CN101929651A - 间隙构件、透镜以及具有间隙构件和透镜的照明装置 - Google Patents

间隙构件、透镜以及具有间隙构件和透镜的照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种间隙构件、透镜以及具有间隙构件和透镜的照明装置。本发明涉及一种被用于照明装置的透镜、一种间隙构件和一种照明装置，具体地一种使得可以在光被辐射的表面上实现高效率的亮度分布的用于照明单元的透镜、改进从照明装置发射的光的效率和耐电压性的间隙构件以及具有优良散热和防水特性并且能够易于维修的照明装置。根据一个实施例的透镜包括：具有横越表面的皱纹表面和在皱纹表面的两侧处形成的棱镜表面的圆形入射表面；以及，向外部折射并且透射通过入射表面在内部传播的光的出射表面。此外，根据一个实施例的间隙构件包括：具有朝向中心的倾斜表面的环形反射部分；以及与反射部分共轴地向下延伸的环形壁，并且具有平坦环形状。

Description

间隙构件、透镜以及具有间隙构件和透镜的照明装置
技术领域
本发明的实施例涉及一种间隙构件、一种透镜和一种具有它们的照明装置，更加详细地，一种用于照明装置的间隙构件、一种在光通过其传播的表面上具有高效率的亮度分布的用于照明装置的透镜，和一种具有该间隙构件和该透镜的照明装置。
背景技术
因为LED(发光二极管)消耗小的功率、具有长的寿命期，并且能够以低的成本操作，所以它们用作用于各种电子组件、电子显示板和照明装置等的光源。然而，为了利用LED替代现有光源，需要克服以下问题，例如高价格、易于受热或湿度危害、低显色性和低亮度。
在本技术领域中已经提出用于通过向LED另外地提供透镜而实现所期望的发光特性的照明装置。通常，在用于照明装置的透镜中，存在用于漫射光以实现宽广辐射表面的透镜和用于在宽广辐射表面上集中具有高亮度的光的透镜。
此外，越来越多地围绕LED形成反射板以增加从LED灯辐射的光的效率，并且在另外地配备有透镜的一些照明装置中设置一种以预定距离使透镜和LED分隔开的构件从而防止在透镜和LED之间的接触。
发明内容
一个实施例提供一种用于照明装置的间隙构件，其中在照明装置中包括的透镜并不直接地挤压LED。
一个实施例提供一种用于照明装置的间隙构件，该间隙构件具有用于增加从照明装置发射的光的效率的反射板。
一个实施例提供一种用于照明装置的间隙构件，该间隙构件改进了照明装置的耐电压性。
一个实施例提供一种用于照明装置的间隙构件，该间隙构件具有用于增加从照明装置发射的光的效率的反射板并且改进照明装置的耐受电压(withstand voltage)，其中照明装置的透镜并不直接地挤压LED。
一个实施例提供一种透镜，该透镜能够使得辐射表面的亮度适合期望的亮度并且使功耗最小化，由此实现一种高效率的照明装置。
一个实施例提供一种照明装置，该照明装置包括用于照明装置的透镜和/或用于照明装置的间隙构件，该透镜使得可以在光被辐射的表面上实现高效率的亮度分布。
一个实施例提供一种照明装置，该照明装置具有优良的散热和防水特性。
一个实施例提供一种照明装置，该照明装置能够容易地实现期望的发光分布。
一个实施例提供一种照明装置，该照明装置具有改进的耐电压性。
一个实施例提供一种照明装置，该照明装置能够易于维修。
根据一个实施例的透镜包括：圆形入射表面，所述圆形入射表面具有横越表面的皱纹表面和在皱纹表面的两侧处形成的棱镜表面；以及出射表面，所述出射表面向外部折射并且透射通过入射表面在内部传播的光。
根据一个实施例的透镜包括：圆形入射表面，所述圆形入射表面垂直于光轴；以及出射表面，所述出射表面折射并且透射通过入射表面在内部传播的光，其中该入射表面具有光漫射表面和亮度增强表面，所述光光漫射表面向外部漫射光，所述亮度增强表面被形成为在光漫射表面的纵向方向上穿过入射光的中心以补偿在辐射表面的中心部分处的亮度。
根据实施例的透镜包括：圆形入射表面，所述圆形入射表面垂直于光轴；以及出射表面，所述出射表面折射并且透射通过入射表面在内部传播的光，其中在从透镜辐射光的表面中的辐射区域是近似矩形的，该近似矩形的长边的长度是从光源到辐射表面的高度的2.5倍，该近似矩形的短边的长度是从光源到辐射表面的高度的1.6倍，并且UP/RT是0.88。
根据实施例的间隙构件包括：环形反射部分，所述环形反射部分具有朝向中心的倾斜表面；以及环形壁，所述环形壁与反射部分共轴地向下延伸，并且具有平坦环形状。
根据实施例的照明装置包括：基板；发光单元，所述发光单元包括在基板上安装的多个LED；外壳体，所述外壳体容纳发光单元；透镜，所述透镜设置在发光单元上；第一防水环，所述第一防水环被设置成围绕透镜；以及外壳盖，所述外壳盖具有暴露透镜的开口，并且与外壳体和第一防水环组合。
一个实施例可以提供一种用于照明装置的间隙构件，其中在照明装置中包括的透镜不直接地挤压LED。
一个实施例可以提供一种用于照明装置的间隙构件，该间隙构件具有用于增加从照明装置发射的光的效率的反射板。
一个实施例可以提供一种用于照明装置的间隙构件，该间隙构件改进了照明装置的耐电压性。
一个实施例可以提供一种用于照明装置的间隙构件，该间隙构件具有用于增加从照明装置发射的光的效率的反射板并且改进照明装置的耐受电压，其中照明装置的透镜并不直接地挤压LED。
一个实施例可以提供一种透镜，该透镜能够使得辐射表面的亮度适合期望的亮度并且使功耗最小化，由此实现一种高效率的照明装置。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置包括用于照明装置的透镜和/或用于照明装置的间隙构件，该透镜使得可以在光被辐射的表面上实现高效率的亮度分布。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置使用具有优良散热效果的外壳，并且通过将散热板附着到发光单元的底部而具有散热特性。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置通过包括防水环而具有优良防水特性。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置能够容易地实现期望的发光分布。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置使得更换透镜是容易的。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置具有改进的耐电压性。
一个实施例可以提供一种照明装置，该照明装置易于维修。
附图简要说明
图1是示出根据第一实施例的照明单元的侧视图；
图2是图1的发光单元的侧视横截面图；
图3是图1的发光单元的平面视图；
图4是示出图1的发光单元的另一实例的视图；
图5是示出图1的发光单元的另一实例的视图；
图6是示出图1的发光单元的另一实例的视图；
图7是图1的间隙构件的侧视横截面图；
图8是图1的间隙构件的透视图；
图9是图1的间隙构件的平面视图；
图10是图1的间隙构件的底视图；
图11是图1的间隙构件的另一实例的透视图；
图12是图1的间隙构件的另一实例的平面视图；
图13是图1的间隙构件的另一实例的底视图；
图14是示出当亮度分布形成圆形时的辐射表面的视图；
图15是示出当亮度分布形成正方形时的辐射表面的视图；
图16是带有仅具有棱镜表面的入射表面和平坦出射表面的透镜的侧视横截面图；
图17是示出利用包括图16的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图18是带有仅具有棱镜表面的入射表面和球形出射表面的透镜的侧视横截面图；
