《菲涅耳透镜板和使用它的灯具.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《菲涅耳透镜板和使用它的灯具.pdf（14页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN101994986A43申请公布日20110330CN101994986ACN101994986A21申请号201010143387822申请日2010030909252040220090821EPF21V5/02200601F21V19/00200601F21S2/00200601F21Y101/0220060171申请人马士科技有限公司地址中国香港72发明人胡安华74专利代理机构广州新诺专利商标事务所有限公司44100代理人李德魁54发明名称菲涅耳透镜板和使用它的灯具57摘要本发明提供了一种用于灯具的菲涅耳透镜板，包括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。
2、面的一个透明板；和菲涅耳透镜部件，其中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；且所述第二部分弯曲的半径与所述基部宽度的比值在01到05之间。本发明还提供了一种使用本发明菲涅耳透镜板的灯具。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图7页CN101994991A1/1页21一种用在灯具中的菲涅耳透镜板，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。
3、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01到05之间。2根据权利要求1的菲涅耳透镜板，特征在于所述比值的范围是在03至05。3根据权利要求1或2的菲涅耳透镜板，特征在于所述第一和第二弯曲部分形成为具有圆形结构。4根据权利要求1或2的菲涅耳透镜板，特征在于所述菲涅耳透镜板是由选自玻璃、塑料、聚烯烃或有机玻璃中的材料形成的。5一种灯具，包括根据权利要求1至4中任何一个的菲涅耳透镜板；具有一个开口端的外壳。
4、，其中所述菲涅耳透镜板位于所述开口端附近；和至少一个光源，以所述光源面向所述菲涅耳透镜板的第一表面的方式配置在所述外壳中，产生朝向菲涅耳透镜板的光，允许光线穿过所述菲涅耳透镜板。6根据权利要求5的灯具，其中所述灯具选自以白炽灯、荧光灯、下射式灯、聚光灯、汽车前照灯、交通灯、装饰灯组成的组。7根据权利要求5的灯具，其中所述光源是发光二极管。权利要求书CN101994986ACN101994991A1/5页3菲涅耳透镜板和使用它的灯具技术领域0001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。
5、所述菲涅耳透镜板作为透光片的一种灯具。背景技术0002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。0003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。
6、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。0004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。
7、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。0005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0006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。0007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。0008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。
8、镜板包括0009一个透明板，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；说明书CN101994986ACN101994991A2/5页4和0010一个菲涅耳透镜部件，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；0011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01到05之间。0012在本发明的一个优选实施例中，所述比值的范围是在03至05之间，且所述第一和第二弯曲部分形成为具有圆形结构。0013本发明的另一个方面提供了一种灯。
9、具，包括0014根据本发明的菲涅耳透镜板；0015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0016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。0017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。0018优选地，所述光源是发光二极管。0019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。
10、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01到05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。0020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0021图1是现有技术的菲涅耳透镜板的剖视图。0022图2是显示图1的菲涅耳透镜板的光折射原理的图。0023图3是显示图1的菲涅耳透镜板的照明样式的图。0024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。0025图5是图4的菲涅耳透镜板的顶视图。0。
