本实用新型涉及一种照明装置的技术领域，更具体地，涉及一种包括多层透镜的发光结构和包括发光结构的发光装置。
背景技术：
近年来，例如路灯等发光装置越来越多地使用LED作为光源，以替代传统地白炽灯。LED是一种能够将电能转化为光能的半导体。高亮度的白光LED以其寿命长、光效高、可回收再利用、抗震性能好不易破损、无辐射与低功耗等传统光源无法与之比较的优点而被广泛应用于照明领域。
而对于路灯，目前的路灯照明范围不够或者并未在所需位置聚光，从而不利于夜晚的照明。
技术实现要素：
为了克服上述问题，现需要一种新颖的包括多层透镜的发光结构和包括该发光结构的发光装置。
本实用新型提出一种包括多层透镜的发光结构，包括以下部件：
光源模块；以及
柱面镜模块，所述柱面镜包括沿光出射方向设置于光源模块前方的上层柱面镜和下层柱面镜，所述上层柱面镜和下层柱面镜沿光出射方向重叠地设置。
在一个方面，所述发光结构还包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜沿光出射方向位于上层柱面镜前方并与上层柱面镜间隔一端距离，所述菲涅尔透镜至少遮盖柱面镜模块的至少一部分，所述菲涅尔透镜相对于柱面镜模块的延伸方向向外倾斜10°-20°，以使得来自柱面镜模块的光线向外偏转。
在一个方面，所述柱面镜模块包括沿其延伸方向并排排列的两列柱面镜，由此形成两层、两列的2*2的柱面镜矩阵。
在一个方面，上层柱面镜和下层柱面镜的焦距都是F15mm-F25mm。
在一个方面，上层柱面镜和下层柱面镜的透射部分的区域长度为50-80mm，宽度为8-16mm。
在一个方面，所述菲涅尔透镜至少遮盖所述柱面镜模块的50％-80％的发光区域。
在一个方面，所述菲涅尔透镜与上层柱面镜的距离为35-50mm，所述菲涅尔透镜的焦距为F100-F200mm。
在一个方面，所述柱面镜模块包括左柱面镜模块和右柱面镜模块，所述左柱面镜模块和右柱面镜模块均包括沿其延伸方向并排排列的两列柱面镜，由此分别形成两层、两列的2*2的柱面镜矩阵，左菲涅尔透镜沿光出射方向位于左柱面镜模块的上层柱面镜前方并与其间隔一端距离，右菲涅尔透镜沿光出射方向位于右柱面镜模块的上层柱面镜前方并与其间隔一端距离，左菲涅尔透镜和右菲涅尔透镜分别至少遮盖左柱面镜模块的至少一部分和右柱面镜模块的至少一部分，所述左菲涅尔透镜相对于左柱面镜模块的延伸方向向外倾斜10°-20°，所述右菲涅尔透镜相对于右柱面镜模块的延伸方向向外倾斜10°-20°，以使得来自柱面镜模块的光线向两侧偏转。
本实用新型还提出一种包括根据以上所述的发光结构的发光装置，其特征在于，所述发光装置包括空腔部，所述发光结构安装在所述空腔部中。
本实用新型的有益效果在于，通过两层光源处的光源把横向道路照明的范围拉大，通过偏光的菲涅尔镜头使道路照明的最大光强值出现在40到45°，在路灯照明方面，其将使得路灯照明范围增大并且将使得光更多地照明所需要的路灯下的区域。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本实用新型一具体实施方式的包括多层透镜的发光结构的示意图。
图2示出了根据本实用新型一较佳实施方式的包括多层透镜的发光结构的安装结构示意图。
图3示出了根据本实用新型一较佳实施方式的包括多层透镜的发光结构及其光路的示意图。
图4示出了根据本实用新型一较佳实施方式的发光装置的截面示意图。
图5A和5B示出了根据本实用新型一较佳实施方式的发光装置的立体图。
图6A和6B示出了根据本实用新型一较佳实施方式的发光装置的整体示意图。
其中，第一透镜101，第二透镜102，第一光源模块103，第三透镜104，第四透镜105，第二光源模块106，发光结构20，柱面镜模块210，第一柱面镜211，第二柱面镜212，第三柱面镜213，第四柱面镜214，菲涅尔透镜221、222，发光装置30，左柱面镜模块310，第一柱面镜311，第二柱面镜312，第三柱面镜313，第四柱面镜314，发光装置40，左柱面镜模块410，第一柱面镜411，第二柱面镜412，第三柱面镜413，第四柱面镜414，第一光源模块421，第二光源模块422，菲涅尔透镜431，隔板35。
具体实施方式
为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
本实用新型提出一种包括多层透镜的发光结构，包括以下部件：光源模块；柱面镜模块，所述柱面镜包括沿光出射方向设置于光源模块前方的上层柱面镜和下层柱面镜，所述上层柱面镜和下层柱面镜沿光出射方向重叠地设置。在一个方面，所述发光结构还包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜沿光出射方向位于上层柱面镜前方并与上层柱面镜间隔一端距离，所述菲涅尔透镜至少遮盖柱面镜模块的至少一部分，所述菲涅尔透镜相对于柱面镜模块的延伸方向向外倾斜10°-20°，以使得来自柱面镜模块的光线向外偏转。