图19是示出利用包括图18的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图20是示出利用包括图18的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图21是带有具有棱镜表面和皱纹表面的入射表面和球形出射表面的透镜的透视图；
图22是带有具有棱镜表面和皱纹表面的入射表面和球形出射表面的透镜的平面视图；
图23是带有具有棱镜表面和皱纹表面的入射表面和球形出射表面的透镜的侧视横截面图；
图24是示出从图1的照明单元的LED发射的光的光路径的视图；
图25是示出利用使用图21的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图26是示出利用使用图21的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图27是示出根据FTE计算器的、辐射表面的亮度分布的视图；
图28是示出利用使用试验实例5的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图29是示出利用使用试验实例5的透镜的照明单元的空间光分布的视图；
图30是示出根据第二实施例的照明单元的侧视横截面图；
图31是示出根据第三实施例的照明单元的侧视横截面图；
图32是示出根据第四实施例的照明单元的侧视横截面图；
图33根据第六实施例的照明装置的分解透视图；
图34是从上方看到的、根据第六实施例的照明装置的透视图；
图35是从下方看到的、根据第六实施例的照明装置的透视图；
图36是根据第六实施例的照明装置的横截面视图；
图37是示出照明装置的发光单元的视图；
图38是从上方看到的、根据第七实施例的照明装置的透视图；
图39是根据第八实施例的照明装置的横截面视图；以及
图40是从上方看到的、根据第九实施例的照明装置的透视图。
具体实施方式
在描述实施例中，每一个层的“上方”或“下方”的引用，如果未被具体地述及，则是假设透镜140在此处的一侧是“上方”并且发光单元101在此处的一侧是“下方”。
在描述实施例中，虽然照明单元100意指包括透镜140、间隙构件130和发光单元101的组件，但是当具体间隙构件并不存在时，如在图31中，则照明单元100意指包括透镜140和发光单元101的组件。第一到第五实施例描述照明单元100，并且包括第六实施例的其他实施例描述照明装置。
当在图中示出代表空间的坐标轴时，将首先描述坐标轴。为了描述的方便和清楚起见，在图中，每一个层的厚度或尺寸已夸大、省略或示意地示出。此外，每一个组件的尺寸并不完全地代表实际尺寸。如下地在此后参考附图描述实施例。
图1是示出根据第一实施例的照明单元的侧视图，图2是图1的发光单元的侧视横截面图，图3是图1的发光单元101的平面视图，图4是示出图1的发光单元101的另一实例的视图，图5是示出图1的发光单元101的另一实例的视图，并且图6是示出图1的发光单元的另一实例的视图。
参考图1，照明单元100包括发光单元101、间隙构件130和透镜140。照明单元100能够被安装于以规则间隔设置的路灯、诸如室外灯的外部灯，并且为外部灯的前部和路灯与室外灯之间的区域以适当的光分布和亮度分布进行照明。
发光单元101在基板110上配备有多个LED 120，并且能够以各种方式修改LED 120的布置。虽然图2到6主要示出发光单元101的组件中的基板110和LED 120，但是如在图33、36、37和39中所示，发光单元101可以另外地包括引导电极170、保护管180和连接端子190。
基板可以是铝基板、陶瓷基板、金属芯PCB和普通PCB等。此外，基板110由高效率地反射光的材料制成，或者表面可以具有高效率地反射光的颜色，例如白色和银色。LED 120包括白色Led，或者可以选择性地使用诸如红色LED、蓝色LED和绿色LED的彩色LED。LED 120的发光角度是120°～160°或者可以包括Lamertian形状(全漫射表面)。
如在图2和3中所示，发光单元101的基板110是具有预定直径D1的圆形板并且直径D1可以具有能够容纳在间隙构件130下方的尺寸。可以在基板110的外周边的预定部分处形成平坦部分114，其中平坦部分114表示组件之间的接合部或者防止其间的旋转。
可以在基板110中形成多个螺钉孔113以通过将螺钉拧入螺钉孔113中而将基板110紧固到诸如路灯和室外灯的结构，或者将基板110紧固到照明单元110的外壳。在这个构造中，不仅螺钉，而且铆钉或钩子也可以插在螺钉孔113中。基板110可以不具有螺钉孔113。
图3的发光单元101A具有被布置于基板110上的八个LED 120，并且例如该八个LED 120可以以规则间隔布置在离开基板110的中心具有预定半径的圆上。该八个LED 120不仅可以被布置成圆，而且还可以被布置成椭圆或矩形。
图4的发光单元101B具有被布置于基板110上的十个LED 120，并且例如示出在离开基板的中心具有预定半径的圆上以规则间隔布置八个LED 120并且在该圆内部布置两个LED的实例。
图5的发光单元101C具有被布置于基板110上的十二个LED 120，并且例如示出在离开基板的中心具有预定半径的圆上以规则间隔设置八个LED 120并且在半径小于以上圆的共轴圆上以规则间隔设置四个LED的实例。
根据图6所示的发光单元101D，与图5相比，在较小圆上的全部LED 120可以从基板的中心旋转45°。
图3到6所示LED 120的布置是一些实例，被布置于圆上的LED120之间的距离可以根据辐射表面的所期望形状而不均匀，并且LED120在基板110上的布置形状和数目可以根据光强度、光分布和亮度分布而改变，并且还可以随着实施例的技术范围而改变。如果在图中或说明书中使用术语发光单元101而未指定具有LED 120的具体布置的发光单元101A、101B、101C和101D，则应该理解该术语代表具有那些布置的发光单元。
图7是图1的间隙构件130的侧视横截面图，图8是图1的间隙构件130的透视图，图9是图1的间隙构件130的平面视图，图10是图1的间隙构件130的底视图，图11是图1的间隙构件130的另一实例的透视图，图12是图1的间隙构件130的另一实例的平面视图，并且图13是图1的间隙构件130的另一实例的底视图。
参考图1和图7到13，间隙构件130具有以环的形状朝向中心倾斜的反射部分132和以环的形状与反射部分132共轴地向下延伸的壁131。此外，间隙构件130具有完全平坦的环形状，使得它具有其直径为反射部分132的内直径的开口。
通过允许从LED发射的光被反射而不消失，反射部分132能够增加照明装置的光效率。光从反射部分132向上反射，使得反射部分132有助于光向上传播。
反射部分132的底部与发光单元101的上表面的边缘接触并且壁131的内周边与发光单元101的外周边接触，使得发光单元101位于间隙构件130中。为了防止发光单元101与间隙构件130向上分离，优选的是，反射部分132的内直径小于壁131的内直径和发光单元101的外直径。
此外，间隙构件130以预定间隙G1使基板110和透镜140分隔开。因为该间隙大于或者与被布置于基板110上的LED 120的厚度相同，所以透镜140并不挤压LED 120并且在透镜140与基板110之间限定空间，使得可以实现光发射角度和光分布。
