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CN102537832A - 菲涅尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具 - Google Patents

菲涅尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具 Download PDF

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CN102537832A CN2010106106105A CN201010610610A CN102537832A CN 102537832 A CN102537832 A CN 102537832A CN 2010106106105 A CN2010106106105 A CN 2010106106105A CN 201010610610 A CN201010610610 A CN 201010610610A CN 102537832 A CN102537832 A CN 102537832A
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Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种菲涅尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具，该菲涅尔透镜包括入射面及与入射面相对的折射凹面，其特征在于，折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，圆环凹槽包括一靠近透镜光轴的内侧壁及远离透镜光轴的外侧壁，圆环凹槽的内侧壁垂直于入射面，圆环凹槽的外侧壁倾斜朝向透镜光轴。本发明折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，而非单一折射凹面，从而大大降低了透镜的厚度，大大降低了透镜体积和占用空间，使得使用该透镜的灯具体积也大大减少，降低了安装设计的难度，节约了制造材料，减少浪费，使成本降低。同时，平行光经该菲涅尔透镜出射后产生半光强角40度左右的泛光照明光束，进行泛光照明。

Description

菲涅尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具
【技术领域】
本发明涉及一种光学透镜，尤其涉及一种菲涅尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具。
【背景技术】
目前，灯具进行泛光照明时，需要用到菲涅尔透镜将光源光束变为泛光光束。
传统菲涅尔透镜，具有入射面及单一折射凹面(通常为凹面)。但是，单一折射凹面会造成透镜的厚度过大(一般大于10mm)，从而使得透镜占用的空间较大，增加了安装设计的难度，导致使用泛光透镜的灯具体积过大，耗费过多的制造材料，造成浪费，使成本增加。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种厚度小的菲涅尔透镜。
此外，提供一种使用上述菲涅尔透镜的灯具。
一种菲涅尔透镜，包括入射面及与所述入射面相对的折射凹面，所述折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，所述圆环凹槽包括一靠近所述透镜光轴的内侧壁及一远离所述透镜光轴的外侧壁，所述圆环凹槽的内侧壁垂直于入射面，所述圆环凹槽的外侧壁倾斜朝向透镜光轴。
优选的，所述入射面为平面，所述多个圆环凹槽的内侧壁平行设置，所述圆环凹槽的外侧壁曲率半径以固定值依次递增。
优选的，所述折射凹面由三个同心设置的圆环凹槽分割而成，由透镜光轴向外依次分别为：第一圆环凹槽、第二圆环凹槽以及圆环凹槽。
优选的，所述第一圆环凹槽包括第一内侧壁及第一外侧壁，所述第一圆环凹槽还包括一中心圆面，所述第二圆环凹槽包括的第二内侧壁及第二外侧壁，第三圆环凹槽包括第三内侧壁和第三外侧壁；
所述中心圆面、第一外侧壁、第二外侧壁以及第三外侧壁的曲率半径以固定值依次递增。
优选的，所述中心圆面的曲率半径为13至15mm，所述第一外侧壁的曲率半径为15至17mm，所述第二外侧壁的曲率半径为17至19mm，所述第三外侧壁的曲率半径为19至21mm。
优选的，所述中心圆面的曲率半径为14mm，所述第一外侧壁的曲率半径为16mm，所述第二外侧壁的曲率半径为18mm，所述第三外侧壁的曲率半径为20mm。
优选的，所述中心圆面沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为1mm；所述第一外侧壁沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为0.5mm；所述第二外侧壁沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为0.5mm；所述第三外侧壁沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为0.5mm。
优选的，所述菲涅尔透镜外径为31.5至34mm，沿轴向的厚度为4至5.5mm。
优选的，所述菲涅尔透镜外径为32.5mm，沿轴向的厚度为4.5mm。
一种灯具，包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜为上述的菲涅尔透镜。
上述菲尼尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具，折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，而非单一折射凹面，从而大大降低了透镜的厚度，大大降低了透镜体积和占用空间，使得使用该透镜的灯具体积也大大减少，降低了安装设计的难度，节约了制造材料，减少浪费，使成本降低。
同时，平行光经该菲涅尔透镜出射后产生半光强角40度左右的泛光照明光束，进行泛光照明。
【附图说明】
图1是一个实施例中的菲涅尔透镜结构轴向剖面图；
图2是一个实施例中的菲涅尔透镜结构后视图；
图3是一个实施例中的菲涅尔透镜结构侧视图；
图4是一个实施例中菲涅尔透镜配光图。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
菲涅尔透镜包括入射面及与入射面相对的折射凹面，该折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，圆环凹槽包括一靠近透镜光轴的内侧壁及远离透镜光轴的外侧壁，圆环凹槽的内侧壁垂直于入射面，圆环凹槽的外侧壁倾斜朝向透镜光轴。圆环凹槽的外侧壁曲率半径以固定值依次递增。
