CN220064413U - 一种菲涅尔透镜和人体感应灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜为凹凸形状的透镜，所述菲涅尔透镜包括：光面，凸出的一面；纹路面，内凹的一面；所述光面的曲率半径记为R1，所述纹路面的曲率半径记为R2，满足关系式：0.986≤R1/R2≤1.043；35.000mm≤R1≤36.000mm；34.400mm≤R2≤35.400mm。通过将菲涅尔透镜的形状规定为扁平状，并满足所述的曲率半径范围关系式，可以在保证光学性能的同时，使得菲涅尔透镜的安装更顺滑，产品体积更小，为人体感应灯的设计和使用带来更多的优势。

Description

一种菲涅尔透镜和人体感应灯

技术领域

本实用新型涉及菲涅尔透镜技术领域，尤其涉及一种菲涅尔透镜和应用了该菲涅尔透镜的人体感应灯。

背景技术

在人体感应灯中使用菲涅尔透镜是为了控制光线的聚焦和扩散，以实现更好的灯光效果和检测范围。然而，现有的透镜通常在凸面的延伸方向上比较长，延伸过长的凸面不仅增加了灯具的外部尺寸，给安装和摆放带来一定的困难，也不够美观，尤其是室内家居的场景中，美观是影响产品销量的重要因素，而对于紧凑型空间设计的场景，也对产品外部尺寸提出了更高要求。因此，有必要提供一种安装顺滑、产品体积更小，并提供良好的光学性能的菲涅尔透镜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安装顺滑、产品体积更小，并提供良好的光学性能的菲涅尔透镜。

根据本实用新型的一方面，提供一种菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜为凹凸形状的透镜，所述菲涅尔透镜包括：

光面，凸出的一面；

纹路面，内凹的一面；

所述光面的曲率半径记为R1，所述纹路面的曲率半径记为R2，满足关系式：

0.986≤R1/R2≤1.043；

35.000mm≤R1≤36.000mm；

34.400mm≤R2≤35.400mm。

更优地，满足关系式：

1.006≤R1/R2≤1.032；

35.300mm≤R1≤35.800mm；

34.700mm≤R2≤35.100mm。

更优地，满足关系式：

R1/R2＝1.018；

R1＝35.500mm；

R2＝34.900mm。

更优地，所述光面与所述纹路面之间的厚度记为D，满足关系式：

0.35mm≤D≤0.95mm。

更优地，所述纹路面包括并列的多个纹路区域，每一纹路区域设有同心环状纹路，所述环状为圆形环状、方形环状、矩形环状、梯形环状、椭圆形环状中的一种。

更优地，所述环状纹路包括：

环状凸起；

所述纹路区域的个数为奇数，沿奇数个纹路区域并列排布的方向，每一纹路区域的宽度相同，位于中间位置的纹路区域内的环状凸起的宽度记为K1，位于两侧的任一纹路区域的环状凸起的宽度记为K2，满足关系式：

K1＜K2.

更优地，沿所述菲涅尔透镜的光轴方向观察，位于中间位置的纹路区域的中心对称线与所述纹路面的中心对称线相重合。

更优地，所述菲涅尔透镜还包括：

主体，位于所述光面与所述纹路面之间的实心部分；

延伸部，自所述纹路面沿所述菲涅尔透镜的光轴方向且沿背离所述光面的一侧延伸形成；

卡接部，位于所述延伸部背离所述光面的一侧，并与所述延伸部一体成型；

限位凹槽，自所述延伸部背离所述光面的一侧向靠近所述光面的一侧凹陷形成。

一种人体感应灯，包括所述的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜设于所述人体感应灯上，所述人体感应灯还包括：

红外感应探头，设于所述人体感应灯内，并位于所述人体感应灯与所述菲涅尔透镜之间。

更优地，任一垂直于所述菲涅尔透镜光轴的方向记为第一方向，沿所述第一方向观察，所述红外感应探头与所述菲涅尔透镜的纹路面的中心点之间的距离记为H，满足关系式：

H＞7mm。

本实用新型具有如下有益效果：

将菲涅尔透镜的形状规定为扁平状，具体为透镜的曲率半径满足关系式：0.986≤R1/R2≤1.043；35.000mm≤R1≤36.000mm；34.400mm≤R2≤35.400mm，通过将菲涅尔透镜的形状规定为扁平状，并满足所述的曲率半径范围关系式，可以在保证光学性能的同时，使得菲涅尔透镜的安装更顺滑，产品体积更小，为人体感应灯的设计和使用带来更多的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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方式，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为本实用新型一实施方式所述的菲涅尔透镜的一视角的立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施方式所述的菲涅尔透镜的另一视角的立体结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式所述的菲涅尔透镜的仰视结构示意图；

