CN111624686A - 螺旋菲涅尔透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种螺旋菲涅尔透镜，其包括透镜基体和反射体；其中，所述透镜基体包括光源入射侧和出光侧；反射体设置在透镜基体的光源入射侧上，且反射体由透镜基体的中心区以螺旋线走向延伸到透镜基体的边缘部位；反射体包括入射面和全反射面，入射面设置在反射体的朝向透镜基体中心区的侧面上，全反射面设置在反射体的背向透镜基体中心区的侧面上。由于反射体是由透镜基体的中心区以螺旋线走向延伸到透镜基体的边缘部位；那么每一种颜色的光线均可以由内到外地覆盖本螺旋菲涅尔透镜的照射区域，从而达到均匀混色的效果，具有混色均匀、结构简单的特点。

Description

螺旋菲涅尔透镜
技术领域
本发明涉及一种螺旋菲涅尔透镜。
背景技术
混色透镜被广泛运用在舞台灯、建筑外景灯等灯具中，混色透镜的作用是将多种不同颜色的光混合，以产生新的颜色光线，从而产生更好的视觉效果，所以混色效果越均匀，那么灯具就能发射出色域更广的光线，进而产生颜色鲜艳逼真的光线。但是现有的混色透镜存在着混色效果不够均匀充分、结构复杂的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋菲涅尔透镜，解决上述现有技术问题中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供了一种螺旋菲涅尔透镜，包括透镜基体和反射体；其中，所述透镜基体包括光源入射侧和出光侧；反射体设置在透镜基体的光源入射侧上，且反射体由透镜基体的中心区以螺旋线走向延伸到透镜基体的边缘部位；反射体包括入射面和全反射面，入射面设置在反射体的朝向透镜基体中心区的侧面上，全反射面设置在反射体的背向透镜基体中心区的侧面上。
在使用时，将包含由多个不同颜色的发光体所组成的光源体设置在透镜基体的光源入射侧，即发光体对准透镜基体的中心区，光源体点亮后，发射出的多种不同颜色的光线；由于反射体的入射面设置在反射体的朝向透镜基体中心区的侧面上，即发光体与反射体的入射面相对，发光体所发射出的光线由反射体的入射面进入，然后再通过背向透镜基体中心区设置在反射体上的全反射面反射，最后光线由透镜基体的出光侧射出；在这个过程中，由于反射体是由透镜基体的中心区以螺旋线走向延伸到透镜基体的边缘部位；那么每一种颜色的光线均可以由内到外地覆盖本螺旋菲涅尔透镜的照射区域，从而达到均匀混色的效果，具有混色均匀、结构简单的特点。
在一些实施方式中，全反射面由透镜基体的光源入射侧向透镜基体的出光侧偏置延伸，且全反射面朝远离透镜基体中心区的方向倾斜。
这样，由于全反射面由透镜基体的光源入射侧向透镜基体的出光侧偏置延伸，且全反射面朝远离透镜基体中心区的方向倾斜，即全反射面上越靠近透镜基体的出光侧的部位反而越远离透镜基体的中心区(即越远离光源体)；靠近中心区的光线(可以理解为由靠近虚拟中心光轴的发光体所发出的光线)经过该全反射面的反射后，反而被投射到本螺旋菲涅尔透镜的照射区域的外圈，而远离中心区的光线(可以理解为由远离虚拟中心光轴的发光体所发出的光线)经过该全反射面的反射后，反而被投射到本螺旋菲涅尔透镜的照射区域的内圈，产生光线的序列反转颠倒的现象，那么就使得多个颜色不同且设置在不同位置的发光体所发出的光线混合均匀；这样就消除了现有技术中出现“分色区块”的问题，进一步提高了本螺旋菲涅尔透镜的混色效果。
在一些实施方式中，包括多个反射体；多个反射体围绕透镜基体中心区圆形阵列排布。
这样，通过将多个反射体围绕透镜基体中心区圆形阵列排布，达到了多层混色的效果(多重螺旋状的反射体进行分析时所产生的混色光斑均匀地重叠在一起)，进一步增强了本螺旋菲涅尔透镜的混色效果。
在一些实施方式中，透镜基体的中心区上的部分设置成漫反射部。
这样，通过将透镜基体的中心区上的部分设置成漫反射部，使得多种不同颜色的光线通过漫反射部混合后再投射到照射区域上，简化了本螺旋菲涅尔透镜的生产工艺，并增强了混色效果。
在一些实施方式中，反射体的高度设置成由透镜基体的中心区延伸到透镜基体的边缘部位过程中逐渐增高。