如图1所示，本实用新型公开了一种包括多层透镜的发光结构。该发光结构包括第一透镜101和第二透镜102，所述第一透镜101和所述第二透镜102通过彼此重叠的方式排列，第一透镜101和第二透镜102都是柱面镜，具有基本相同或差别不大的性质。第一透镜和第二透镜的焦距都是F15mm-F25mm，作为透镜的透射部分以折射光源的发光的区域长度为50-80mm，宽度为8-16mm。在第一透镜101的内侧包括第一光源模块103，该光源模块包括LED光源，该LED光源也是陶瓷面光源，例如是已封装的LED光源，或者是任何合适的所需要的LED光源，其中LED光源可以采用LED芯片，例如不超过0.2W的LED芯片。所述光源模块还可以包括位于LED光源外部的反射器(未示出)，该反射器可以是LED光源的基板，例如铝基板，反射器位于LED光源的后部，发射从LED光源照射到反射器上的光。在图1中还示出另一组透镜和光源的组合，即包括第三透镜104、第四透镜105和第二光源模块106，所述第三透镜104和所述第四透镜105也是通过彼此重叠的方式排列，并且分别于第一透镜和第二透镜并排排列，从而组成一个2*2的透镜矩阵。第三透镜104和第四透镜105也都是柱面镜，并且与第一透镜和第二透镜都具有基本相同或相似或差别不大的性质。第二光源模块106与第一光源模块103也具有基本上相同或差别不大的性质。在该实施例中，考虑到光源的照明强度，采用四个透镜和两个光源的结构。但实际上，也可以使用两个透镜和一个光源的结构，例如仅采用第一透镜101、第二透镜102、和第一光源模块103，达到类似效果。但相应地，也可以使用八个、十六个或者更多个透镜构成的发光结构。两层柱面镜的结构使得光源发出的光的照明范围增大，从而形成跨度大的发光区域，照亮更多的照明区域。
第一透镜和第二透镜通过安装部安装。光源模块与透镜模块都位于外壳中，该外壳可以是金属、塑料、高分子材料等制成。第一透镜和第二透镜的左侧通过卡合结构结合到安装支架，并且通过合适的连接方式连接到光源模块。第三透镜的右侧与第四透镜的右侧也通过类似地卡合结构结合到安装支架。第一透镜的右侧与第三透镜的左侧通过合适的方式，例如粘接、啮合等方式，彼此连接，该连接不会阻挡光的流动，允许来自一侧(例如第一光源模块的一侧，或相对侧)的光能够射出到另一侧(例如第三透镜和第四透镜的一侧，或相对侧)，第二透镜的右侧与第四透镜的左侧也通过类似或不同的方式彼此连接，该连接使得两者可以合适地连接到一起，使得偏离主要光出射方向的光可以通过投射到另一柱面镜，并从另一柱面镜射出，从而使得光损失减小。
根据本实用新型一较佳实施方式的包括多层透镜的发光结构及其光路如图2所示。该发光结构20包括柱面镜模块210，该柱面镜模块由四个柱面镜组成，分别是第一柱面镜211、位于第一柱面镜下方的第二柱面镜212、位于第一柱面镜右侧的第三柱面镜213和位于第三柱面镜下方的第四柱面镜214，所述四个柱面镜的柱面在图中沿从左向右的方向延伸。当然，该柱面镜模块也可以包括八个柱面镜，其中四个柱面镜的排列方式如上，另外四个柱面镜位于被遮挡的后侧，由此每行两个柱面镜、每列两个柱面镜并且一共两层柱面镜。该发光结构还包括两个偏光的菲涅尔透镜221、222，菲涅尔透镜221位于第一柱面镜211的上方，并且不完全遮盖第一柱面镜，而是向其左侧偏移部分距离，至少这给柱面镜模块的50％-80％的发光区域，使得第三柱面镜的光出射区域的20％-50％暴露出，所需暴露面积根据哪个位置或者在哪个角度需要光强更强来确定。菲涅尔透镜221与第一柱面镜211的距离为35-50mm，焦距为F100-F200mm之间，该菲涅尔透镜221的左侧略低于右侧，从而使其相对于柱面镜模块的延伸方向向右延伸的平面的角度为10°-20°。菲涅尔透镜222位于右侧，并且位于第三柱面镜213的上方，并且不完全遮盖第三柱面镜，而是向其右侧偏移部分距离，使得第三柱面镜的光出射区域的20％-50％暴露出，所需暴露面积根据哪个位置或者在哪个角度需要光强更强来确定。菲涅尔透镜222与第三柱面镜213的距离也是35-50mm，焦距为F100-F200mm之间，该菲涅尔透镜222的右侧略低于左侧，相对于柱面镜模块的延伸方向向左延伸的平面的角度为10°-20°。从图2中可见，利用两个偏光的菲涅尔透镜，将来自光源并射入菲涅尔透镜的光线进一步向两侧偏转，使得照明到照射区域的最大光强值出现在相对于柱面镜模块横向延伸的平面的40°-45°位置处。
