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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
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?yōu)榉汗夤馐鹘y(tǒng)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(shè)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(fā)明內(nèi)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(shè)置的圓環(huán)凹槽分割而成，所述圓環(huán)凹槽包括一靠近所述透鏡光軸的內(nèi)側(cè)壁及一遠離所述透鏡光軸的外側(cè)壁，所述圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)壁垂直于入射面，所述圓環(huán)凹槽的外側(cè)壁傾斜朝向透鏡光軸。優(yōu)選的，所述入射面為平面，所述多個圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)壁平行設(shè)置，所述圓環(huán)凹槽的外側(cè)壁曲率半徑以固定值依次遞增。優(yōu)選的，所述折射凹面由三個同心設(shè)置的圓環(huán)凹槽分割而成，由透鏡光軸向外依次分別為第一圓環(huán)凹槽、第二圓環(huán)凹槽以及圓環(huán)凹槽。優(yōu)選的，所述第一圓環(huán)凹槽包括第一內(nèi)側(cè)壁及第一外側(cè)壁，所述第一圓環(huán)凹槽還包括一中心圓面，所述第二圓環(huán)凹槽包括的第二內(nèi)側(cè)壁及第二外側(cè)壁，第三圓環(huán)凹槽包括第三內(nèi)側(cè)壁和第三外側(cè)壁；所述中心圓面、第一外側(cè)壁、第二外側(cè)壁以及第三外側(cè)壁的曲率半徑以固定值依次遞增。優(yōu)選的，所述中心圓面的曲率半徑為13至15mm，所述第一外側(cè)壁的曲率半徑為 15至17mm，所述第二外側(cè)壁的曲率半徑為17至19mm，所述第三外側(cè)壁的曲率半徑為19至 21mm。優(yōu)選的，所述中心圓面的曲率半徑為14mm，所述第一外側(cè)壁的曲率半徑為16mm， 所述第二外側(cè)壁的曲率半徑為18mm，所述第三外側(cè)壁的曲率半徑為20mm。優(yōu)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(cè)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(cè)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(cè)壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為 0. 5mmοCN 102537832 A
優(yōu)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(yōu)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(shè)置的圓環(huán)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(shè)計的難度，節(jié)約了制造材料， 減少浪費，使成本降低。同時，平行光經(jīng)該菲涅爾透鏡出射后產(chǎn)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(jié)構(gòu)軸向剖面圖；圖2是一個實施例中的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)后視圖；圖3是一個實施例中的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)側(cè)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(jié)合附圖，對本發(fā)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(shè)置的圓環(huán)凹槽分割而成，圓環(huán)凹槽包括一靠近透鏡光軸的內(nèi)側(cè)壁及遠離透鏡光軸的外側(cè)壁， 圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)壁垂直于入射面，圓環(huán)凹槽的外側(cè)壁傾斜朝向透鏡光軸。圓環(huán)凹槽的外側(cè)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(jié)構(gòu)軸向剖面圖。圖2是一個實施例中的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)后視圖。圖3是一個實施例中的菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。結(jié)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(shè)置的圓環(huán)凹槽300分割而成，圓環(huán)凹槽300包括一靠近透鏡光軸400的內(nèi)側(cè)壁及遠離透鏡光軸400的外側(cè)壁，圓環(huán)凹槽300的內(nèi)側(cè)壁垂直于入射面100，圓環(huán)凹槽300 的外側(cè)壁傾斜朝向透鏡光軸400。多個圓環(huán)凹槽300的外側(cè)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(shè)置的圓環(huán)凹槽300分割而成，由透鏡光軸400向外依次分別為第一圓環(huán)凹槽310、第二圓環(huán)凹槽320以及第三圓環(huán)凹槽330。第一圓環(huán)凹槽310包括一靠近透鏡光軸400的第一內(nèi)側(cè)壁311及遠離透鏡光軸 400的第一外側(cè)壁312。第一圓環(huán)凹槽310還包括一中心圓面313。第二子圓環(huán)凹槽320包括一靠近透鏡光軸400的第二內(nèi)側(cè)壁321及遠離透鏡光軸400的第二外側(cè)壁322。第三圓環(huán)凹槽330包括一靠近透鏡光軸400的第三內(nèi)側(cè)壁331及遠離透鏡光軸400的第三外側(cè)壁 332。