專利名稱：菲涅爾透鏡及使用該菲涅爾透鏡的燈具的制作方法
菲涅爾透鏡及使用該菲涅爾透鏡的燈具
技術領域：
本發明涉及一種光學透鏡，尤其涉及一種菲涅爾透鏡及使用該菲涅爾透鏡的燈具。
背景技術：
目前，燈具進行泛光照明時，需要用到菲涅爾透鏡將光源光束變為泛光光束。傳統菲涅爾透鏡，具有入射面及單一折射凹面(通常為凹面)。但是，單一折射凹面會造成透鏡的厚度過大(一般大于10mm)，從而使得透鏡占用的空間較大，增加了安裝設計的難度，導致使用泛光透鏡的燈具體積過大，耗費過多的制造材料，造成浪費，使成本增加。
發明內容有鑒于此，有必要提供一種厚度小的菲涅爾透鏡。此外，提供一種使用上述菲涅爾透鏡的燈具。一種菲涅爾透鏡，包括入射面及與所述入射面相對的折射凹面，所述折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，所述圓環凹槽包括一靠近所述透鏡光軸的內側壁及一遠離所述透鏡光軸的外側壁，所述圓環凹槽的內側壁垂直于入射面，所述圓環凹槽的外側壁傾斜朝向透鏡光軸。優選的，所述入射面為平面，所述多個圓環凹槽的內側壁平行設置，所述圓環凹槽的外側壁曲率半徑以固定值依次遞增。優選的，所述折射凹面由三個同心設置的圓環凹槽分割而成，由透鏡光軸向外依次分別為第一圓環凹槽、第二圓環凹槽以及圓環凹槽。優選的，所述第一圓環凹槽包括第一內側壁及第一外側壁，所述第一圓環凹槽還包括一中心圓面，所述第二圓環凹槽包括的第二內側壁及第二外側壁，第三圓環凹槽包括第三內側壁和第三外側壁；所述中心圓面、第一外側壁、第二外側壁以及第三外側壁的曲率半徑以固定值依次遞增。優選的，所述中心圓面的曲率半徑為13至15mm，所述第一外側壁的曲率半徑為 15至17mm，所述第二外側壁的曲率半徑為17至19mm，所述第三外側壁的曲率半徑為19至 21mm。優選的，所述中心圓面的曲率半徑為14mm，所述第一外側壁的曲率半徑為16mm， 所述第二外側壁的曲率半徑為18mm，所述第三外側壁的曲率半徑為20mm。優選的，所述中心圓面沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為Imm;所述第一外側壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為0. 5mm ；所述第二外側壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為0. 5mm ；所述第三外側壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為 0. 5mmοCN 102537832 A
優選的，所述菲涅爾透鏡外徑為31. 5至34mm，沿軸向的厚度為4至5. 5mm。優選的，所述菲涅爾透鏡外徑為32. 5mm，沿軸向的厚度為4. 5mm。一種燈具，包括菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡為上述的菲涅爾透鏡。上述菲尼爾透鏡及使用該菲涅爾透鏡的燈具，折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，而非單一折射凹面，從而大大降低了透鏡的厚度，大大降低了透鏡體積和占用空間，使得使用該透鏡的燈具體積也大大減少，降低了安裝設計的難度，節約了制造材料， 減少浪費，使成本降低。同時，平行光經該菲涅爾透鏡出射后產生半光強角40度左右的泛光照明光束，進行泛光照明。
圖1是一個實施例中的菲涅爾透鏡結構軸向剖面圖；圖2是一個實施例中的菲涅爾透鏡結構后視圖；圖3是一個實施例中的菲涅爾透鏡結構側視圖；圖4是一個實施例中菲涅爾透鏡配光圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細描述。菲涅爾透鏡包括入射面及與入射面相對的折射凹面，該折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，圓環凹槽包括一靠近透鏡光軸的內側壁及遠離透鏡光軸的外側壁， 圓環凹槽的內側壁垂直于入射面，圓環凹槽的外側壁傾斜朝向透鏡光軸。圓環凹槽的外側壁曲率半徑以固定值依次遞增。圖1是一個實施例中的菲涅爾透鏡結構軸向剖面圖。圖2是一個實施例中的菲涅爾透鏡結構后視圖。圖3是一個實施例中的菲涅爾透鏡結構側視圖。結合圖1至圖3，該菲涅爾透鏡包括入射面100以及折射凹面200。折射凹面200 由多個同心設置的圓環凹槽300分割而成，圓環凹槽300包括一靠近透鏡光軸400的內側壁及遠離透鏡光軸400的外側壁，圓環凹槽300的內側壁垂直于入射面100，圓環凹槽300 的外側壁傾斜朝向透鏡光軸400。多個圓環凹槽300的外側壁彼此之間曲率半徑不同。該實施例中，入射面100為平面。折射凹面200由三個同心設置的圓環凹槽300分割而成，由透鏡光軸400向外依次分別為第一圓環凹槽310、第二圓環凹槽320以及第三圓環凹槽330。第一圓環凹槽310包括一靠近透鏡光軸400的第一內側壁311及遠離透鏡光軸 400的第一外側壁312。第一圓環凹槽310還包括一中心圓面313。第二子圓環凹槽320包括一靠近透鏡光軸400的第二內側壁321及遠離透鏡光軸400的第二外側壁322。第三圓環凹槽330包括一靠近透鏡光軸400的第三內側壁331及遠離透鏡光軸400的第三外側壁 332。第一內側壁311、第二內側壁321和第三內側壁331彼此平行設置。中心圓面313、第一外側壁312、第二外側壁322以及第三外側壁332的曲率半徑以固定值依次遞增。