11、026图6是沿图4的线AA的剖视图。0027图7是图6中部分B的放大图。0028图8是显示图4的菲涅耳透镜板的光折射原理的图。0029图9是显示图4的菲涅耳透镜板的照明样式的图。0030图10是使用本发明的菲涅耳透镜板的示例灯具的立体视图。0031在各个附图中，相似的参考标号表示相似的部件。具体实施方式0032虽然采用优选实施例来解释和说明本发明，所述菲涅耳透镜板可以采用许多不同说明书CN101994986ACN101994991A3/5页5的配置、大小、形状和材料来制造。0033现在参照附图，图4至9提供了根据本发明优选实施例构造的菲涅耳透镜板200。在该实施例中，菲涅耳透镜板200包括一个。
12、透明板210和菲涅耳透镜部件220。所述菲涅耳透镜板200可以由从玻璃、塑料、聚烯烃或有机玻璃中选择的材料形成。0034透明板210具有基本平面的第一表面212和在第一表面对面的第二表面214。优选地，所述透明板210的高度在1MM至10MM的范围中。0035菲涅耳透镜部件220形成在透明板210的第二表面214上。菲涅耳透镜部件220由多个同心环状的凸棱镜222组成，如图4和5所示。图6显示每个凸棱镜222具有基本上三角形结构的剖面。该基本上三角形的结构包括一个宽度为“W”的基部228、第一圆形部分226和第二圆形部分224，两个圆形部分226、224相连接以限定所述基本上三角形结构的顶点。。
13、特别是，所述基本上三角形结构被配置为所述第二圆形部分224的半径“R”与所述基部的宽度“W”之间的比值在从01到05的范围中，最好是在从03到05的范围中，如图7所示。本领域技术人员可以理解，所述菲涅耳透镜板200可以通过将选自玻璃、塑料或聚烯烃的材料热塑成型或通过本领域已知的任何方法来制造，这里不再赘述。0036图8是显示菲涅耳透镜板200的光折射原理的图。如图所示，从光源未显示发出的光束以一个小的角度发射，该角度小于该图中以虚线显示的现有技术菲涅耳透镜板的光束角度。所述窄角度的光穿过第一平面表面212和菲涅耳透镜部件220，倾向于落在具有覆盖区域Z2的照明区域，其中较大部分的光分布在所述照。
14、明覆盖区域Z2的中心部分。0037现在参见图9。该图表示菲涅耳透镜板200的照明样式，其中在基部宽度为2MM时，第二圆形部分224的半径为075毫米，即半径“R”与基部宽度“W”的比值是0375。如图所示，从光源250发出的光从各个方向到达第一平面表面212，只有一小部分光被反射并在反射过程中损耗，且与图3所示的照明样式相比，非常小部分的光先被反射、然后被折射以穿过菲涅耳透镜板200，而较大部分的光被直接折射穿过菲涅耳透镜板200以离开该板200。如上所述，以粗线条表示的这部分光比以细线条表示的这部分光更明亮，以细线条表示的光被反射且然后被折射以离开菲涅耳透镜板200。因此，通过菲涅耳透镜板2。
15、00的总体光具有改进的光强度和较高的光通量。0038已经发现，菲涅耳透镜部件220的第一圆形部分226用于增强和会聚从光源250发出的光，而第二圆形部分224可以缩小折射角且进一步会聚和重定向来自第一圆形部分226的光，使得从第二圆形部分224离开的光倾向于中心分布，产生图8所示的照明样式。因此，可以获得均匀的光强度和中心分布的照明。0039本发明还提供了包括上述菲涅耳透镜板200的灯具300。图10显示了这种灯具300的一个例子。特别是，灯具300包括菲涅耳透镜板200；具有一个开口端的外壳310，其中所述菲涅耳透镜板200位于所述开口端附近；和位于所述外壳中的至少一个光源未显示，其中所述光。
16、源面向所述菲涅耳透镜板的第一表面以产生朝向菲涅耳透镜板的光，允许光线穿过所述菲涅耳透镜板。0040可以理解的是，本发明的灯具可以是任何类型的照明设备，包括但不限于白炽灯、荧光灯、下射式灯、聚光灯、汽车前照灯、交通灯和装饰灯。光源可以是发光二极管或本领域公知的任何其它类型的光源。0041实例说明书CN101994986ACN101994991A4/5页60042对根据本发明构造的菲涅耳透镜板，测试了它们的照明特性。在这些测试中，基部宽度“W”被设置为2MM，菲涅耳透镜部件的第二圆形部分的半径“R”在多个菲涅耳透镜板中是变化的。0043下表中列出了从这些试验获得的结果。0044表1本发明菲涅耳透镜。
17、板的照明特性的测试结果0045菲涅耳透镜板类型光束角度最大强度180累积光通量120累积光通量120累积光通量与180累积光通量的比值没有第二圆形部分的菲涅耳透镜板9511226CD坎德拉26319LM流明21081LM0801有第二圆形部分的菲涅耳透镜板R05MM9311899CD27079LM22481LM0830有第二圆形部分的菲涅耳透镜板R06MM8914222CD27652LM23456LM0848有第二圆形部分的菲涅耳透镜板R075MM8715129CD27769LM24074LM0867有第二圆形部分的菲涅耳透镜板R08MM9013514CD28572LM2423LM0848说明。
18、书CN101994986ACN101994991A5/5页7有第二圆形部分的菲涅耳透镜板R10MM9013355CD28572LM2423LM08480046结果表明，与现有技术的菲涅耳透镜板相比，本发明的菲涅耳透镜板具有聚光样式和相对中心分布的照明，因为从光源发出的大部分光以小的光束角度被发射穿过本发明的菲涅耳透镜板。在这些菲涅耳透镜板中，第二圆形部分的半径R075MM、即第二圆形部分的半径与基部宽度的比值为0375的菲涅耳透镜板，可以产生最佳的照明样式。0047因此，本发明提供了一种用于灯具的菲涅耳透镜板，它能够会聚和重定向从光源发出的光，以获得基本上中心分布的照明以及得到改进的发光效率和。
19、更高的光强。这是因为本发明的菲涅耳透镜板被设计为形成一个菲涅耳透镜部件，它具有由第一圆形部分和第二圆形部分限定的一个圆形顶点，其中第二圆形部分的半径与基部宽度的比值为01至05。0048虽然本文所述的实施例以菲涅耳透镜板来示范，本领域技术人员可以理解本发明不限于上述实施例。本领域技术人员可以由本领域公知技术设想其它许多可能出现的变化和修改而不需背离本发明的范围，但是，这种变化和修改应该落在本发明的范围中。说明书CN101994986ACN101994991A1/7页8图1图2说明书附图CN101994986ACN101994991A2/7页9图3图4说明书附图CN101994986ACN101994991A3/7页10图5图6说明书附图CN101994986ACN101994991A4/7页11图7说明书附图CN101994986ACN101994991A5/7页12图8说明书附图CN101994986ACN101994991A6/7页13图9说明书附图CN101994986ACN101994991A7/7页14图10说明书附图CN101994986A。