图4为图3中A-A处的剖面图；

图5为本实用新型一实施方式所述的人体感应灯的立体结构示意图；

图6为本实用新型一实施方式所述的人体感应灯的分解结构示意图；

图7为图5中B-B处的剖面图；

附图标号说明：100、菲涅尔透镜；10、光面；20、纹路面；30、纹路区域；31、环状凸起；40、主体；50、延伸部；60、卡接部；70、限位凹槽；200、人体感应灯；210、红外感应探头。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式。但是，本实用新型可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1-图7，本实用新型一实施方式提供了一种菲涅尔透镜100，所述菲涅尔透镜100为凹凸形状的透镜，所述菲涅尔透镜100包括：光面10和纹路面20。其中，光面10为菲涅尔透镜100凸出的一面，纹路面20为菲涅尔透镜100内凹的一面。通过其凹凸形状的设计，可以实现光的聚焦和集光、减小透镜尺寸和重量以及消除球面畸变等作用。

具体地，菲涅尔透镜100的光面10和纹路面20具有不同的曲率半径，所述光面10的曲率半径记为R1，所述纹路面20的曲率半径记为R2，本实施方式中，R1和R2满足关系式：

0.986≤R1/R2≤1.043；

35.000mm≤R1≤36.000mm；

34.400mm≤R2≤35.400mm。

其中，通过满足上述关系式0.986≤R1/R2≤1.043，可以确保菲涅尔透镜100能够正确地聚焦和集光。具体而言，当光面10的曲率半径R1和纹路面20的曲率半径R2之间的比值R1/R2接近1时，菲涅尔透镜100的聚焦效果较好。这意味着光线能够更好地通过透镜进行聚焦，提高了光学性能。

另外，通过满足上述曲率半径的取值范围，可以有效减小菲涅尔透镜100的尺寸和重量。透镜的尺寸和重量主要受到曲率半径的影响，因此通过限制R1和R2的取值范围，可以使菲涅尔透镜100更加紧凑轻便，方便安装和使用。

因此，光面10的曲率半径R1的取值范围为35.000mm≤R1≤36.000mm，而纹路面20的曲率半径R2的取值范围为34.400mm≤R2≤35.400mm。通过满足上述关系式和取值范围，本实施方式中的菲涅尔透镜100能够同时确保良好的光学性能、减小尺寸和重量，具有实际应用的优势。

具体地，在另一实施方式中，还可以进一步优化菲涅尔透镜100的性能。R1和R2满足关系式：

1.006≤R1/R2≤1.032；

35.300mm≤R1≤35.800mm；

34.700mm≤R2≤35.100mm。

其中，R1/R2的比值范围比上一实施方式更为窄，即1.006≤R1/R2≤1.032。这意味着光线在透镜内的折射更为精确，进一步提高了菲涅尔透镜100的聚焦效果。

此外，R1和R2的取值范围也更加精细，即35.300mm≤R1≤35.800mm和34.700mm≤R2≤35.100mm。通过限制这些范围，可以进一步优化透镜的光学性能，并使其更加紧凑轻便。

因此，本实施方式中的菲涅尔透镜100在满足更为严格的关系式和取值范围的条件下，可以实现更高的光学性能，更好地聚焦和集光，同时减小尺寸和重量。

在又一实施方式中，进一步优化菲涅尔透镜100的性能时，可以通过满足更为精确的关系式来获得最佳效果，R1和R2满足关系式：

R1/R2＝1.018；

R1＝35.500mm；

R2＝34.900mm。

其中，R1和R2的比值为1.018，光面10的曲率半径R1为35.500mm，纹路面20的曲率半径R2为34.900mm。通过满足这些更为精确的条件，可以实现菲涅尔透镜100的最佳光学性能。当R1/R2等于1.018时，菲涅尔透镜100能够实现最佳的光学聚焦效果，这意味着光线在透镜内的折射经过精确计算和设计，以达到最佳的聚焦效果。

同时，R1和R2的取值分别为35.500mm和34.900mm，这进一步精细调整了菲涅尔透镜100的几何参数，以获得最佳的光学性能。通过这些优化，可以在保持良好聚焦效果的同时，实现透镜尺寸和重量的最小化。