根据本实用新型一较佳实施方式的发光装置30如图3所示，其包括如前所述的柱面镜模块。具体地，该发光装置例如是LED路灯，该发光装置包括两个柱面镜模块，每个柱面镜模块包括四个柱面镜，两个柱面镜模块分别位于发光装置30的两个空腔部中。但为了清楚表示，图中仅示出一个柱面镜模块，即左柱面镜模块。左柱面镜模块310包括彼此叠置的第一柱面镜311和第二柱面镜312、彼此叠置的第三柱面镜313和第四柱面镜314。并且发光装置还包括两个光源模块(未示出)。四个柱面镜组成一个2*2的透镜矩阵。柱面镜都具有基本相同或相似或差别不大的性质。发光装置30包括空腔部，其中供柱面镜安装。
根据本实用新型另一较佳实施方式的发光装置40如图4和图5A-5B所示，其包括如前所述的发光结构。具体地，该发光装置例如是LED路灯，该发光装置包括两个柱面镜模块，每个柱面镜模块包括四个柱面镜，两个柱面镜模块分别位于发光装置40的两个空腔部中。为了清楚表示，图4中仅示出左柱面镜模块410，其中包括四个柱面镜，因遮挡的缘故，图5A中仅示出两个柱面镜。图5B示出了发光装置的空腔部中未按照外侧壳体的形状。左柱面镜模块410包括彼此叠置的第一柱面镜411和第二柱面镜412、彼此叠置的第三柱面镜413和第四柱面镜414。并且发光装置还包括两个光源模块421、422。第一柱面镜和第二柱面镜并排排列，第三柱面镜与第四柱面镜并排排列，从而组成一个2*2的透镜矩阵。柱面镜模块中的柱面镜都具有基本相同或相似或差别不大的性质。发光装置40包括空腔部，第一光源模块421与第二光源模块422通过合适的安装机构安装到空腔部中，左柱面镜模块410也通过合适的连接结构，例如卡合结构、焊接结构、粘接结构等，在一侧安装到空腔的侧部，在另一侧安装到隔板35。由于空腔部的前侧比后侧宽，因而靠近前侧的柱面镜比靠近后侧的柱面镜稍短。该发光装置还包括两个偏光的菲涅尔透镜431和432，位于左侧的菲涅尔透镜431位于柱面镜模块的上方，并且不完全遮盖柱面镜，而是向其左侧偏移部分距离。暴露的柱面镜发出的光直接发出而不再经过菲涅尔透镜。菲涅尔透镜321与第一柱面镜311的距离为35-50mm，焦距为F100-F200mm之间，该菲涅尔透镜321的左侧略低于右侧，从而使其相对于柱面镜模块的延伸方向向右延伸的平面的角度为10°-20°。菲涅尔透镜在后侧安装到空腔与隔板的连接处，在前侧距离隔板一端距离。菲涅尔透镜432的安装与配置与菲涅尔透镜431类似，指示用于右柱面镜模块，在此不再赘述。隔板用于隔开左柱面镜模块与右柱面镜模块。所述发光装置还包括供电装置，用于给光源模块供电。所述发光装置还包括外壳，用于容纳所述光源模块、左柱面镜模块、右柱面镜模块、两个菲涅尔透镜和隔板等。当然，也可以构成分别仅包括两个重叠的柱面镜的左柱面镜模块和右柱面镜模块，也可以形成扩大照明的范围拉大，并通过偏光的菲涅尔镜头使照明的最大光强值出现在30°到60°的光分布。
根据本实用新型一较佳实施方式的发光装置的整体如图6A和6B所示。如图5A和5B所示的发光装置用作路灯的灯头，路灯灯杆与与路灯的灯头相连接，用于路灯的安装与供电。所述路灯通过两层光源处的光源把横向道路照明的范围拉大，而后通过偏光的菲涅尔镜头使道路照明的最大光强值出现在30°到60°尤其是可以在40到45°，优化了路灯的照明范围和照明强度。
尽管已经根据各种具体实施例描述了本公开内容，但是本领域技术人员将认识到可以在权利要求的精神和范围内对本公开进行修改而实施。通过考虑本文公开的实施例的说明和实践，其他实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。意图是说明书和示例仅被认为是示例性的，本公开的真实范围和精神由所附的权利要求书指示。
本文使用的术语仅仅是为了描述特定的示例性实施例的目的，而不意在是限制性的。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”也可以意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”，“含有”和“具有”是包含性的，因此指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。表示方位的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等术语表示部件之间的相对位置关系，并且可以根据实际情况而变化，而非绝对地定位。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。