这样，通过将反射体的高度设置成由透镜基体的中心区延伸到透镜基体的边缘部位过程中逐渐增高，使得反射体利用了立体空间来增加受光面积，从而使得本螺旋菲涅尔透镜可以接收更多的光线进行混色处理。
在一些实施方式中，六个反射体围绕透镜基体中心区圆形阵列排布。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种混色灯具，包括螺旋菲涅尔透镜和光源体；其中，光源体包括多个不同颜色的发光体；光源体设置在透镜基体的光源入射侧。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的螺旋菲涅尔透镜的立体结构示意图；
图2为图1所示的螺旋菲涅尔透镜另一视角的立体结构示意图；
图3为图1所示的螺旋菲涅尔透镜剖视图；
图4为多个不同位置的发光体所发出的光线在图3中单个反射体的光路分析图；
图5为现有混色透镜所产生的分色区块的效果图；
图6为本螺旋菲涅尔透镜的混色效果图。
附图标号：
1-透镜基体、2-反射体、11-光源入射侧、12-出光侧、13-漫反射部、21-入射面、22-全反射面、3-光源体、31-发光体
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
图1至图4示意性的显示了本发明一种实施方式的螺旋菲涅尔透镜的结构。
如图1至图3所示，本螺旋菲涅尔透镜，其包括透镜基体1和反射体2；其中，透镜基体1包括光源入射侧11和出光侧12；反射体2设置在透镜基体1的光源入射侧11上，且反射体2由透镜基体1的中心区以螺旋线走向延伸到透镜基体1的边缘部位；反射体2包括入射面21和全反射面22，入射面21设置在反射体2的朝向透镜基体1中心区的侧面上，全反射面22设置在反射体2的背向透镜基体1中心区的侧面上。
在使用时，将包含由多个不同颜色的发光体31所组成的光源体3设置在透镜基体1的光源入射侧11，即发光体31对准透镜基体1的中心区，光源体3点亮后，发射出的多种不同颜色的光线；由于反射体2的入射面21设置在反射体2的朝向透镜基体1中心区的侧面上，即发光体31与反射体2的入射面21相对，发光体31所发射出的光线由反射体2的入射面21进入，然后再通过背向透镜基体1中心区设置在反射体2上的全反射面22反射，最后光线由透镜基体1的出光侧12射出；在这个过程中，由于反射体2是由透镜基体1的中心区以螺旋线走向延伸到透镜基体1的边缘部位；那么每一种颜色的光线均可以由内到外地覆盖本螺旋菲涅尔透镜的照射区域，从而达到均匀混色的效果，具有混色均匀、结构简单的特点。
由于现有的光源体3的多个发光体31不可能重叠在一起，多个不同颜色的发光体31只能并列排布在透镜的虚拟中心光轴的周围，由于多个发光体31的位置不同，那么通过现有的混色透镜投射出去的光斑中不可避免地出现如图5所示的或大或小分色区块，发光体31的尺寸越大，该分色区块会越大，影响了混色效果。为了解决前述问题，进一步地，在本实施例中，全反射面22由透镜基体1的光源入射侧11向透镜基体1的出光侧12偏置延伸，且全反射面22朝远离透镜基体1中心区的方向倾斜。详细地，在本实施例中，反射体2的横截面呈倒三角形状倒挂在透镜基体1的光源入射侧11上。在其他实施例中，反射体2的横截面还可以呈梯形倒挂在透镜基体1的光源入射侧11上。
这样，由于全反射面22由透镜基体1的光源入射侧11向透镜基体1的出光侧12偏置延伸，且全反射面22朝远离透镜基体1中心区的方向倾斜，即全反射面22上越靠近透镜基体1的出光侧12的部位反而越远离透镜基体1的中心区(即越远离光源体3)；那么分析图3和图4中的光路可以得知，靠近中心区的光线(可以理解为由靠近虚拟中心光轴的发光体31所发出的光线)经过该全反射面22的反射后，反而被投射到本螺旋菲涅尔透镜的照射区域的外圈，而远离中心区的光线(可以理解为由远离虚拟中心光轴的发光体31所发出的光线)经过该全反射面22的反射后，反而被投射到本螺旋菲涅尔透镜的照射区域的内圈，产生光线的序列反转颠倒的现象，如图6所示，那么就使得多个颜色不同且设置在不同位置的发光体31所发出的光线混合均匀；如图6所示，这样就消除了现有技术中出现“分色区块”的问题，进一步提高了本螺旋菲涅尔透镜的混色效果。详细地，在本实施例中，光源体3设置有R、G、B、W四个发光体31，分别发出红、绿、蓝、白光线，不管R、G、B、W这四种色彩的发光体31位于什么位置，R、G、B、W这四种色彩的发光体31所发出的光线都会充满本螺旋菲涅尔透镜的照射区域，并通过反射体2的折射和反射后投射到投射面上，由于“光线的序列反转颠倒”，会在投射面上形成混色光斑，那么可见R、G、B、W这四种色彩可以混色均匀，产生更加鲜艳均衡的色彩，具有混色效果好的特点。