这种优化方式下的菲涅尔透镜100可以实现最佳的光学性能，确保光线的聚焦和集光效果，同时具有紧凑的尺寸和较轻的重量。

在本实施方式中，所述光面10与所述纹路面20之间的厚度记为D，满足关系式：

0.35mm≤D≤0.95mm。

具体地，在菲涅尔透镜100的优化中，除了曲率半径的优化外，光面10与纹路面20之间的厚度也需要适当控制以实现最佳效果。根据给定的关系式：

0.35mm≤D≤0.95mm，

其中D表示光面10与纹路面20之间的厚度，该范围的选择是为了优化透镜的光学性能。

当光面10与纹路面20之间的厚度D较小时，菲涅尔透镜100的重量和尺寸可以减小，同时透镜的聚焦和集光效果仍然可以得到良好的保持。较小的厚度有助于减少透镜的体积和重量，使其更加紧凑和轻便。

另一方面，当光面10与纹路面20之间的厚度D较大时，可以提高透镜的结构强度和稳定性，从而增加透镜的耐用性和可靠性。

通过在0.35mm到0.95mm之间选择合适的厚度D，可以在兼顾透镜性能和结构强度的同时，实现最佳的光学效果。这种范围的选择可以确保透镜具有适当的形状和尺寸，以实现光线的聚焦和集光，并在实际应用中具有良好的表现。

因此，通过控制光面10与纹路面20之间的厚度D在0.35mm到0.95mm之间，可以实现优化后的菲涅尔透镜100具有良好的光学性能、紧凑的尺寸和适当的结构强度。本实施方式中，厚度D＝0.6mm。

具体地，所述纹路面20包括并列的多个纹路区域30，每一纹路区域30设有同心环状纹路，所述环状为圆形环状、方形环状、矩形环状、梯形环状、椭圆形环状中的一种，本实施方式中，同心环状纹路为圆形环状。

在本实施方式中，参见图3，菲涅尔透镜100的纹路面20由多个并列的纹路区域30组成。每个纹路区域30都具有同心环状的纹路，其中同心环状纹路采用圆形环状。这种设计可以进一步优化菲涅尔透镜100的效果。

通过在纹路面20上使用同心圆形环状的纹路，可以实现更好的光学效果。这些同心环状的纹路可以协同工作，使得透镜能够更有效地聚焦和集光。同心环状的纹路可以引导光线以特定的方式折射，从而达到所需的光学效果。

此外，圆形环状的纹路是一种简单而有效的设计选择。圆形环状的纹路具有均匀分布的特点，可以提供更均匀的光学效果。这种设计可以减少透镜表面的畸变，并且相对容易实现制造。

因此，在本实施方式中，纹路面20采用并列的多个同心圆形环状纹路，可以优化菲涅尔透镜100的光学效果，提供更好的聚焦和集光能力，并减少光学畸变的影响。

具体地，所述环状纹路包括：环状凸起31。所述纹路区域30的个数为奇数，沿奇数个纹路区域30并列排布的方向，每一纹路区域30的宽度相同。本实施方式中，纹路区域30的个数为5个，位于中间位置的纹路区域30内的环状凸起31的宽度记为K1，位于两侧的任一纹路区域30的环状凸起31的宽度记为K2，满足关系式：

K1＜K2。

在本实施方式中，纹路面20的环状纹路采用了环状凸起31的设计。具体而言，纹路面20被分为奇数个纹路区域30，并沿奇数个纹路区域30并列排布的方向。每个纹路区域30的宽度相同，这样可以保持整体设计的均匀性和对称性。

在本实施方式中，纹路区域30的个数为5个，其中位于中间位置的纹路区域30内的环状凸起31的宽度记为K1，位于两侧的任一纹路区域30的环状凸起31的宽度记为K2。并且满足关系式K1＜K2。

通过这种设计，可以进一步优化菲涅尔透镜100的效果。较小的K1值可以提供更强的聚光效果，使光线更集中地通过透镜。而较大的K2值则可以增加透镜的表面积，从而增加光线的接收面积，进一步提高透镜的光学效果。

这种环状凸起31的设计可以改变光线的传播路径，使其更好地聚焦和集光。通过调整K1和K2之间的宽度差异，可以控制透镜的聚光效果和光线的分布。

因此，通过采用奇数个纹路区域30、相等宽度的纹路区域30以及满足K1＜K2的关系，可以优化菲涅尔透镜100的性能，实现更好的聚焦和集光效果。这种设计选择能够提高透镜的光学性能，并适应特定应用中对光线控制的要求。