此外，间隙构件130防止诸如照明装置的外壳的其他构件和除了发光单元101的底部之外的其他表面之间的接触，并且当间隙构件130由绝缘材料制成时，间隙构件130和发光单元101被绝缘。另外，通过将由绝缘材料制成的防热衬垫或防热板附着到发光单元101的底部，可以防止发光单元101中的问题(例如电短路、EMI和EMS)并且改进耐电压性。
可以用硅或硅树脂填充空间105。发光单元101的LED 120通过开口133而被暴露，并且透镜140的凸缘144被设置在间隙构件130的上表面上。
平坦部分134可以在基板130的预定部分处形成，其中平坦部分134表示组件之间的接合部或者防止其间的旋转。更加具体地，采取如下实施例，例如图3到6所示的发光单元1101的基板110，其中在基板110的预定部分处形成平坦部分114，并且例如图8到13所示间隙构件130，其中在间隙构件130中形成平坦部分134。参考图10到13，因为不仅外部，而且间隙构件130的平坦部分134的内部也是平坦的，所以基板110被装配于间隙构件130中，且两个平坦部分114和134相互接触。因为壁131的内周边和基板110的外周边的预定部分是平坦的，所以它们不从所述位置旋转或移动。
反射部分132朝向开口133的中心从壁131的上表面以预定倾斜度延伸。即，反射部分132从间隙构件130的开口133的外部边缘以预定角度θ1倾斜。透镜140的棱镜表面142布置在反射部分132的倾斜表面上方一定距离处，使得能够根据倾斜角度θ1的宽度和反射部分132的宽度改变反射光的量。如在图8到10中所示，反射部分132内部的开口133可以被形成为具有预定直径D2的圆。
在从LED 120发射的光中，到达反射部分132的光被从反射部分132反射并且通过透镜140传播到外部。因此，与不带反射部分132的普通间隙构件相比，实现改进光效率的另外效果。已经描述了与普通间隙构件相比根据这个实施例的间隙构件130改进了耐电压性。
如在图11到13以及17中所示，间隙构件130可以具有被连接到基板110或引导电极170穿过的电极贯通部分135的电线(未示出)。
在图8到13中，仅仅示出具有平坦部分134的间隙构件130并且具有平坦部分134的间隙构件130是优选的实施例。然而，具有完全圆形形状而不带平坦部分134的间隙构件130可以从构件之间的位置旋转或移动，但是除了这个缺陷，它具有上述实施例的间隙构件130具有的改进光效率和耐电压性的全部效果，并且因此，应该理解未以限制性方式描述具有平坦部分134的间隙构件130，而是描述了最佳实施例。
在描述透镜140的形状和结构之前，在涉及本发明的实施例中提出的透镜140是用于通常安装在诸如路灯和室外灯的外部灯中的照明单元100的透镜140；因此，需要首先知道在透镜140中高效率的亮度分布是什么。
<高效率的亮度分布>
图14是示出当亮度分布形成圆形时的辐射表面的视图并且图15是示出当亮度分布形成正方形时的辐射表面的视图。
参考图14和15，可以看到，通过减少由于光和死角区域A3的交迭而产生的光A2的浪费，并且还减少辐射到无需被照亮的区域的光A1，与当它是圆形时相比较，当从照明单元100发射的光形成矩形亮度分布时，效率高。
比较使用具有圆形亮度分布的照明单元100的路灯和外部灯与使用具有正方形亮度分布的照明单元100的路灯和外部灯。与前者相比，后者能够改进相邻路灯或相邻室外灯之间的亮度分布并且减少或者消除死角区域A3，使得路灯或室外灯之间的距离在后者中可以比在前者中更大。此外，因为可以减小用于实现希望亮度所必要的路灯或室外灯的数目，所以能够节约维修和操作成本。
虽然在图15中示出四边形的正方形亮度分布的实例，但是有利的是，形成矩形亮度分布，而非正方形，以便照亮窄并且长的区域，诸如照亮道路的路灯和室外灯。因此，根据照明单元100的使用，矩形亮度分布和正方形亮度分布之中的任何一种相对于另一种可能是有利的。
此后将逐渐地描述用于实现矩形亮度分布的透镜140的结构。
<用于实现非对称亮度分布的透镜的结构-包括棱镜表面的入射表面>
图16是带有仅仅棱镜表面142的入射表面143和平坦出射表面145的透镜的侧视横截面图，并且图17是示出包括图16的透镜140的照明单元100的空间光分布的视图。
参考图17，当沿着X方向从前面看照明单元100时的光分布被示为B2并且当沿着Y方向从前面看照明单元100时的光分布被示为B1。B2比B1更宽的原因是因为光被棱镜表面142在Y方向上漫射。因此，这个非对称亮度分布是相对近似矩形的，而非圆形亮度分布。然而，因为棱镜表面142将光向外部分散，所以当沿着X方向看照明单元时(B2)，中心部分被示为比其他辐射表面相对更暗。此外，类似地，当沿着Y方向看时(B1)，光宽度是小的并且中心部分比其他辐射表面相对更暗。
因此，在带有仅仅棱镜表面142的入射表面142和平坦出射表面145的透镜中，亮度分布不是均匀的。此外，当使用多个照明装置时，不必存在很多的光交迭并且形成很多黑暗死角区域以减少由于光交迭而引起的浪费部分，使得仍然难以高效率地操作照明装置。
因此，当出射表面145是球形透镜140时，它被描述为在辐射表面的中心部分处能够补偿减弱的亮度的透镜140的结构。
<在辐射表面的中心处能够补偿减弱的亮度的透镜的结构-带有球形出射表面的透镜>
图18是带有仅仅棱镜表面的入射表面143和球形出射表面145的透镜的侧视横截面图，图19是示出包括图18的透镜140的照明单元100的空间光分布的视图，并且图20是示出包括图18的透镜140的照明单元100的空间光分布的视图。
比较图17与图19，能够看到，当从Y轴看时(B1)，与带有平坦出射表面145的透镜140相比，光强度改善，并且当从X轴看时(B2)，光强度在中心部分处显著地改善。然而，光强度在中心部分处仍然是小的，并且参考图20，在辐射表面中亮度分布示出哑铃或蝴蝶形状。结果，因为利用带有仅仅棱镜表面142的入射表面143和球形出射表面145的透镜140仍然不可能实现近似矩形的亮度分布，所以需要另外地考虑在入射表面143上具有皱纹表面的透镜140。
<带有具有皱纹表面的入射表面的透镜>
首先描述带有具有皱纹表面141的入射表面143的透镜140的全部构造和包括该透镜的照明单元100的构造。图21是带有棱镜表面142和皱纹表面141的入射表面143和球形出射表面143的透镜140的透视图，图22是带有具有棱镜表面142和皱纹表面141的入射表面143和球形出射表面的透镜140的平面视图，图23是带有棱镜表面142和皱纹表面141的入射表面143和球形出射表面145的透镜140的侧视横截面图，并且图24是示出从图1的照明单元100的LED 120发射的光的光路径的视图。
参考图1以及图21至23，透镜140被设置在发光单元101上方。透镜140具有入射表面143和出射表面145，并且在入射侧处形成皱纹表面141和棱镜表面142。围绕透镜140的入射表面143形成圆形凸缘144。
可以通过注射成型光透射性材料形成透镜140，并且该材料可以是玻璃和塑料，例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和PC(聚碳酸酯)。
入射表面143垂直于光轴，并且皱纹表面141横穿入射表面，优选地通过入射表面143的中心。参考图1和22，能够看到，皱纹表面141沿着与光轴Z相垂直的X轴方向形成。当沿着与皱纹表面141的纵向方向相垂直的平面(YZ平面)切割时，皱纹表面141可以具有弧形横截面，或者可以具有抛物线、双曲线和椭圆的若干部分的形状。结果，当从入射表面143看时，皱纹表面141具有圆形，并且更加详细地，当沿着与柱体的纵向方向平行的平面切割时，它具有切割柱体的凹陷表面。此外，皱纹表面141的宽度D4可以是入射表面的直径D6的9％～40％。
