可远距照明的菲涅尔透镜改良结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，该菲涅尔透镜改良结构其结构条件为菲涅尔透镜(Fresnel Lens)的大小(直径)介于80mm以下，菲涅尔透镜(Fresnel Lens)的厚度为大于1mm小于4mm，该菲涅尔透镜可采用双阶段结构，菲涅尔透镜(Fresnel Lens)的环数大于10，以提供一种利用菲涅尔透镜(Fresnel Lens)光线微扩束(类凸透镜)性质二阶段设计，可支援发散角度小于80度，搭配LED灯具模块，设计出能提供远距离(投射距离可达250m)的有效光强光线投射照明，可对光源模块的发光二极管所发出的光线可加以聚集并产生一定光强值、均化特性且可提供远距照明。
【专利说明】可远距照明的菲涅尔透镜改良结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，尤指一种利用菲涅尔透镜(Fresnel Lens)光线微扩束(类凸透镜)性质二阶段设计，搭配LED灯具模块，设计出能提供远距离(投射距离可达250m)的有效光强光线投射照明，可对光源模块的发光二极管所发出的光线可加以聚集并产生一定光强值、均化特性且可提供远距照明。
【背景技术】
[0002]LED光源模块具体积小、省电、效率高、不易破损等优点，被广泛应用于空间照明等相关领域，近年来，虽然发光二极管被积极开发应用于照明装置，但受限于传统发光二极管光束型指向性不佳，发热问题未有效解决，对于照明装置的应用设计仍存在许多问题，一般业者针对照明装置壳体的结构及反射性进行改良，但现行发光二极管灯具其整体的使用功效却有待提升，且存有诸多缺点。
[0003]按发光二极管的亮光不具有良好指向性，且单一角度方向亮度尚嫌不足，因此必须搭配适当的光学透镜设计，以改进发光二极管光源聚焦扩束特性，或针对特殊的投照的需求。
[0004]光学透镜的设计除要能聚集光线外,更能在均勻的光强度(peak intensity)产生特定的光型(beam pattern)，例如大发散角度、小投射角度、其他特殊光型。为产生最佳的光学效果，此类光学透镜元件有各种不同的设计，其中菲涅尔透镜(Fresnel Lens)，可通过透镜表面微结构均匀化及补偿投射光线。
[0005]而传统的菲涅尔透镜在透镜表面设有菲涅尔环(Fresnel zone plate)，由于菲涅尔透镜除了具有导光与汇集光线的能力，还兼具轻、薄、可塑化、设计自由度高及低成本的特性，适合用于空间照明的系统中。在现有技术上，采用一定比例的环间距(zone pitch)与环沟深度(zone height)，可符合照度与光强度均匀的实用要求。
[0006]但传统的LED灯源模块仅能提供短距离的照明效能，大约落于10公尺以内的短距照明，此等的效能表现其对于得需长距的照明需求者，实为应用上的一重大限制，仍是当前有待解决克服的重要课题。
实用新型内容
[0007]为了解决上述短距照明的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，该菲涅尔透镜(Fresnel Lens)的大小(直径)介于80mm以下,菲涅尔透镜(Fresnel Lens)的厚度为大于Imm小于4mm,并采用双阶段结构,其类凸透镜的结构设计得令发散角度为小于80度，以提供一种利用菲涅尔透镜(Fresnel Lens)光线微扩束(类凸透镜)性质设计者。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0009]一种可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，供使用于发光二极管组件中，其特征在于:
[0010]菲涅尔透镜直径小于80mm ;菲涅尔透镜的发散角度小于80度；该菲涅尔透镜的中心位置处是类凸透镜的结构。
[0011]所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其中:该菲涅尔透镜采用双阶段结构，使该菲涅尔透镜复合有至少两种曲率。
[0012]所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其中:该菲涅尔透镜的厚度为1_4_。
[0013]所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其中:该菲涅尔透镜直径为60_。
[0014]所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其中:该菲涅尔透镜直径为74_。
[0015]所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其中:该菲涅尔透镜材质为塑胶材料。
[0016]所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其中:该菲涅尔透镜材质为PC聚碳酸酯。
[0017]凭借本实用新型其结构条件的设定，利用菲涅尔透镜(Fresnel Lens)微扩束(类凸透镜)性质二阶段设计，搭配LED灯具模块，设计出能提供远距离(投射距离可达250m)强光线投射照明，可对光源模块的发光二极管所发出的光线可加以聚集并产生符合光强需求、均化特性且可提供远距照明。