具体地，沿所述菲涅尔透镜100的光轴方向观察，位于中间位置的纹路区域30的中心对称线与所述纹路面20的中心对称线相重合，可以确保透镜的光学性能在光轴方向上保持对称。通过使纹路面20的中心对称线与光轴对齐，可以确保透镜所聚焦的光线沿着光轴传播，从而实现更准确和精确的光学性能。

此设计的优点是，它确保了光线在通过透镜时的传播路径的对称性，从而避免了可能导致光线偏移和散射的不对称情况。这样可以提高菲涅尔透镜100的聚焦能力，并确保光线能够集中到预期的焦点上，从而实现更好的光学效果。

因此，通过使位于中间位置的纹路区域30的中心对称线与纹路面20的中心对称线重合，可以保证菲涅尔透镜100在光轴方向上具有对称性，提高光学性能，并确保光线的聚焦和集光效果。

具体地，本实施方式中，菲涅尔透镜100除了光面10和纹路面20之外，还包括：主体40、延伸部50、卡接部60、限位凹槽70。主体40位于所述光面10与所述纹路面20之间的实心部分。延伸部50自所述纹路面20沿所述菲涅尔透镜100的光轴方向且沿背离所述光面10的一侧延伸形成。卡接部60位于所述延伸部50背离所述光面10的一侧，并与所述延伸部50一体成型。限位凹槽70自所述延伸部50背离所述光面10的一侧向靠近所述光面10的一侧凹陷形成。

其中，主体40是指位于光面10和纹路面20之间的实心部分，它是透镜的主要结构。

其中，延伸部50是从纹路面20沿着菲涅尔透镜100的光轴方向向背离光面10的一侧延伸形成的部分，可以被看作是透镜的延伸，延伸部50的存在可以提供一定的结构支持和稳定性。

其中，卡接部60位于延伸部50的背离光面10一侧，并与延伸部50一体成型，卡接部60的设计旨在与其他设备或结构进行连接或固定，以确保透镜的正确安装和稳定性。

其中，限位凹槽70是从延伸部50的背离光面10一侧向靠近光面10的一侧凹陷形成的结构。它的作用是限制其他设备或结构的位置，确保透镜的正确定位和固定。

这些附加部分的设计和存在有助于提供菲涅尔透镜100的结构完整性和稳定性。它们能够配合光面10和纹路面20，使透镜能够正常工作并发挥预期的光学效果。通过合理设计和配置这些附加部分，菲涅尔透镜100可以更好地适应特定的应用场景，并提供更好的光学性能和使用体验。本实施方式中，菲涅尔透镜100应用于人体感应灯200中，这些附加部分的设计有助于菲涅尔透镜100稳定地安装在人体感应灯200上。

本实用新型还提供了一种人体感应灯200，包括所述的菲涅尔透镜100。所述菲涅尔透镜100设于所述人体感应灯200上，所述人体感应灯200还包括：红外感应探头210。

具体地，参见图6和图7，红外感应探头210设于所述人体感应灯200内，并位于所述人体感应灯200与所述菲涅尔透镜100之间。

其中，菲涅尔透镜100的作用是聚焦入射光线，使其能够更好地集中到红外感应探头210上。当有人体进入感应范围时，红外感应探头210能够检测到人体发出的红外热辐射信号，并将信号传输给控制电路。控制电路根据接收到的信号做出相应的响应，比如打开或关闭灯光。

通过将菲涅尔透镜100设在人体感应灯200上，可以提高感应的准确性和效果。菲涅尔透镜100的设计使得光线能够更好地被聚焦，增强了红外感应探头210接收到的信号强度，从而提高了人体感应灯200的灵敏度和可靠性。

本实施方式中，人体感应灯200应用于室内家居场景，对人体感应灯200的美观具有较高要求，本实施方式的菲涅尔透镜100由于形状扁平，安装在人体感应灯200上，能够保持人体感应灯200外部结构平滑，且同时保持了较好的光学性能，兼顾了性能与美观。

具体地，任一垂直于所述菲涅尔透镜100光轴的方向记为第一方向，沿所述第一方向观察，所述红外感应探头210与所述菲涅尔透镜100的纹路面20的中心点之间的距离记为H，满足关系式：

H＞7mm。

其中，通过定义垂直于菲涅尔透镜100光轴的任意方向为第一方向，并沿该方向观察，我们可以测量红外感应探头210与菲涅尔透镜100纹路面20中心点之间的距离，记为H。关系式H＞7mm指明了该距离必须大于7mm。

