[实用新型]发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发光照明领域，特别涉及发光照明器材技术领域，具体是指一种发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置。

背景技术

随着人类文明的不断进步以及科学技术的不断发展，照明装置早已广为人知。总的说来，这类照明装置包括壳体和设置在所述壳体内的发光部件。

随着技术的进步，LED已经能够提供足够的光能用于照明用途，为了减少照明的能源消耗，减少二氧化碳的排放，为推动替代光源市场的不断前进，用LED光源取代白炽灯和卤素灯已经是大势所趋，消费者所需要的是能够达到白炽灯或卤素灯的光量输出、同时具有更低的能耗和更长的使用寿命、物美价廉的产品。虽然市场上已经有许多不同的LED产品在推出，但其中大多数对一般消费者来说太过于昂贵，而且产品性能并没有达到预期效果。

根据光学原理，光线很容易被双凸透镜所折射而达到聚光效果，而为了获得同样的聚光效果而尽可能减小透镜的厚度，可以采用菲涅尔透镜来取代常规的双凸透镜。

菲涅尔透镜(Fresnel lens)，又称螺纹透镜，是由法国物理学家奥古斯丁·简·菲涅尔所实用新型的一种透镜，此透镜的设计原来被应用于灯塔，这个设计可以建造更大孔径的透镜，其特点是焦距短，且比一般的透镜的材料用量更少、重量与体积更小。和早期的透镜相比，菲涅尔透镜更薄，因此可以折射出更多的光以形成亮度更高的平行光束，使得灯塔即使距离相当远仍可看见。

常规的菲涅尔透镜聚光灯的照明部分由灯、菲涅尔透镜和球形辅助反射镜组成。一般来说，灯的灯丝都会固定在球形反射镜的中心点。因此，灯发出的部分光线放反射回来，帮助前半球的灯光发射。方向向前的光线由菲涅尔透镜聚焦.但是光线聚焦的程度由菲涅尔透镜与灯之间的距离决定。如果灯的灯丝位于菲涅尔透镜的焦点上，则将产生最细的聚焦光点。这使得其光路近似于平行线，也将其称为聚斑(spot)。

减少菲涅尔透镜与灯之间的距离，就会使发射出来的光点的孔径角度连续增大。这就产生了发散的光路，也称为泛光(flood)。

但这种光如具有光裁量不足的缺陷，尤其在聚斑位置(spot position)内，这主要由于在这种情况下，聚斑位置内只有相对很小的空间角度范围被菲涅尔透镜覆盖所致。

同时，常规的菲涅尔透镜本身并不能起到对不同颜色的光进行散射混合的效果，因此无法适用于各种对于光源和发光光束有特定要求的场合。

因此，整个灯的聚光问题一直是技术上的瓶颈，同时，如何制造一种能够将同种颜色的光折射出特定的光束样式而且经济实惠的照明装置，始终是困扰人们的普遍问题。虽然LED本身技术有所进步，可以发出各种不同颜色的光，但如何利用一种简单的透镜结构能够将光进行充分散射混合、降低制造成本和产品复杂度、节能环保，一直是摆在人们面前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效实现不同颜色或不同色温的光线的发散混合、结构简单实用、节能安全环保、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置。

为了实现上述的目的，本实用新型的发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置具有如下构成：

该发光灯体聚光透镜结构，包括：

-透镜前端面，以及

-与透镜前端面相对的透镜后端面；

其主要特点是，

所述的透镜结构为具有光滑表面的单片复合菲涅尔透镜。

该发光灯体聚光透镜结构中的透镜前端面包括：

-菲涅尔折射区，分布于该透镜前端面的外部边缘区域，将入射光折射形成定向光束；

-凸透镜折射区，分布于该透镜前端面的中心部位，将入射光进行聚光折射；

-波纹折射区，分布于所述的透镜前端面上的该菲涅尔折射区与凸透镜折射区之间，且将入射光进行发散混合折射。

该发光灯体聚光透镜结构中的波纹折射区中可以具有数个沿径向直线发散延伸的径向波纹凸脊。

该发光灯体聚光透镜结构中的径向波纹凸脊的宽度自中心向周边逐渐增加。

该发光灯体聚光透镜结构中相邻的径向波纹凸脊之间具有分割凹槽。

该发光灯体聚光透镜结构中的径向波纹凸脊的横截面可以呈三角形、半圆形、弓形、半椭圆形或者半多边形。

该发光灯体聚光透镜结构中的波纹折射区中也可以具有数个沿径向蜗线发散延伸的蜗线型波纹凸脊。

该发光灯体聚光透镜结构中的蜗线型波纹凸脊的宽度自中心向周边逐渐增加。

该发光灯体聚光透镜结构中相邻的蜗线型波纹凸脊之间具有分割凹槽。