中心圓面313的曲率半徑Rl為13至15mm，優選為14mm，沿透鏡光軸400與入射面100之間最小厚度Dl為Imm ；第一外側壁312的曲率半徑R2為15至17mm，優選為16mm，沿透鏡光軸400與入射面100之間最小厚度D2為0. 5mm ；第二外側壁322的曲率半徑R3為17至19mm，優選為18mm，沿透鏡光軸400與入射面100之間最小厚度D3為0. 5mm ；第三外側壁332的曲率半徑R4為19至21mm，優選為20mm，沿透鏡光軸400與入射面100之間最小厚度D4為0. 5mm。該實施例中，菲涅爾透鏡材質采用PMMA (聚甲基丙基酸甲酯，即有機玻璃)，一體成型。外徑為31. 5至34mm，優選為32. 5mm，沿軸向的厚度為3. 5至5mm，優選為4. 5mm。圖4是一個實施例中菲涅爾透鏡配光圖。該菲涅爾透鏡，平行光由入射面100入射到折射凹面200，折射凹面200由三個圓環凹槽300分隔而成，圓環凹槽300的外側壁曲率半徑不同，對平行光進行折射，將平行光變為泛光光束，實現泛光照明。經測定，平行光經該菲涅爾透鏡出射，產生半光強角40度左右的泛光照明光束，滿足大多數燈具的泛光照明要求。折射凹面200由圓環凹槽300分割而成不為單一曲面，從而大大減小了透鏡的厚度， 占用空間大大變小。在其他實施例中，透鏡還可采用玻璃材質。此外，還提供一種使用上述菲涅爾透鏡的燈具。上述菲尼爾透鏡及使用該菲涅爾透鏡的燈具，折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，而非單一折射凹面，從而大大降低了透鏡的厚度，大大降低了透鏡體積和占用空間，使得使用該透鏡的燈具體積也大大減少，降低了安裝設計的難度，節約了制造材料， 減少浪費，使成本降低。同時，平行光經該菲涅爾透鏡出射后產生半光強角40度左右的泛光照明光束，進行泛光照明。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種菲涅爾透鏡，包括入射面及與所述入射面相對的折射凹面，其特征在于，所述折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，所述圓環凹槽包括一靠近所述透鏡光軸的內側壁及一遠離所述透鏡光軸的外側壁，所述圓環凹槽的內側壁垂直于入射面，所述圓環凹槽的外側壁傾斜朝向透鏡光軸。
2.根據權利要求1所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述入射面為平面，所述多個圓環凹槽的內側壁平行設置，所述圓環凹槽的外側壁曲率半徑以固定值依次遞增。
3.根據權利要求2所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述折射凹面由三個同心設置的圓環凹槽分割而成，由透鏡光軸向外依次分別為第一圓環凹槽、第二圓環凹槽以及圓環凹槽。
4.根據權利要求3所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述第一圓環凹槽包括第一內側壁及第一外側壁，所述第一圓環凹槽還包括一中心圓面，所述第二圓環凹槽包括的第二內側壁及第二外側壁，第三圓環凹槽包括第三內側壁和第三外側壁；所述中心圓面、第一外側壁、第二外側壁以及第三外側壁的曲率半徑以固定值依次遞+曰O
5.根據權利要求4所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述中心圓面的曲率半徑為13至 15mm，所述第一外側壁的曲率半徑為15至17mm，所述第二外側壁的曲率半徑為17至19mm， 所述第三外側壁的曲率半徑為19至21mm。
6.根據權利要求5所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述中心圓面的曲率半徑為14mm， 所述第一外側壁的曲率半徑為16mm，所述第二外側壁的曲率半徑為18mm，所述第三外側壁的曲率半徑為20mm。
7.根據權利要求4所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述中心圓面沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為Imm ；所述第一外側壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為 0. 5mm ；所述第二外側壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為0. 5mm ；所述第三外側壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為0. 5mm。
8.根據權利要求1的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述菲涅爾透鏡外徑為31.5至34mm， 沿軸向的厚度為4至5. 5mm。
9.根據權利要求8的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述菲涅爾透鏡外徑為32.5mm，沿軸向的厚度為4. 5mm。
10.一種燈具，包括菲涅爾透鏡，其特征在于，所述菲涅爾透鏡為上述權利要求1至9任一所述的菲涅爾透鏡。
全文摘要
本發明涉及一種菲涅爾透鏡及使用該菲涅爾透鏡的燈具，該菲涅爾透鏡包括入射面及與入射面相對的折射凹面，其特征在于，折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，圓環凹槽包括一靠近透鏡光軸的內側壁及遠離透鏡光軸的外側壁，圓環凹槽的內側壁垂直于入射面，圓環凹槽的外側壁傾斜朝向透鏡光軸。本發明折射凹面由多個同心設置的圓環凹槽分割而成，而非單一折射凹面，從而大大降低了透鏡的厚度，大大降低了透鏡體積和占用空間，使得使用該透鏡的燈具體積也大大減少，降低了安裝設計的難度，節約了制造材料，減少浪費，使成本降低。同時，平行光經該菲涅爾透鏡出射后產生半光強角40度左右的泛光照明光束，進行泛光照明。
文檔編號F21V5/04GK102537832SQ201010610610
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者周明杰, 方敏 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司