这个要求的目的是确保红外感应探头210与菲涅尔透镜100的纹路面20之间有足够的间距，以避免可能的干扰或相互影响。保持一定的距离可以确保红外感应探头210能够准确地接收到人体发出的红外热辐射信号，并且不会受到菲涅尔透镜100纹路的干扰。

通过满足H＞7mm的关系式，可以保证红外感应探头210与菲涅尔透镜100之间的适当距离，从而确保人体感应灯200对人体的探测和响应的准确性和可靠性。这样设计的人体感应灯200能够更有效地感知人体的存在并做出相应的灯光调节。

借此，通过将菲涅尔透镜100的形状规定为扁平状，具体为透镜的曲率半径满足关系式：0.986≤R1/R2≤1.043；35.000mm≤R1≤36.000mm；34.400mm≤R2≤35.400mm，使得菲涅尔透镜100具备良好光学性能的同时，安装更顺滑、产品体积更小。

通过满足规定的曲率半径范围关系式，菲涅尔透镜100能够正确地聚焦和集光。这意味着光线经过透镜后能够有效地进行折射和聚焦，以达到所需的光学效果。

由于菲涅尔透镜100的形状规定为扁平状，其表面相对平坦，使得安装过程更加顺滑。这样可以确保透镜与其他组件的贴合度更高，减少装配时的不匹配或误差。

扁平状的菲涅尔透镜100相对于传统的球面透镜而言，具有更小的体积。这意味着整个人体感应灯200的尺寸可以更紧凑，更适合于空间受限的应用场景，同时也降低了产品的重量。

因此，通过将菲涅尔透镜100的形状规定为扁平状，并满足所述的曲率半径范围关系式，可以在保证光学性能的同时，使得菲涅尔透镜100的安装更顺滑，产品体积更小，为人体感应灯200的设计和使用带来更多的优势。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜为凹凸形状的透镜，所述菲涅尔透镜包括：

光面，凸出的一面；

纹路面，内凹的一面；

所述光面的曲率半径记为R1，所述纹路面的曲率半径记为R2，满足关系式：

0.986≤R1/R2≤1.043；

35.000mm≤R1≤36.000mm；

34.400mm≤R2≤35.400mm。

2.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，满足关系式：

1.006≤R1/R2≤1.032；

35.300mm≤R1≤35.800mm；

34.700mm≤R2≤35.100mm。

3.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，满足关系式：

R1/R2＝1.018；

R1＝35.500mm；

R2＝34.900mm。

4.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述光面与所述纹路面之间的厚度记为D，满足关系式：

0.35mm≤D≤0.95mm。

5.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述纹路面包括并列的多个纹路区域，每一纹路区域设有同心环状纹路，所述环状为圆形环状、方形环状、矩形环状、梯形环状、椭圆形环状中的一种。

6.根据权利要求5所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述环状纹路包括：

环状凸起；

所述纹路区域的个数为奇数，沿奇数个纹路区域并列排布的方向，每一纹路区域的宽度相同，位于中间位置的纹路区域内的环状凸起的宽度记为K1，位于两侧的任一纹路区域的环状凸起的宽度记为K2，满足关系式：

K1＜K2。

7.根据权利要求6所述的菲涅尔透镜，其特征在于，沿所述菲涅尔透镜的光轴方向观察，位于中间位置的纹路区域的中心对称线与所述纹路面的中心对称线相重合。

8.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述菲涅尔透镜还包括：

主体，位于所述光面与所述纹路面之间的实心部分；

延伸部，自所述纹路面沿所述菲涅尔透镜的光轴方向且沿背离所述光面的一侧延伸形成；

卡接部，位于所述延伸部背离所述光面的一侧，并与所述延伸部一体成型；

限位凹槽，自所述延伸部背离所述光面的一侧向靠近所述光面的一侧凹陷形成。

9.一种人体感应灯，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜设于所述人体感应灯上，所述人体感应灯还包括：

红外感应探头，设于所述人体感应灯内，并位于所述人体感应灯与所述菲涅尔透镜之间。

10.根据权利要求9所述的人体感应灯，其特征在于，任一垂直于所述菲涅尔透镜光轴的方向记为第一方向，沿所述第一方向观察，所述红外感应探头与所述菲涅尔透镜的纹路面的中心点之间的距离记为H，满足关系式：

H＞7mm。