在本实施例中，包括多个反射体2；多个反射体2围绕透镜基体1中心区圆形阵列排布。这样，通过将多个反射体2围绕透镜基体1中心区圆形阵列排布，达到了多层混色的效果(多重的如前面对单个的螺旋状的反射体2进行分析时所产生的混色光斑均匀地重叠在一起)，进一步增强了本螺旋菲涅尔透镜的混色效果。
在实际生产制造过程中，在现有工艺的限制下，透镜基体1的中心区如果要做成螺旋状的反射体2的话，成本高昂，且良品率低。为了使得透镜基体1的中心区也能具备混色功能，在本实施例中，将透镜基体1的中心区上的部分设置成漫反射部13。这样，通过将透镜基体1的中心区上的部分设置成漫反射部13，使得多种不同颜色的光线通过漫反射部13混合后再投射到照射区域上，简化了本螺旋菲涅尔透镜的生产工艺，并增强了混色效果。
在本实施例中，反射体2的高度设置成由透镜基体1的中心区延伸到透镜基体1的边缘部位过程中逐渐增高。这样，通过将反射体2的高度设置成由透镜基体1的中心区延伸到透镜基体1的边缘部位过程中逐渐增高，使得反射体2利用了立体空间来增加受光面积，从而使得本螺旋菲涅尔透镜可以接收更多的光线进行混色处理。
在本实施例中，六个反射体2围绕透镜基体1中心区圆形阵列排布。由上面的分析可以得知单一螺旋状的反射体2所投射出的光线是360度覆盖在投射面上的，那么详细地，在本实施例中，有六个螺旋状的反射体2，相当于六个混色光斑均匀地重叠在一起，达到了多层混色的效果。
实施例二
根据本发明的另一个方面，还提供了一种混色灯具，包括实施例一所记载的螺旋菲涅尔透镜和光源体；其中，光源体包括多个不同颜色的发光体；光源体设置在透镜基体的光源入射侧。
以上所述的仅是本发明的一种或多种实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.螺旋菲涅尔透镜，其特征在于，包括透镜基体和反射体；
其中，所述透镜基体包括光源入射侧和出光侧；
所述反射体设置在所述透镜基体的所述光源入射侧上，且所述反射体由所述透镜基体的中心区以螺旋线走向延伸到所述透镜基体的边缘部位；
所述反射体包括入射面和全反射面，所述入射面设置在所述反射体的朝向所述透镜基体中心区的侧面上，所述全反射面设置在所述反射体的背向所述透镜基体中心区的侧面上。
2.根据权利要求1所述的螺旋菲涅尔透镜，其特征在于，所述全反射面由所述透镜基体的所述光源入射侧向所述透镜基体的所述出光侧偏置延伸，且所述全反射面朝远离所述透镜基体中心区的方向倾斜。
3.根据权利要求1所述的螺旋菲涅尔透镜，其特征在于，包括多个所述反射体；
多个所述反射体围绕所述透镜基体中心区圆形阵列排布。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的螺旋菲涅尔透镜，其特征在于，所述透镜基体的中心区上的部分设置成漫反射部。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的螺旋菲涅尔透镜，其特征在于，所述反射体的高度设置成由所述透镜基体的中心区延伸到所述透镜基体的边缘部位过程中逐渐增高。
6.根据权利要求3所述的螺旋菲涅尔透镜，其特征在于，六个所述反射体围绕所述透镜基体中心区圆形阵列排布。
7.混色灯具，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的螺旋菲涅尔透镜和光源体；
其中，所述光源体包括多个不同颜色的发光体；
所述光源体设置在所述透镜基体的所述光源入射侧。
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