棱镜表面142在皱纹表面141的两侧处形成。棱镜表面142的突出部和凹陷部沿着与光轴Z相垂直的轴线X方向延伸，其中突出部和凹陷部沿着垂直于皱纹表面141的纵向方向X和光轴Z的方向-Y、+Y连续地布置。当它们沿着垂直于棱镜表面142的皱纹表面141的纵向方向的平面YZ被切割时，突出部和凹陷部具有三角形横截面。三角形突出部的两侧S1和S2可以具有相同或不同的长度和角度。
此外，在棱镜表面142的突出部和凹陷部之间的间隙可以是恒定的或朝向两侧-Y轴和+Y轴变得更小。这个密度依赖于光分布。
棱镜表面142位于皱纹表面141和凸缘144之间。通过沿着垂直于纵向方向的侧向，例如沿着左右方向-Y、+Y布置，棱镜表面142能够增加沿着左右方向-Y、+Y的光分布。
出射表面145能够向外部反射或折射入射光。出射表面145可以是非球面透镜或球面透镜并且能够考虑到光分布和亮度分布来选择非球面透镜或球面透镜的形状。
在光发射角度通过棱镜表面142、反射单元132和基板110的上表面中的至少一个而改变时，不通过出射表面145传播到外部的反射光通过出射表面145传播。
参考图24，在从发光单元110的最外LED 120发射的光L1、L2和L3中，光L1和L2通过棱镜表面142和出射表面145传播到外部，而光L3被反射并且通过出射表面145传播到外部，其中临界光角度通过反射单元132、棱镜表面、出射表面145和棱镜表面142顺序地改变。从发光单元110的中心处的LED 120发射的光L4通过透镜140的皱纹表面141而被折射和漫射并且通过出射表面145传播到外部。
从上方观察带有具有皱纹表面141的入射表面143的透镜140和包括该透镜100的照明单元100的结构，并且此后描述空间光分布和亮度分布。
图25是示出使用图21的透镜140的照明单元100的空间光分布的视图并且图26是示出使用图21的透镜140的照明单元100的空间光分布的视图。参考图25，当沿着X方向从前面看照明单元100时的光分布被示为B2，并且当沿着Y方向从前面看照明单元100时的光分布被示为B1。B2比B1更宽的原因是因为光被棱镜表面142在Y方向上漫射。然而，不象图19，因为透镜140具有皱纹表面141，所以当从X轴和Y轴看时，能够看到空间光分布改善。即，与图19相比，光分布在光轴Z周围显著地大。此外，当从Y轴方向看时(B1)，光宽度是大的，并且与图19相比，更多的光被辐射到辐射表面，并且当从X轴方向看时(B2)，与图19相比，在X轴周围，比其他辐射表面相对更暗的区域显著地减小。
参考图26，当光通过透镜140辐射时，辐射光的辐射区域具有近似矩形形状。这个形状与图20的哑铃或丝带形状具有显著的差异。类似于图17，棱镜表面142的效果在于光在Y轴方向上漫射，并且皱纹表面141的效果在于光被辐射而不使围绕X轴的区域黑暗。与图18所示的透镜140相比，另外地提供到图21的透镜的皱纹表面141用作补偿辐射表面的中心区域中的亮度的亮度增强表面。
参考图23详细描述了当出射表面145是球面透镜或非球面透镜时的情形。在这个构造中，h1是棱镜表面的厚度，h2是凸缘144的厚度，h3是透镜140的厚度，D3是在相邻棱镜之间的间隙，D4是皱纹表面141的宽度，D6是透镜140除了凸缘144之外的宽度，r是出射表面145的曲率半径，S1是棱镜表面142的横截面中的一侧，并且S2是棱镜表面142的横截面中的另一侧。代表球面透镜形的出射表面145的公式如<公式1>。
[公式1]
z = 1 r ( D 6 2 ) 2 1 + 1 - ( 1 r ) 2 ( D 6 2 ) 2
在<公式1>中，关系
Figure GSA00000131378200172
得以满足，z是从入射表面143到出射表面145的高度，D6是透镜140除了凸缘144之外的宽度，并且r是出射表面145的曲率半径。
代表圆锥形透镜形的出射表面145的公式如<公式2>。
[公式2]
z = 1 r ( D 6 2 ) 2 1 + 1 - ( 1 + k ) ( 1 r ) 2 ( D 6 2 ) 2
在<公式1>中，关系
Figure GSA00000131378200174
得以满足，z是从入射表面143到出射表面145的高度，D6是透镜140除了凸缘144之外的宽度，r是出射表面145的曲率半径，并且k是圆锥常数。
代表非球面透镜形的出射表面145的公式如<公式3>所示
[公式3]
z = 1 r ( D 6 2 ) 2 1 + 1 - ( 1 + k ) ( 1 r ) 2 ( D 6 2 ) 2 + &Sigma; n = 2 10 C 2 n ( D 6 2 ) 2 n
在<公式3>中的符号与在<公式2>中的那些相同，并且C2n是非球形表面常数。任何球形表面或非球形表面可以用于出射表面145的形状，只要它们满足<公式1>、<公式2>和<公式3>，特别地，该形状依赖于<公式2>中的圆锥常数k，即，它在K＝0时变成球体，在-1＜k＜0时变成椭圆，在K＝1时变成抛物线，在k＜-1时变成双曲线，并且在k＞0时变成扁球。
因为存在出射表面145满足公式的大量情形，并且通过几个代表性实例看到对于每一种情形的照明单元100的效率。通过执行计算机程序FTE计算器获取了仿真数据，以便了解照明单元100的效率并且使用计算机程序的仿真的目的是从Energy Star(能源之星)获取认证并且同时检查照明单元100的效率。因此，此后检查来自Energy Star的认证和仿真数据。
<来自Energy Star的认证和辐射表面光效率的检查>
Energy Star是在美国关于能量效率的国际计划并且还是美国的DOE和EPA的共同计划，并且将标记“ENERGY STAR”给予满足能量效率准则的产品。很多消费者更喜欢获取了来自美国的Energy Star的标记的产品并且获取来自Energy Star的标记的产品的优点在州政府中是不同的，使得从Energy Star获取认证在很大程度上有助于提高产品的商业价值。
来自Energy Star的认证意味着照明装置能够照亮希望区域以在预定亮度下以较低的功率照明并且能够降低必要的照明装置的数目，使得它们能够被视为高效率照明装置。
在结合本发明提出的实施例中，所提出的透镜140是由通常被安装于诸如路灯和室外灯的外部灯中的照明单元100使用的透镜140；因此，它们必须满足Energy Star标准中的Outdoor Area&Parking Garageof Category A(A类的室外地区&停车库)。计算机程序FTE计算器被用于检查该标准是否得以满足并且显然本领域技术人员能够容易地获得该计算机程序。
图27是示出根据FTE计算器的辐射表面的层压分布的视图。参考图27，RT是Rectangular Target(矩形靶)，UP是Uniform Pool(均匀池)，UR是Uniform Rectangle(均匀矩形)，Sideward(侧向)是沿着+Y、-Y方向的亮度分布，Forward(前向)是沿着+X方向的亮度分布，并且Backward(后向)是沿着-X方向的亮度分布。待观察的仿真数据基于当全部光源在10m的高度处，并且在图27中栅格的宽度在长度和宽度这两方面都是10m时辐射表面的亮度分布。例如，当Sideward是2.5时，它意味着亮度分布是在沿着+Y方向25m和沿着-Y方向25m内的空间。在照明装置具有大约9000lm的光源输出的假设下，仿真数据基于Energy Star标准中的Outdoor Area&Parking Garageof Category A(A类的室外地区&停车库)中的Unshielded(非屏蔽)；因此，在此情形中，用于满足Energy Star的FTE值(lm/W)应该是53。测量到120W的输入功率。在该实施例中，Uniform Rectangle UR、Uniform Pool UP在Rectangular Target RT中占据的比率(此后被称作“Covered(覆盖)”)和在Rectangular Target RT和Uniform RectangleUR中Sideward的宽度越大，则照明装置越高效率。此后，详细地描述Covered。例如，假定在从照明装置发射的光被辐射的辐射区域中最大亮度值是30并且最小亮度值是1。值30和1不是绝对值，而是两个值的比率。此外，指定亮度值在1到30的范围中的区域S1。此外，当指定区域S1中的平均亮度值大于6(这是最小亮度值的六倍)时，除去亮度值是1的区域。
