一种菲涅尔透镜及包含其的灯具的制作方法

本发明涉及灯具领域，尤其涉及一种菲涅尔透镜以及包含其的灯具。

背景技术：

1、菲涅尔透镜是在平凸透镜(或非球面透镜)基础上演变而来，其实质上就是将原透镜中对透镜曲率变化无影响的部分挖除，只保留那些能够有效折射作用的部分。

2、将普通菲涅尔透镜直接应用在led照明配光中，菲涅尔微单元透镜之间会有部分光线进入到相邻的单元中，导致这部分光线角度比较大，比较容易形成杂光。如图1所示，常见的菲涅尔透镜中不能起到有效折射作用的那些面(即无效面)与光轴平行，光线受到无效面边缘折射影响，在相邻的有效折射面以大角度散射出，影响了出光的均匀性。

3、因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型的菲涅尔透镜及相关的灯具，减少杂光，使灯具出光更均匀。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有菲涅尔透镜的杂光问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种菲涅尔透镜，包括透镜本体，以光轴方向为第一方向，透镜本体沿第一方向相对地设置有入光面和出光面，从光源出射的光线经过入光面折射穿入透镜本体后，再经过出光面折射至外部，其中，在与第一方向垂直的第二方向，出光面上相邻地布设有若干个凸齿，凸齿由有效面和无效面形成，有效面适于将光线折射至透镜本体之外，无效面与第一方向以锐角倾斜设置；

3、对于出光面上相邻的第一凸齿和第二凸齿，第一凸齿包括第一有效面和第一无效面，第二凸齿包括第二有效面和第二无效面，第一无效面和第二有效面相交形成第一谷点；

4、对于从光源出射经入光面到达第一谷点的第一光线(l1)，第一光线(l1)相对第一方向形成第一夹角(α)，第一无效面相对第一方向形成第三夹角(θ)，第一光线(l1)经第一谷点的出射光线(l1’)相对第一方向形成第四夹角(γ)，则第三夹角(θ)的大小设置于第一夹角(α)和第四夹角(γ)之间。

5、进一步地，对于上述菲涅尔透镜，定义以下参数，

6、第二有效面相对第二方向形成第二夹角(β)，

7、透镜本体的折射率为n，且n>1，

8、第一无效面相对第一方向形成第三夹角(θ)，则第三夹角(θ)满足以下关系：

9、当α≥β时，

10、α≤θ≤β+arcsin[nsin(α-β)]；或者

11、当α<β时，

12、β+arcsin[nsin(α-β)]≤θ≤α。

13、可选地，第三夹角(θ)满足以下关系：

14、θ＝β+arcsin[nsin(α-β)]。

15、在本发明的另一个实施例中，第三夹角(θ)与第一夹角(α)的大小相等。

16、进一步地，沿着远离光轴的方向，出光面的各个凸齿的有效面相对第二方向的夹角依次渐变。同时更进一步地，沿着远离光轴的方向，出光面的各个凸齿的无效面相对第一方向的夹角依次渐变。

17、在本发明的一个实施方案中，沿着远离光轴的方向，出光面的各个凸齿的有效面相对第二方向的夹角依次渐变增大。同时更进一步地，沿着远离光轴的方向，出光面的各个凸齿的无效面相对第一方向的夹角依次渐变增大。

18、优选地，出光面上的各个凸齿相对于光轴对称设置。

19、优选地，入光面为平面，且入光面垂直光轴设置。

20、此外，本发明还提供了一种应用上述菲涅尔透镜的灯具，包括：

21、菲涅尔透镜；

22、光源，位于光轴上，且设置于菲涅尔透镜的靠近入光面的一侧。

23、更进一步地，上述灯具为长条形，光源沿第三方向线性分布，第三方向垂直于第一方向和第二方向，菲涅尔透镜沿第三方向拉伸。

24、技术效果：

25、本发明的菲涅尔透镜通过设置凸齿的无效面的倾斜角，使其避开大部分光线穿过，使穿过透镜本体的光线尽可能地到达有效面，从而减少了杂光，增强了光效。

26、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种菲涅尔透镜，包括透镜本体(100)，以所述透镜本体(100)的光轴(d0)所在方向为第一方向(d1)，所述透镜本体(100)沿第一方向(d1)相对地设置有入光面(1)和出光面(2)，其特征在于，在与所述第一方向(d1)垂直的第二方向(d2)上，所述出光面(2)相邻地依次布设有若干个凸齿(21)，所述凸齿(21)由有效面(211)和无效面(212)形成，其中所述无效面(212)相对于所述第一方向(d1)以锐角倾斜设置；

2.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，定义：

3.如权利要求2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第三夹角(θ)满足以下关系：

4.如权利要求2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第三夹角(θ)与第一夹角(α)的大小相等。

5.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，沿着远离光轴(d0)的方向，所述出光面(2)的各个凸齿(21)的有效面(211)相对所述第二方向(d2)的夹角依次渐变。

6.如权利要求5所述的菲涅尔透镜，其特征在于，沿着远离光轴(d0)的方向，所述出光面(2)的各个凸齿(21)的无效面(212)相对所述第一方向(d1)的夹角依次渐变。

7.如权利要求6所述的菲涅尔透镜，其特征在于，沿着远离光轴(d0)的方向，所述出光面(2)的各个凸齿(21)的有效面(211)相对所述第二方向(d2)的夹角依次渐变增大，所述出光面(2)的各个凸齿(21)的无效面(212)相对所述第一方向(d1)的夹角依次渐变增大。

8.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述出光面(2)上的各个凸齿(21)相对于光轴(d0)对称设置。

9.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述入光面(1)为平面，且所述入光面(1)垂直光轴(d0)设置。

10.一种灯具，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述的灯具，其特征在于，所述灯具为长条形，所述光源(3)沿第三方向(d3)线性分布，所述第三方向(d3)垂直于第一方向(d1)和第二方向(d2)，所述菲涅尔透镜沿所述第三方向(d3)拉伸。

技术总结
本发明提供了一种菲涅尔透镜，包括透镜本体，透镜本体沿第一方向相对地设置有入光面和出光面，在与第一方向垂直的第二方向，出光面上相邻地布设有若干个凸齿，凸齿由有效面和无效面形成，无效面相对于第一方向以锐角倾斜设置；对于出光面上相邻的第一凸齿和第二凸齿，第一凸齿包括第一有效面和第一无效面，第二凸齿包括第二有效面和第二无效面，第一无效面和第二有效面相交形成第一谷点，对于从光源出射经入光面到达第一谷点的第一光线，第一无效面倾斜设置于第一光线和第一光线经第一谷点的出射光线之间所形成的夹角范围之内。本发明使穿过透镜本体的光线尽可能地到达有效面，从而减少了杂光，增强了光效。

技术研发人员：何祖平,刘小云,杨君,章晟,徐凯,董建国,潘黄锋
受保护的技术使用者：赛尔富电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13