[0018]为使贵审查委员对于本实用新型的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型实施例的投射光强分布图；
[0021]图3为本实用新型另一实施例的投射光强分布图。
[0022]附图标记说明:1_菲涅尔透镜；11_类凸透镜；12_菲涅尔结构沟槽；2_LED灯具模块。
【具体实施方式】
[0023]以下将参照随附的图式来描述本实用新型为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审查委员了解，但本案的技术手段并不限于所列举图式。
[0024]请参阅图1所示，本实用新型的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，该菲涅尔透镜I其结构条件可为大小(直径)在80mm以下，考量实务应用上以60mm及74mm为较佳实施例，菲涅尔透镜I (Fresnel Lens)的厚度为大于1_小于4mm,其中该菲涅尔透镜I可采用双阶段结构，是指菲涅尔透镜复合(两种含以上)曲率设计，以达到二项功能并行，包含大角度光线投射(见图1菲涅尔透镜近心位置)或远距照明(见图1菲涅尔透镜离心位置)，将中心处有效光强进行大角度投射，佐以透镜离心处光强以近准直设计，以满足光强需求、均匀化且可远距照明目的。该菲涅尔透镜I发散角度为小于80度，其中心准直光强及微扩束的效能，菲涅尔透镜I (Fresnel Lens)的菲涅尔结构沟槽12环数，其环数可为10至30，惟考量均化光特性，其环数大于10效能越佳，但环数越大会造成光强能量损失越大，必须达到最佳设计，始可达到符合光强需求、均化特性且可提供远距照明目的，其中该菲涅尔透镜I材质为塑胶材料，本实施例以PC聚碳酸酯为设计材料。
[0025]而本实用新型的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其主要特征在于，该菲涅尔透镜I的中心位置处是类凸透镜11的结构，以提供一种利用菲涅尔透镜l(Fresnel Lens)光线微扩束(类凸透镜)性质二阶段设计，搭配LED灯具模块2，设计出能提供远距离(投射距离可达250m)强光线投射照明，可对光源模块的发光二极管所发出的光线可加以聚集并产生符合光强需求、均化特性且可提供远距照明。
[0026]由上述构成一种适用于LED光源的可远距照明菲涅尔透镜改良结构，如此，另以非线性参数修正，维持材料、镜片厚度、沟槽深度等原始设计考量，并成功完成80mm尺寸以下(小尺寸)的设计，且菲涅尔透镜I的中心位置处是类凸透镜11的结构，使其发散角能小于80度，而呈其中心准直光强、均化特性及微扩束的效能，得以达到目标提供直线距离的强光均化照明，且可提供远距强光投射的距离可达250m。
[0027]再者，请参阅图2本实用新型实施例的投射光强分布图，本实用新型所提供的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，该菲涅尔透镜I其结构条件为直径为60_者，使其发散角约60度，具有高效率强度且有预定的光型，其各角度的光强度均一，以达到较远的强光投射，令其应用性更为弹性且广泛。
[0028]请参阅图3所示本实用新型另一实施例的投射光强分布图，本实用新型所提供的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，该菲涅尔透镜I其结构条件为直径为74_者，使其发散角能界于70至80度，具有高效率强度且有预定的光型，其各角度的光强度均一，以达到较远的强光投射，令其应用性更为弹性且广泛。
[0029]以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，供使用于发光二极管组件中，其特征在于: 菲涅尔透镜直径小于80mm ;菲涅尔透镜的发散角度小于80度；该菲涅尔透镜的中心位置处是类凸透镜的结构。
2.根据权利要求1所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其特征在于:该菲涅尔透镜采用双阶段结构，使该菲涅尔透镜复合有至少两种曲率。
3.根据权利要求1所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其特征在于:该菲涅尔透镜的厚度为1-4mm。
4.根据权利要求1所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其特征在于:该菲涅尔透镜直径为60mm。
5.根据权利要求1所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其特征在于:该菲涅尔透镜直径为74mm。
6.根据权利要求1所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其特征在于:该菲涅尔透镜材质为塑胶材料。
7.根据权利要求1所述的可远距照明的菲涅尔透镜改良结构，其特征在于:该菲涅尔透镜材质为PC聚碳酸酯。
【文档编号】F21Y101/02GK204141491SQ201420453034
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】戴振言 申请人:太子能源科技有限公司