当在除去亮度值是1的区域之后最小亮度值是1.1时，辐射区域是亮度值在1.1到30的范围中的区域S2。当确定S2中的平均亮度值小于6.6(这是最小亮度值1.1的六倍)时，S2被指定为Uniform Pool(UP)。如果它大于6.6，则重复以上过程直至平均亮度值不超过最小亮度值的六倍，并且Sn被指定为Uniform Pool(UP)。围绕如上所述指定的Sn的矩形是Rectangular Target T。因此，Covered代表(UP/RT)*100。
虽然仿真数据是基于假设和值被测量的，但是可以根据照明装置的使用、安设高度、输入电压和光的输出强度改变所需FTE数值、Covered和高效率的形状。例如，在仿真中使用的数值是一些实例并且可以是基于FTE计算器中的Unshielded(非屏蔽)类型测量的，并且据此，所需FTE数值可以改变，例如37、48和70。
在全部试验中h1是1mm，h3是14.6mm，并且D6是45m，但是当出射表面145是球面透镜时r是24.64m，并且当出射表面是非球面透镜时r是17mm。当出射表面145是非球形表面时，请求用于双曲线的圆锥常数，并且仅仅使用C4、C6和C8，非球面常数，这对于限定透镜140的形状而言是具有实质性意义的。在此情形中，在C4为-9.7407e-8、C6为4.1275e-8并且C8为-4.1969e-12时进行试验。
在试验实例1中，出射表面145是不带皱纹表面141的球面透镜形状，其中Covered是76％，FTE(lm/W)是53，FTE(Rectangular Target)的Forward和Backward是1.9，Sideward是2.6，FTE(Uniform Target)的Forward和Backward是0.9，并且Sideward是2.0。
在试验实例2中，出射表面145是皱纹表面141曲率半径为5mm并且皱纹表面141的宽度是8mm的球面透镜形状，其中Covered是84％，FTE(lm/W)是58，FTE(Rectangular Target)的Forward和Backward是1.7，Sideward是2.6，FTE(Uniform Target)的Forward和Backward是1.3，并且Sideward是2.1。
在试验实例3中，出射表面145是不具有皱纹表面141的非球面透镜形状，其中Covered是81％，FTE(lm/W)是55，FTE(RectangularTarget)的Forward和Backward是1.8，Sideward是2.5，FTE(UniformTarget)的Forward和Backward是0.9，并且Sideward是2.0。
在试验实例4中，出射表面145是皱纹表面141的曲率半径为2mm并且皱纹表面141的宽度为4mm的非球面透镜形状，其中Covered是85％，FTE(lm/W)是58，FTE(Rectangular Target)的Forward和Backward是1.7，Sideward是2.5，FTE(Uniform Target)的Forward和Backward是1.3，并且Sideward是2.1。
在试验实例5中，出射表面145是皱纹表面141的曲率半径为5mm并且皱纹表面141的宽度为8mm的非球面透镜形状，其中Covered是88％，FTE(lm/W)是60，FTE(Rectangular Target)的Forward和Backward是1.6，Sideward是2.5，FTE(Uniform Target)的Forward和Backward是1.3，并且Sideward是2.1。
在试验实例6中，出射表面145是皱纹表面141的曲率半径为9.2mm并且皱纹表面141的宽度为12mm的非球面透镜形状，其中Covered是83％，FTE(lm/W)是57，FTE(Rectangular Target)的Forward和Backward是1.6，Sideward是2.4，FTE(Uniform Target)的Forward和Backward是1.2，并且Sideward是2.0。
在试验实例7中，出射表面145是皱纹表面141的曲率半径为12mm并且皱纹表面141的宽度为16mm的非球面透镜形状，其中Covered是89％，FTE(lm/W)是61，FTE(Rectangular Target)的Forward和Backward是1.4，Sideward是2.1，FTE(Uniform Target)的Forward和Backward是1.2，并且Sideward是1.7。
示例性实施例如以下表格1。
<表格1>
图28是示出利用使用试验实例5的透镜140的照明单元100的、在空间中的光分布的视图，并且图29是示出利用使用试验实例5的透镜140的照明单元100的、在空间中的光分布的视图。参考图28，当沿着X方向从前面看照明单元100时的光分布被示为B2并且当沿着Y方向从前面看照明单元100时的光分布被示为B1。参考图29，能够看到沿着Y轴方向的亮度分布比沿着X轴方向的亮度分布显著地更宽并且是近似矩形的。比较图28与图25，能够看到辐射表面的中心部分缺乏光并且在图28和图25这两者中都不是黑暗的，但是相对于光的界面区域，在中心部分处存在过多的光，从而在图25中，光未被均匀地分布于全部辐射表面之上。在另一方面，能够看到在图28的中心部分处的光比图25更少，从而亮度分布在全部辐射表面之上是均匀的。
考虑图28、图29和以上看到的试验实例的数据，在以上试验实例中，试验实例是最高效率的。在试验实例5中，FTE(RectangularTarget)的Sideward是2.5，FTE(Uniform Target)的Sideward是2.1，这是试验实例中的高的水平，Covered是88％，这是最高的水平，并且FTE(lm/W)是60，这是最高的水平。因此，使用具有试验实例5的数值的透镜140将是优选的。
然而，用于评价透镜140的效率的因素是各种各样的，例如如上所述的Sideward的宽度、Covered、FTE(lm/W)数值，并且在全部因素中试验实例5不是绝对地优良的。因此，在照明装置的实际使用中，Sideward的宽度、Covered、FTE(lm/W)数值中的任何一个可能是重要的，其中不同于试验实例5的其他试验实例的透镜或除了试验实例2和试验实例4至试验实例7的那些之外的透镜140可能示出更加优良的效率。然而，在被用于外部灯中的路灯和室外灯的照明装置100中，显然配备有透镜140的照明单元100具有比普通照明装置更高的效率，在透镜140中，出射表面145具有球面或非球面，入射表面143具有棱镜表面142和皱纹表面141，并且皱纹表面141的宽度是入射侧的直径的9％～40％，并且具有这些特征的透镜140应该被视为包括于本发明的精神中。此外，用于不同于路灯和室外灯的其他使用的、优选地示出近似矩形的亮度分布的照明装置100也可以配备有试验实例的透镜140和其他等效透镜140。
