[发明专利]透镜构件以及使用该透镜构件的发光装置

权利要求书

1.一种透镜构件，其特征在于，包括：

光入射面；

光出射面，所述光出射面在所述光入射面的相反侧；

菲涅耳透镜，所述菲涅耳透镜被配置在中心轴上，所述中心轴通过所述光入射面的中心；以及

衍射光栅结构，所述衍射光栅结构以中心轴为中心配置在所述菲涅耳透镜的外侧。

2.根据权利要求1所述的透镜构件，其特征在于，所述菲涅耳透镜包括：

第一菲涅耳透镜，所述第一菲涅耳透镜以光入射面的中心轴为中心被配置，包括从凸透镜分割的多个环状棱镜；以及

第二菲涅耳透镜，所述第二菲涅耳透镜以光入射面的中心轴为中心配置在第一菲涅耳透镜的外侧，包括从TIR透镜分割的多个环状棱镜。

3.根据权利要求1所述的透镜构件，其特征在于，

所述衍射光栅结构包括槽间距一定的多个环形微槽。

4.根据权利要求1所述的透镜构件，其特征在于，

菲涅耳透镜所包含的环状棱镜所接受的光的入射角的范围和衍射光栅结构所接受的光的入射角的范围彼此不同。

5.根据权利要求2所述的透镜构件，其特征在于，

所述第一菲涅耳透镜的多个环状棱镜的各顶端以及第二菲涅耳透镜的多个环状棱镜的各顶端，与在菲涅耳透镜的外侧配置的衍射光栅结构的顶端是一样的高度。

6.根据权利要求2所述的透镜构件，其特征在于，

所述第一菲涅耳透镜还在中心轴上具有凸状透镜，所述衍射光栅结构具有多个环形微槽，所述凸状透镜的顶部、第一菲涅耳透镜的多个环状棱镜的各顶端以及第二菲涅耳透镜的多个环状棱镜的各顶端，与所述衍射光栅结构具有的环形微槽之间的顶端是一样的高度。

7.根据权利要求3所述的透镜构件，其特征在于，

所述环形微槽分别具有大致三角形状的截面。

8.根据权利要求3所述的透镜构件，其特征在于，

所述环形微槽分别具有外侧斜面和内侧斜面，所述内侧斜面比外侧斜面靠近所述光入射面的中心轴的内侧斜面，环形微槽的外侧斜面的倾斜角度和所述内侧斜面的倾斜角度基于自中心轴的距离而变化。

9.一种发光装置，其特征在于，包括：

权利要求1所述的透镜构件；以及

光源，所述光源与透镜构件的光入射面相对配置并具有发光面，所述光源的发光面的中心与透镜构件的中心轴一致，所述光源的发光面的外周缘相对于衍射光栅结构的内径位于更内侧，所述衍射光栅结构以中心轴为中心配置在光入射面上。

10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，

光源的发光面的半径设为R，自透镜构件的光入射面的中心轴向光入射面的半径方向的距离设为r，从光源的发光面到透镜构件的光入射面的距离设为h，从光源的发光面入射至透镜构件的光入射面的光的入射角的范围设为Δθ时，衍射光栅结构在Δθ=arctan｛（r+R）/h｝-arctan｛（r-R）/h｝≤15°的范围内。

11.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，

光源的发光面的半径设为R，自透镜构件的光入射面的中心轴向光入射面的半径方向的距离设为r时，第一菲涅耳透镜在r＜R的范围内。

12.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，

光源的发光面的半径设为R，自透镜构件的光入射面的中心轴向光入射面的半径方向的距离设为r，从光源的发光面入射至透镜构件的光入射面的光的入射角的范围设为Δθ时，第二菲涅耳透镜在r≥R、且Δθ＞15°的范围内。

13.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，

光源的发光面的半径设为R，自透镜构件的光入射面的中心轴向光入射面的半径方向的距离设为r，从光源的发光面到透镜构件的入射面的距离设为h，从光源的发光面入射至透镜构件的光入射面的光线与中心轴构成的角度设为θ’，所述衍射光栅结构的环形微槽的槽间距设为p，环形微槽的槽深设为H，透镜构件的折射率设为n时，所述环形微槽的外侧斜面的倾斜角度α以及内侧倾斜角度β是满足以下式子的值：

Tanα=P/H-tanβ……（7）

β=45-｛（arcsin｛sin（90-θ’-α）/n｝+α）｝/2……（8）

arctan｛（r-R）/h｝≤θ’≤arctan｛（r+R）/h｝……（9）。