第一內(nèi)側(cè)壁311、第二內(nèi)側(cè)壁321和第三內(nèi)側(cè)壁331彼此平行設(shè)置。中心圓面313、第一外側(cè)壁312、第二外側(cè)壁322以及第三外側(cè)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(yōu)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(cè)壁312的曲率半徑R2為15至17mm，優(yōu)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(cè)壁322的曲率半徑R3為17至19mm，優(yōu)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(cè)壁332的曲率半徑R4為19至21mm，優(yōu)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(zhì)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(yōu)選為32. 5mm，沿軸向的厚度為3. 5至5mm，優(yōu)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(huán)凹槽300分隔而成，圓環(huán)凹槽300的外側(cè)壁曲率半徑不同，對平行光進行折射，將平行光變?yōu)榉汗夤馐?，實現(xiàn)泛光照明。經(jīng)測定，平行光經(jīng)該菲涅爾透鏡出射，產(chǎn)生半光強角40度左右的泛光照明光束，滿足大多數(shù)燈具的泛光照明要求。折射凹面200由圓環(huán)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(zhì)。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(shè)置的圓環(huán)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(shè)計的難度，節(jié)約了制造材料， 減少浪費，使成本降低。同時，平行光經(jīng)該菲涅爾透鏡出射后產(chǎn)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(fā)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(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)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(shè)置的圓環(huán)凹槽分割而成，所述圓環(huán)凹槽包括一靠近所述透鏡光軸的內(nèi)側(cè)壁及一遠離所述透鏡光軸的外側(cè)壁，所述圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)壁垂直于入射面，所述圓環(huán)凹槽的外側(cè)壁傾斜朝向透鏡光軸。
2.根據(jù)權(quán)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(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)壁平行設(shè)置，所述圓環(huán)凹槽的外側(cè)壁曲率半徑以固定值依次遞增。
3.根據(jù)權(quán)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(shè)置的圓環(huán)凹槽分割而成，由透鏡光軸向外依次分別為第一圓環(huán)凹槽、第二圓環(huán)凹槽以及圓環(huán)凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的菲涅爾透鏡，其特征在于，所述第一圓環(huán)凹槽包括第一內(nèi)側(cè)壁及第一外側(cè)壁，所述第一圓環(huán)凹槽還包括一中心圓面，所述第二圓環(huán)凹槽包括的第二內(nèi)側(cè)壁及第二外側(cè)壁，第三圓環(huán)凹槽包括第三內(nèi)側(cè)壁和第三外側(cè)壁；所述中心圓面、第一外側(cè)壁、第二外側(cè)壁以及第三外側(cè)壁的曲率半徑以固定值依次遞+曰O
5.根據(jù)權(quán)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(cè)壁的曲率半徑為15至17mm，所述第二外側(cè)壁的曲率半徑為17至19mm， 所述第三外側(cè)壁的曲率半徑為19至21mm。
6.根據(jù)權(quán)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(cè)壁的曲率半徑為16mm，所述第二外側(cè)壁的曲率半徑為18mm，所述第三外側(cè)壁的曲率半徑為20mm。
7.根據(jù)權(quán)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(cè)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(cè)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(cè)壁沿透鏡光軸與所述入射面之間最小厚度為0. 5mm。
8.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(quán)利要求1至9任一所述的菲涅爾透鏡。
全文摘要
本發(fā)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(shè)置的圓環(huán)凹槽分割而成，圓環(huán)凹槽包括一靠近透鏡光軸的內(nèi)側(cè)壁及遠離透鏡光軸的外側(cè)壁，圓環(huán)凹槽的內(nèi)側(cè)壁垂直于入射面，圓環(huán)凹槽的外側(cè)壁傾斜朝向透鏡光軸。本發(fā)明折射凹面由多個同心設(shè)置的圓環(huán)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(shè)計的難度，節(jié)約了制造材料，減少浪費，使成本降低。同時，平行光經(jīng)該菲涅爾透鏡出射后產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)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(shù)有限公司