<使用具有球形或非球形出射表面和带有皱纹表面和棱镜表面的入射表面的透镜的照明单元的实施例>
图30是示出根据第二实施例的照明单元100A的侧视横截面图。在第二实施例的说明中，对于与在第一实施例中的那些相同的组件参考第一实施例并且省略重复说明。
参考图30，照明单元100A包括发光单元101、透镜140和间隙构件130。间隙构件130可以是由具有环形状的环氧树脂或硅树脂制成的，并且与发光单元101的基板110的上表面的边缘和透镜140的凸缘144的底部接触。因此，它被设置在基板110与透镜140之间，以预定间隙G1使基板110和透镜140分隔开。由间隙构件130限定的空间105能够改进发光单元101的LED 120的光方向分布。
同时，如果需要的话，可以将荧光物质添加到间隙构件。此外，可以利用反射性物质涂覆发光单元101的基板110的上表面以反射传播到基板110的光。
图31是示出根据第三实施例的照明单元100B的侧视横截面图。在第三实施例的说明中，对于与在第一实施例中的那些相同的组件参考第一实施例并且省略重复说明。
参考图31，在照明单元100B中，透镜140的向下凸出到发光单元101的凸缘144A替代间隙构件130。透镜140的凸缘144A能够被布置成接触发光单元101的基板110的上表面的边缘，或者接触基板110的外周边和发光单元101的基板110的上表面的边缘这两者。
透镜140的凸缘144A以预定间隙G1使发光单元101的基板110和透镜140分隔开。
可以利用诸如硅或环氧树脂的树脂来填充在发光单元101与透镜140之间的空间105，并且可以将荧光物质添加到树脂。
发光单元101的基板110被设置在透镜140的凸缘144A下方并且透镜凸缘144a相对于入射表面143是阶梯形的。根据另一实例，可以围绕基板的上表面的外周边形成凸起，以保持在基板110与透镜140之间的间隙。
图32是示出根据第四实施例的照明单元100C的侧视横截面图。在第四实施例的说明中，对于与在第一实施例中的那些相同的组件参考第一实施例，并且省略重复说明。
参考图32，反射板155被设置在发光单元101的基板110上。反射板具有并不覆盖LED 120而覆盖在基板110上暴露未LED 120的区域的LED孔155A。因此，从LED 120发射的一些光能够被从反射板155反射，从而反射光的数量增加并且提高了光效率。反射板155不必是独立于基板110的构件，并且通过增加基板110的上表面的反射率，基板110的上表面可以替代反射板155。此外，可以将漫射材料涂覆到反射板155的上表面。
间隙构件130被设置在基板110与透镜140的凸缘144之间，从而以预定间隙G1使基板110和透镜140分隔开。在透镜140与基板110之间限定空间105，从LED 120发射的光在基板110与透镜120之间的空间105中漫射，并且能够通过透镜140的棱镜表面142和皱纹表面141漫射所述漫射光。
同时，其他构造与图32所示的第四实施例相同，在第一实施例中描述的间隙构件130可以替代第四实施例的间隙构件130，这是第五实施例(未示出)。在第五实施例中，以与在第一实施例中描述的间隙构件130的效果相同的方式改进了耐电压性和光效率这两者，并且使用了在第四实施例中使用的反射板155，从而能够更多地提高光效率。
此后描述包括照明单元100的照明装置。
<包括照明单元的照明装置>
图33是根据第六实施例的照明装置的分解透视图，图34是从上方看到的、根据第六实施例的照明装置的透视图，图35是从下方看到的、根据第六实施例的照明装置的透视图，并且图36是根据第六实施例的照明装置的横截面视图。图37是示出照明装置的发光单元的视图。参考图33至36，根据第六实施例的照明装置10包括外壳体300、在外壳体300的内部凹槽中的散热板200、在散热板200上的发光单元101、在发光单元101上的间隙构件130、在间隙构件130上的透镜140、在透镜140的凸缘144上的第一防水环600以及在第一防水环600和外壳体300上的外壳盖700。
外壳体300和外壳盖700被螺钉组合和固定，以形成照明装置的外壳900。
散热板200耗散从发光单元101产生的热。
发光单元101可以包括基板110、在基板110上安装的多个LED120以及向LED 120传输电力的引导电极170。
引导电极170通过贯通孔350而被部分地暴露于外部从而被与外部电源电连接，贯通孔350被形成为通过外壳体300的底部。
可以设置保护管180以覆盖引导电极170的暴露部分，以便保护暴露的引导电极170不受诸如热和湿度的外部环境影响，并且在引导电极170的下端处形成连接端子190，使得引导电极170通过连接端子190而被连接到外部电源。
透镜140使得可以通过调节从发光单元101产生的光而实现期望的发光分布。
间隙构件130通过以预定间隙G1分隔开发光单元和透镜140而在透镜140与发光单元101之间形成空间，使得可以引发期望的光发射角度和光漫射。
第一防水环600被设置在外壳盖700与透镜400之间，以防止水流入照明装置10中。
同时，可以在外壳体300的底部上的贯通孔350的外周边上形成第二防水环650，以当照明装置10被附着到外部支撑构件时防止水在内部通过贯通孔350流动。
<第六实施例>
此后，详细描述根据第六实施例的照明装置10，描述主要组件。
参考图33至36，外壳体300可以具有其中带有空间即内部凹槽的圆形本体。此外，外壳盖700被成形为对应于外壳体300，具有带有开口的圆环形状。
外壳体300和外壳盖700被组合，使得形成外壳900。外壳900形成照明装置10的本体并且容纳散热板200、发光单元101、间隙构件130、透镜140和第一防水环600等。
即，散热板200被设置在外壳体300的空间中即内部凹槽中，发光单元101被设置在散热板200上，间隙构件130被设置在发光单元101的边缘上，透镜140被设置在间隙构件130上，第一防水环600被设置在透镜140的凸缘144上，并且外壳盖700被设置在第一防水环600和外壳体300上。在这个构造中，透镜140通过外壳盖700的开口而被暴露。
同时，外壳900的形状，即，外壳体300和外壳盖700的形状不限于圆形，并且可以以各种方式修改。
外壳900优选地由具有良好散热性质的材料即金属制成，例如，铝(Al)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Au)和锡(Sin)之一。此外，外壳900的表面可以被电镀。可替选地，外壳900可以是由树脂制成的。外壳体300的周边具有内壁和外壁，并且可以在内壁和外壁之间形成第一孔310、第二孔320和第一散热孔330。
此外，外壳盖700的周边也具有内壁和外壁，并且可以在内壁和外壁之间形成凸起710和第二散热孔730。
在这个构造中，可以不在形成第二孔320之处形成外壳体300和外壳盖700的周边的外壁。
参考图36，凸起710可以具有螺钉凹槽750，并且被插入第一孔310中，螺钉800被插入螺钉凹槽750和第一孔310中，使得外壳体300和外壳盖700能够被牢固地组合和固定。
可以通过外壳体300的第一孔310，将螺钉800头向下地插入，外壳盖700的凸起710的螺钉凹槽750中。因为通过第一孔310插入螺钉800，所以螺钉800未被暴露于外壳盖700的上表面上。然而，螺钉800的插入可以以各种方式修改。
如上所述，因为外壳900能够被螺钉800组合或分离，所以当在照明装置10中发生故障时，能够通过插入或移除螺钉800而容易地执行维修。
