[发明专利]菲涅耳透镜板和使用它的灯具

说明书

技术领域

本发明一般涉及用在照明设备中的菲涅耳透镜板的改善，更具体地，涉及能够将光束会聚在相对小的角度中且实现高效均匀照明和更有效光通量的菲涅耳透镜板，以及利用所述菲涅耳透镜板作为透光片的一种灯具。

背景技术

具有光源和菲涅耳透镜的组合的灯在本领域中通常用于收集、聚焦和定向来自光源的光。最常见的这种灯是，光源被布置为面向菲涅耳透镜，使菲涅耳透镜重定向从光源发出的光，目的是会聚光或分散光。

在需要高强度光的应用如下射式灯和聚光灯中，菲涅耳透镜板是非常有用的，可以将光线会聚到相对较小的区域。图1所示为菲涅耳透镜板100在灯中用作透光片的传统配置。如图所示，菲涅耳透镜板100由多个同心环的透镜段110组成，且每个透镜段110具有基本上三角形结构的截面。所述三角形结构通常是一个直角三角形，含有一个斜边和一个锐角顶角。图2显示该常规菲涅耳透镜板产生的照明分布图。从光源(未显示)发出的光的一部分被折射，通常沿上述直角三角形的斜边穿过菲涅耳透镜板，限定具有一个覆盖面Z1的照明区。可以看出，上述照明通常是圆形分布的，并且较少分布在覆盖区域Z1的中心部分。

图3清楚地表明，从光源150发出的光的另一光部分被由菲涅耳透镜板的平面表面反射回来，不能被折射以穿过菲涅耳透镜板，并且该光的再一个部分被反射、然后折射以穿过所述菲涅耳透镜板。如图所示，从光源150发出的光从各个方向指向菲涅耳透镜板100，且该光的很大一部分被反射到在与菲涅耳透镜板相反的方向中行进，结果是损失了这部分光。在该图中，以粗体显示的线条代表了被直接折射穿过菲涅耳透镜板的一部分光。而细线代表先被反射和然后被折射以穿过菲涅耳透镜板的一部分光，这部分光没有被直接折射的那部分光线明亮。

因此，对用在灯中的菲涅耳透镜板存在一种要求，以更好地会聚具有较小光束角度的光束，并且增强在照明区域的中心部分的照度。还有一种对菲涅耳透镜板的要求是，能够减少在反射过程中的光能损失。

发明内容

本发明被开发以满足上述的需要，因此其主要目的是提供一种用于灯具的菲涅耳透镜板，它可以将光束会聚为较小的光束角。

本发明的另一个目的是提供一种用于灯具的菲涅耳透镜板，它可以减少在反射过程中的光能损失。

本发明的这些和其他目的以及优点通过提供一种用于灯具的菲涅耳透镜板得到了满足，所述菲涅耳透镜板包括：

一个透明板，具有在基本上平面的一侧上的第一表面和在另一侧上的第二表面；和

一个菲涅耳透镜部件，含有在所述第二表面上形成的多个同心的凸棱镜，每个凸棱镜具有基本上三角形结构的剖面；

其中所述基本上三角形的结构具有通过将第一弯曲部分和第二弯曲部分相连接形成的一个顶点以及一个基部；且在所述三角形结构中，所述第二弯曲部分的半径与所述基部宽度的比值在0.1到0.5之间。

在本发明的一个优选实施例中，所述比值的范围是在0.3至0.5之间，且所述第一和第二弯曲部分形成为具有圆形结构。

本发明的另一个方面提供了一种灯具，包括：

根据本发明的菲涅耳透镜板；

具有一个开口端的外壳，其中所述菲涅耳透镜板位于所述开口端附近；和

位于所述外壳中的至少一个光源，其中所述光源面向所述菲涅耳透镜板的第一表面以生成朝向菲涅耳透镜板的光，允许光线穿过所述菲涅耳透镜板。

根据本发明，所述灯具可以是多种类型的灯具，例如白炽灯、荧光灯、下射式灯、聚光灯、汽车前照灯、交通灯或装饰灯。

优选地，所述光源是发光二极管。

与现有技术的菲涅耳透镜板相反，本发明的菲涅耳透镜板配置为具有多个同心环状的凸棱镜，每个凸棱镜具有基本上三角形结构的剖面，所述三角形结构的特征在于具有通过将第一弯曲部分和第二弯曲部分相连接形成的一个顶点，以及所述第二部分弯曲的半径与基部宽度的比值在0.1到0.5之间。已经发现，在这个比值范围中，穿过菲涅耳透镜板的光束被会聚为具有一个较小的光束角和相对中心分布的照明。此外，本发明的菲涅耳透镜板允许将大部分的光重定向以穿过该结构，以减少光能损失。

为更好地了解本发明，下面结合附图对本发明及其实施例进行详细说明。

附图说明

图1是现有技术的菲涅耳透镜板的剖视图。

图2是显示图1的菲涅耳透镜板的光折射原理的图。

图3是显示图1的菲涅耳透镜板的照明样式的图。

图4是根据本发明的一个优选实施例构建的菲涅耳透镜板的立体视图。

图5是图4的菲涅耳透镜板的顶视图。