图1是一个实施例中的菲涅尔透镜结构轴向剖面图。图2是一个实施例中的菲涅尔透镜结构后视图。图3是一个实施例中的菲涅尔透镜结构侧视图。
结合图1至图3，该菲涅尔透镜包括入射面100以及折射凹面200。折射凹面200由多个同心设置的圆环凹槽300分割而成，圆环凹槽300包括一靠近透镜光轴400的内侧壁及远离透镜光轴400的外侧壁，圆环凹槽300的内侧壁垂直于入射面100，圆环凹槽300的外侧壁倾斜朝向透镜光轴400。多个圆环凹槽300的外侧壁彼此之间曲率半径不同。
该实施例中，入射面100为平面。
折射凹面200由三个同心设置的圆环凹槽300分割而成，由透镜光轴400向外依次分别为：第一圆环凹槽310、第二圆环凹槽320以及第三圆环凹槽330。
第一圆环凹槽310包括一靠近透镜光轴400的第一内侧壁311及远离透镜光轴400的第一外侧壁312。第一圆环凹槽310还包括一中心圆面313。第二子圆环凹槽320包括一靠近透镜光轴400的第二内侧壁321及远离透镜光轴400的第二外侧壁322。第三圆环凹槽330包括一靠近透镜光轴400的第三内侧壁331及远离透镜光轴400的第三外侧壁332。
第一内侧壁311、第二内侧壁321和第三内侧壁331彼此平行设置。
中心圆面313、第一外侧壁312、第二外侧壁322以及第三外侧壁332的曲率半径以固定值依次递增。
中心圆面313的曲率半径R1为13至15mm，优选为14mm，沿透镜光轴400与入射面100之间最小厚度D1为1mm；
第一外侧壁312的曲率半径R2为15至17mm，优选为16mm，沿透镜光轴400与入射面100之间最小厚度D2为0.5mm；
第二外侧壁322的曲率半径R3为17至19mm，优选为18mm，沿透镜光轴400与入射面100之间最小厚度D3为0.5mm；
第三外侧壁332的曲率半径R4为19至21mm，优选为20mm，沿透镜光轴400与入射面100之间最小厚度D4为0.5mm。
该实施例中，菲涅尔透镜材质采用PMMA(聚甲基丙基酸甲酯，即有机玻璃)，一体成型。外径为31.5至34mm，优选为32.5mm，沿轴向的厚度为3.5至5mm，优选为4.5mm。
图4是一个实施例中菲涅尔透镜配光图。该菲涅尔透镜，平行光由入射面100入射到折射凹面200，折射凹面200由三个圆环凹槽300分隔而成，圆环凹槽300的外侧壁曲率半径不同，对平行光进行折射，将平行光变为泛光光束，实现泛光照明。经测定，平行光经该菲涅尔透镜出射，产生半光强角40度左右的泛光照明光束，满足大多数灯具的泛光照明要求。折射凹面200由圆环凹槽300分割而成不为单一曲面，从而大大减小了透镜的厚度，占用空间大大变小。
在其他实施例中，透镜还可采用玻璃材质。
此外，还提供一种使用上述菲涅尔透镜的灯具。
上述菲尼尔透镜及使用该菲涅尔透镜的灯具，折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，而非单一折射凹面，从而大大降低了透镜的厚度，大大降低了透镜体积和占用空间，使得使用该透镜的灯具体积也大大减少，降低了安装设计的难度，节约了制造材料，减少浪费，使成本降低。
同时，平行光经该菲涅尔透镜出射后产生半光强角40度左右的泛光照明光束，进行泛光照明。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种菲涅尔透镜，包括入射面及与所述入射面相对的折射凹面，其特征在于，所述折射凹面由多个同心设置的圆环凹槽分割而成，所述圆环凹槽包括一靠近所述透镜光轴的内侧壁及一远离所述透镜光轴的外侧壁，所述圆环凹槽的内侧壁垂直于入射面，所述圆环凹槽的外侧壁倾斜朝向透镜光轴。
2.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述入射面为平面，所述多个圆环凹槽的内侧壁平行设置，所述圆环凹槽的外侧壁曲率半径以固定值依次递增。
3.根据权利要求2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述折射凹面由三个同心设置的圆环凹槽分割而成，由透镜光轴向外依次分别为：第一圆环凹槽、第二圆环凹槽以及圆环凹槽。
4.根据权利要求3所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第一圆环凹槽包括第一内侧壁及第一外侧壁，所述第一圆环凹槽还包括一中心圆面，所述第二圆环凹槽包括的第二内侧壁及第二外侧壁，第三圆环凹槽包括第三内侧壁和第三外侧壁；
所述中心圆面、第一外侧壁、第二外侧壁以及第三外侧壁的曲率半径以固定值依次递增。
5.根据权利要求4所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述中心圆面的曲率半径为13至15mm，所述第一外侧壁的曲率半径为15至17mm，所述第二外侧壁的曲率半径为17至19mm，所述第三外侧壁的曲率半径为19至21mm。
6.根据权利要求5所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述中心圆面的曲率半径为14mm，所述第一外侧壁的曲率半径为16mm，所述第二外侧壁的曲率半径为18mm，所述第三外侧壁的曲率半径为20mm。
7.根据权利要求4所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述中心圆面沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为1mm；所述第一外侧壁沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为0.5mm；所述第二外侧壁沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为0.5mm；所述第三外侧壁沿透镜光轴与所述入射面之间最小厚度为0.5mm。
8.根据权利要求1的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜外径为31.5至34mm，沿轴向的厚度为4至5.5mm。
9.根据权利要求8的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜外径为32.5mm，沿轴向的厚度为4.5mm。
10.一种灯具，包括菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜为上述权利要求1至9任一所述的菲涅尔透镜。
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