可以通过将螺钉插入外壳体300的第二孔320中，将照明装置100紧固到诸如路灯或车辆灯的期望的外部支撑构件。在这个构造中，如上所述，在外壳体300和外壳盖700的周边中，外壁可以不在形成第二孔320之处形成，以容易地将螺钉插入第二孔320中。
外壳900的散热孔930由外壳体300的第一散热孔330和外壳盖700的第二散热孔730形成。利用散热孔930增加了外壳900的表面面积，使得从发光单元101产生的热能够被有效地排放，并且如与当没有形成散热孔930时相比，能够减小照明装置的重量。
参考图35和图36，可以通过外壳体300的底部形成贯通孔350。发光单元101的引导电极170的一个部分通过贯通孔350而被暴露于外部并且被连接到外部电源。
贯通孔350被形成位使得周边360从外壳体300的底部凸出。因为贯通孔350的周边360凸出，所以照明装置10能够被精确地安装到外部支撑构件。
此外，可以围绕贯通孔360的外周边装配第二防水环650。当照明装置10被附着到外部支撑构件时，第二防水环650通过防止水通过贯通孔350流入照明装置10中而改进了照明装置10的可靠性。
在这个构造中，可以围绕贯通孔350的周边360的外周边形成与第二防水环650的形状相对应的环形凹槽660。
参考图33、34和36，外壳盖700的内侧770可以是倾斜的并且据此通过透镜140发射的光能够被有效地发出。此外，外壳盖700的内侧770在外壳900内侧固定散热板200、发光单元101、间隙构件130、透镜140和第一防水环600。
图37示出发光单元101。
参考图33和图37，发光单元101可以包括基板110、在基板110上安装的多个LED 120和向LED 120传输电力的引导电极170。发光单元101向照明装置10供应光。
发光单元101被成形为与外壳900的内部凹槽的形状相对应，以在圆形板中被容纳于外壳900中，如在图中所示，但是不限于此。
基板是具有印刷电路的绝缘构件并且可以是铝基板、陶瓷基板、金属芯PCB和普通PCB等。
一种高效率地反射光的颜色(例如白色)可以被应用于基板110的表面。
可以在基板110上以阵列形式安装LED 120，并且如果需要的话，LED 120的布置和数目可以以各种方式修改。
LED 120可以是发光二极管。作为发光二极管，可以选择性地使用红色LED、蓝色LED、绿色LED和白色LED，并且能够使用各种其他布置。
引导电极170具有的一端被连接到基板110，并且另一端通过贯通孔350而被暴露于外部，以与外部电源电连接，贯通孔350被形成为通过外壳体300的底部。
可以设置保护管180，以覆盖引导电极170的另一端，以便保护暴露的引导电极170不受诸如热和湿度的外部环境影响，并且在引导电极170的另一端处形成连接端子190，使得引导电极170通过连接端子190而被连接到外部电源。
同时，基板110可以进一步提供有将交流电转换成直流电并且供应直流电的DC转换器，或者保护照明装置10不受静电放电或电涌的保护性元件。
散热板200可以被附着到发光单元101的底部。散热板200能够将从发光单元101产生的热排放到外壳900的外部。
散热板200是由热传导材料制成的，并且例如，可以是热传导硅衬垫或热传导胶带中的任何一种。
透镜140具有出射表面145和凸缘144。出射表面145调节从发光单元101产生的光的发光分布并且发出光。出射表面145通过外壳盖700的开口而被暴露，使得能够发出光。
可以围绕出射表面145的底部以圆环形状形成凸缘144，并且第一防水环600被设置在凸缘144上。
可以通过注射成型光透射性材料形成透镜140，并且该材料可以是玻璃和塑料，例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和PC(聚碳酸酯)。虽然透镜140被示为半球形形状，但是能够在照明装置10中使用具有上述各种形状的所有透镜140。
此外，通过从外壳盖700分离外壳体300，能够容易地利用具有期望的发光分布的透镜来替代透镜140。因此，照明装置能够用于各种目的。
第一防水环600被设置在透镜140的凸缘144上。
参考图36，第一防水环600可以被形成为圆环形状，以覆盖凸缘144的上表面和周边。即，如在图中所示，第一防水环600可以被设置在透镜140的凸缘144与外壳盖700的内侧770之间。
第一防水环600可以由诸如防水橡胶或防水硅的防水材料制成。
在覆盖凸缘144的上表面和周边时，第一防水环600填充在透镜140与外壳盖700之间的空间，使得水不能通过该空间流入照明装置中，并且照明装置的可靠性得以改进。
参考图35和图36，可以围绕被形成为通过外壳体300的底部的贯通孔350的周边的外周边布置第二防水环650。当照明装置10被附着到外部支撑构件时，第二防水环650通过防止水通过贯通孔350流入照明装置10中而改进了照明装置10的可靠性。
在这个构造中，可以围绕贯通孔350的周边360的外周边来形成环形凹槽660。
第二防水环650可以由诸如防水橡胶或防水硅的防水材料制成。
<第七实施例>
此后，详细描述根据第七实施例的照明装置10，描述主要组件。在第七实施例的说明中，对于与在第六实施例中的那些相同的组件参考第六实施例并且省略重复说明。
图38是从上方看到的、根据第七实施例的照明装置的透视图。参考图38，外壳体300具有矩形本体，该矩形本体具有空间，即内部凹槽。此外，与外壳体300的形状相对应，外壳盖700被形成为矩形环形状。
外壳体300和外壳盖700被组合，使得形成具有矩形形状的外壳900。外壳900形成照明装置10的本体，并且容纳散热板200、发光单元101、间隙构件130、透镜140和第一防水环600等。
即，在本发明的范围内能够以各种形状修改外壳900。例如，外壳900的形状可以是圆形、矩形、多边形和椭圆形。
<第八实施例>
此后，详细描述根据第八实施例的照明装置，描述主要组件。在第八实施例的说明中，对于与在第六实施例中的那些相同的组件参考第六实施例并且省略重复说明。
图39是根据第八实施例的照明装置的横截面视图。
参考图39，外壳体300的周边具有内壁和外壁，并且可以在内壁和外壁之间形成第一孔310、第二孔(未示出)和第一散热孔(未示出)。
此外，外壳盖700的周边也具有内壁和外壁，并且可以在内壁和外壁之间形成凸起710和第二散热孔(未示出)。
参考图39，凸起710可以具有螺钉孔750并且被第一孔310插入中，螺钉800被插入螺钉孔750和第一孔310中，使得外壳体300和外壳盖700能够被牢固地组合和固定。
可以通过外壳盖700的凸起710的螺钉孔750，将螺钉800头向上地插入外壳体300的第一孔310中。如上所述，通过插入螺钉800使其穿过螺钉孔750，螺钉800被暴露于外壳盖700的上表面上，使得螺钉800能够被容易地插入或移除。
因此，当在照明装置10中发生故障时，通过插入或移除螺钉800，维修得以容易地执行。
同时，组合和固定外壳盖700和外壳体300的方法不限于第六实施例和第八实施例并且可以以各种方式修改。
<第九实施例>
此后，详细描述根据第九实施例的照明装置10，描述主要组件。在第九实施例的说明中，对于与在第六实施例中的那些相同的组件参考第六实施例并且省略重复说明。
图40是根据第九实施例的照明装置的横截面视图。
参考图40，外壳体300具有包含空间即内部凹槽本体。此外，与外壳体300的形状相对应，外壳盖700被形成为环形状。
外壳体300和外壳盖700被组合，使得形成外壳900。外壳900形成照明装置10的本体并且容纳散热板200、发光单元101、间隙构件130、透镜140和第一防水环600等。
