透镜，其中由所述台阶形状限定的所述腔的最大宽度(w1)小于所述透镜的最大宽度(w2)的50％，其中任何宽度位于平行于所述第一平面的方向上。
10.根据权利要求9所述的透镜，其中由所述台阶形状限定的所述腔的最大宽度小于所述透镜的最大宽度的40％。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的透镜，其中所述腔在垂直于所述第一平面的方向上的最大深度(h2)小于所述透镜的最大深度(h1)的75％，其中任何深度位于垂直于所述第一平面的方向上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的透镜，其中所述前表面还包括将所述第一部分连接到所述第二部分的第三部分(133)，所述第三部分从所述第一平面延伸到第三平面(193)，所述第三平面(193)位于所述第一平面与所述第二平面之间。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的透镜，其中所述光入射表面被配置为：
14.根据权利要求13所述的透镜，其中光的所述第一分数和光的所述第二分数近似相等。
15.一种灯，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种透镜(10)，具有光入射表面(110)、反射表面(120)和前表面(130)，其中：
2.根据权利要求1所述的透镜，其中，对于每个第二台阶部分，所述光轴与所述第二台阶部分的切线之间的角度在从30°到60°的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的透镜(10)，其中所述反射表面包括：
4.根据权利要求3所述的透镜，其中所述第一平面与所述第一内反射表面的切线之间的角度(θ1)大于所述第一平面与所述第二内反射表面的切线之间的角度(θ2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的透镜，其中每个第一台阶部分(301)在所述腔(135)内是凸形的。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的透镜，其中每个第一台阶部分(401)是基本上平面的并且相对于所述第一平面(191)成非零角度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜，其中所述反射表面被配置为将从所述光入射表面和所述前表面的所述第二部分接收到的光朝向所述前表面的所述第一部分引导。
8.根据权利要求7所述的透镜，其中所述前表面的所述第一部分被配置为透射从...
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