同时，在第九实施例中，替代在第六实施例中被形成用于将照明装置100附着到壁等的第二孔320，在外壳900的周边上形成螺纹320A。通过螺纹320A，如果需要的话，照明装置能够被紧固到外部支撑构件例如壁、路灯和车辆。
即，可以在照明装置被附着到外部支撑构件例如壁、路灯和车辆之处形成与螺纹(320A)相对应的螺纹凹槽(未示出)，使得通过将螺纹320A装配到螺纹凹槽(未示出)中，照明装置10能够被附着到诸如壁、路灯和车辆的外部支撑构件。
因此，可以将照明装置10附着到诸如壁、路灯和车辆的外部支撑构件而不使用螺钉。
同时，将照明装置10附着到诸如壁、路灯和车辆的外部支撑构件的方法不限于在第六实施例和第九实施例中描述的方法，并且可以以各种方式修改。
虽然以上描述了本发明的优选实施例，但是这些仅是实例而不限制本发明。此外，在不偏离本发明的基本特征的前提下，本领域技术人员可以以各种方式改变和修改本发明。例如，可以修改在本发明实施例中详细描述的组件。此外，由于修改和应用而产生的差异应该被理解成包括于在所附权利要求中描述的、本发明的范围和精神中。

Claims (40)

1.一种透镜，包括：
圆形入射表面，所述圆形入射表面具有横越表面的皱纹表面和在所述皱纹表面的两侧处形成的棱镜表面，并且垂直于光轴；以及
出射表面，所述出射表面折射并且透射通过所述入射表面在内部传播的光到外部。
2.根据权利要求1所述的透镜，其中所述皱纹表面是圆化的。
3.根据权利要求1所述的透镜，其中当沿着与所述皱纹表面的纵向方向相垂直的平面切割所述透镜时，所述棱镜表面的横截面是三角形。
4.根据权利要求1所述的透镜，其中所述皱纹表面的宽度是所述入射表面的直径的9％～40％。
5.根据权利要求1所述的透镜，其中当通过所述透镜辐射光时，辐射光的辐射区域的形状是近似矩形。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的透镜，其中所述出射表面是球形表面。
7.根据权利要求1到5中任一项所述的透镜，其中所述出射表面是非球形表面。
8.一种透镜，包括：
圆形入射表面，所述圆形入射表面垂直于光轴；以及
出射表面，所述出射表面折射并且透射通过所述入射表面在内部传播的光，其中所述入射表面具有光漫射表面和亮度增强表面，所述光漫射表面向外部漫射光，所述亮度增强表面被形成为在所述光漫射表面的纵向方向上跨越入射光的中心以补偿在所述辐射表面的中心部分处的亮度。
9.根据权利要求8所述的透镜，其中所述皱纹表面是圆化的。
10.根据权利要求8所述的透镜，其中当沿着与所述皱纹表面的纵向方向相垂直的平面切割所述透镜时，所述棱镜表面的横截面是三角形。
11.根据权利要求8所述的透镜，其中所述皱纹表面的宽度是所述入射表面的直径的9％～40％。
12.根据权利要求8所述的透镜，其中当通过所述透镜辐射光时，辐射光的辐射区域的形状是近似矩形。
13.根据权利要求8到12中任一项所述的透镜，其中所述出射表面是球形表面。
14.根据权利要求8到12中任一项所述的透镜，其中所述出射表面是非球形表面。
15.一种透镜，包括：
圆形入射表面，所述圆形入射表面垂直于光轴；以及
出射表面，所述出射表面折射并且透射通过所述入射表面在内部传播的光，
其中在从所述透镜辐射光的表面中的辐射区域是近似矩形的，所述近似矩形的长边的长度是从所述光源到所述辐射表面的高度的2.5倍，所述近似矩形的短边的长度是从所述光源到所述辐射表面的高度的1.6倍，并且UP/RT是0.88。
16.根据权利要求15所述的透镜，其中所述皱纹表面是圆化的。
17.根据权利要求15所述的透镜，其中当沿着与所述皱纹表面的纵向方向相垂直的平面切割所述透镜时，所述棱镜表面的横截面是三角形。
18.根据权利要求15所述的透镜，其中所述皱纹表面的宽度是所述入射表面的直径的9％～40％。
19.根据权利要求15所述的透镜，其中当通过所述透镜辐射光时，辐射光的辐射区域的形状是近似矩形。
20.根据权利要求15到19中任一项所述的透镜，其中所述出射表面是球形表面。
21.根据权利要求15到19中任一项所述的透镜，其中所述出射表面是非球形表面。
22.一种平坦环形间隙构件，包括：
环形反射部分，所述环形反射部分具有朝向中心的倾斜表面；以及
环形壁，所述环形壁与所述反射部分共轴地向下延伸。
23.根据权利要求22所述的平坦环形间隙构件，其中在所述间隙构件的一侧处形成平坦部分。
24.根据权利要求22或23所述的平坦环形间隙构件，其中所述反射部分的内径小于所述壁的内径。
25.一种间隙构件，包括：
反射部分，所述反射部分有助于向上辐射光并且具有倾斜表面；以及
由绝缘材料制成并且具有内侧的壁，发光单元位于所述内侧处。
26.根据权利要求25所述的间隙构件，其中在所述间隙构件的一侧处形成平坦部分。
27.一种照明装置，包括：
基板；
发光单元，所述发光单元包括在所述基板上安装的多个LED；
外壳体，所述外壳体容纳所述发光单元；
透镜，所述透镜设置在所述发光单元上；
第一防水环，所述第一防水环被设置成围绕所述透镜；以及
外壳盖，所述外壳盖具有暴露所述透镜的开口，并且与所述外壳体和所述第一防水环组合。
28.根据权利要求27所述的照明装置，进一步包括：
散热板，所述散热板设置在所述发光单元的所述基板下方。
29.根据权利要求27所述的照明装置，进一步包括：
间隙构件，所述间隙构件形成在所述发光单元与所述透镜的周边之间以使所述发光单元和所述透镜分隔开。
30.根据权利要求27所述的照明装置，进一步包括：
贯通孔，所述贯通孔通过所述外壳体的底部形成；以及
引导电极，所述引导电极被电连接到所述基板，并且通过所述贯通孔而被暴露于外部。
31.根据权利要求30所述的照明装置，进一步包括：
第二防水环，所述第二防水环被设置成围绕所述贯通孔的周边的外周边，所述第二防水环被形成为从所述外壳体的底部凸出。
32.根据权利要求27所述的照明装置，其中所述外壳体的周边包括：
至少一个孔，所述至少一个孔具有内壁和外壁，并且被形成在所述内壁与所述外壁之间；
凸起，所述凸起形成在所述外壳盖的周边上以被插入所述第一孔中并且具有螺钉凹槽；以及
螺钉，所述螺钉通过所述第一孔而被插入所述螺钉凹槽中。
33.根据权利要求27所述的照明装置，其中所述外壳体的周边包括：
至少一个凹槽，所述至少一个凹槽具有内壁和外壁，并且被形成在所述内壁和所述外壁之间；
凸起，所述凸起被形成在所述外壳盖的周边上以插入所述第一凹槽中并且具有螺钉孔；以及
螺钉，所述螺钉通过所述螺钉孔而被插入所述第一凹槽中。
34.根据权利要求27所述的照明装置，其中所述外壳体的周边具有用以螺纹紧固到外部支撑构件的至少一个第二孔，。
35.根据权利要求27所述的照明装置，其中所述外壳体的周边具有用以装配到所述外部支撑构件中的螺纹。
36.根据权利要求27所述的照明装置，其中在所述外壳体和所述外壳盖的周边中形成排放从所述发光单元产生的热的至少一个散热孔。
37.根据权利要求27所述的照明装置，其中在覆盖所述透镜的所述凸缘的上表面和周边时，所述第一防水环被设置在所述透镜的凸缘与所述外壳盖的内侧之间。
38.根据权利要求31所述的照明装置，其中所述第一防水环或所述第二防水环是由橡胶或硅制成的。
39.根据权利要求27所述的照明装置，其中所述外壳盖的内侧是倾斜的。
40.根据权利要求27所述的照明装置，其中所述外壳体和所述外壳盖的周边的形状是圆形、矩形、多边形和椭圆形中的任何一种。
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