CN102022690A - 光学透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学透镜，包括：设于透镜平台相对外侧端面的入光面和出光面；入光面相对于光路行进方向为凹曲面，出光面相对于光路行进方向为凸曲面，入光面和出光面均由多个曲面所组成。前述入光面包括第一入光椭圆曲面和第二入光椭圆曲面；前述出光面包括位于中间区域具有较大面积呈相切状态的第一出光椭圆曲面和第二出光椭圆曲面，及两边对称的外侧连接面；当发光元件为发光角度为90°至135°间的发光二极管时，通过前述入光面和出光面折反射的光学配光，可达到LED道路照明灯具的光度角要求值在垂直角为60°，且水平角为65°至95°的范围内，光强度会大于等于300光度(cd)/灯具光通量(klm)的效果。

Description

光学透镜
技术领域
本发明是关于一种光学透镜，尤指一种可提供发光二极管通过光学透镜折反射后，可达到照度均匀度大于国家规定，且横向照射范围更广的光学透镜。
背景技术
申请人先前提交中国专利局申请号为098108328的“LED照明用透镜”发明专利申请，其独立权利要求揭示：一种LED照明用透镜，包括：透镜平台于相对外端面设有入光光学面和出光光学面，该入光光学面为凹曲面，该出光光学面为凸曲面，其特征在于：
该入光光学面与出光光学面的曲面形状均为椭圆表面积的一部分所组成。
上述发明专利虽然尚停留在审查阶段，但是，申请人并不满足于上述专利申请，期能提供具有更臻完善、机能性更佳的光学透镜结构。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的，在于提供一种能增加光的穿透率，且使光强度会大于等于300光度(cd)/灯具光通量(klm)的光学透镜。
为达到上述目的，本发明提供一种光学透镜，其主要包括：入光面和出光面，该入光面和出光面设于透镜平台相对外侧端面的对应位置，入光面相对于光路行进方向为凹曲面，出光面相对于光路行进方向为凸曲面，其中，入光面和出光面均由多个曲面所组成。
本发明还提供一种光学透镜，其包括：设于透镜平台相对外侧端面且相对于光路行进方向为凹曲面的入光面，以及设于透镜平台相对外侧端面且相对于光路行进方向为凸曲面的出光面；
入光面包括呈相切状态的第一入光椭圆曲面和第二入光椭圆曲面；出光面包括呈相切状态的第一出光椭圆曲面和第二出光椭圆曲面，以及位于第一、二出光椭圆曲面相对外侧且呈对称状态的外侧连接面。
该入光面主要由多个曲面组成，其中主要包含有两个位于中间区域具有较大面积，且呈相切状态的第一入光椭圆曲面和第二入光椭圆曲面，该第一、二入光椭圆曲面呈相切状态，且相对于光路行进方向为凹曲面，以供容置安装发光元件，该发光元件为一种发光二极管，且为一种发光角度介于90°至135°之间的发光二极管，前述角度定位为全幅半角(Full Width at Half Maximum，FWHM)；此外，在入光面两侧设有对称的内侧连接面，可修正横向方面的配光，以符合对横向光线配光的需求。
该出光面由多个椭圆曲面组成，包括位于中间区域具有较大面积呈相切状态的主要的第一出光椭圆曲面和第二出光椭圆曲面，以及位于两边呈对称状态的外侧连接面，该第一、二出光椭圆曲面相对于光路行进方向为凸曲面，且出光面尺寸大于入光面。
再者，该透镜平台更设有固定机构，可供连接于预组设的发光装置，该固定机构可根据发光装置的造型变化进行对应设计，在本实施例中包括，在透镜平台四端角设有的呈相互对称状态的内凹弧形缺角，以及位于面向入光面端设有的至少两个脚柱，前述两个脚柱分布在入光面开口端斜对角处。
本发明的光学透镜可让发光角度的全幅半角(FWHM)介于90°至135°之间的发光二极管的光束，经过光学透镜的入光面和出光面的折反射后，具有可达到扩增照明角度的效益，且能增加光的穿透率，可达到LED道路照明灯具的光度角要求值在垂直角为60°，且水平角为65°至95°的范围内，光强度会大于等于300光度(cd)/灯具光通量(klm)的效能。
附图说明
图1为本发明光学透镜较佳实施例的立体图；
图2为本发明光学透镜较佳实施例另一角度的立体图；
图3为本发明光学透镜较佳实施例的主视图；
图4为沿图3中A-A线的剖视图；
图5为本发明光学透镜较佳实施例的左视图；
图6为本发明光学透镜较佳实施例的俯视图；
图7为沿图6中B-B线的剖视图；
图8为本发明光学透镜较佳实施例的仰视图。
附图标记说明
入光面            10     第一入光椭圆曲面  11
第二入光椭圆曲面  12     内侧连接面        13
出光面            20     第一出光椭圆曲面  21
第二出光椭圆曲面  22     外侧连接面        23
透镜平台          30     固定机构          31
内凹弧形缺角      311    脚柱              312
发光元件          40
具体实施方式
下面，再配合本发明各较佳实施例的附图进一步说明如后，以便能使熟悉本发明相关技术的人士，依照本说明书的陈述据以实施。
首先，请配合参阅图1至图8所示，依据本发明的光学透镜结构较佳实施例，光学透镜包括：入光面10和出光面20，入光面10和出光面20设于透镜平台30相对外侧端面的对应位置。
其中，入光面10主要由多个曲面组成，其中主要包含有两个位于中间区域具有较大面积，且呈相切状态的第一入光椭圆曲面11和第二入光椭圆曲面12，该第一、二入光椭圆曲面11、12呈相切状态，且相对于光路行进方向为凹曲面，以供容置安装发光元件40(如图7所示)；再者，在入光面10两侧设有对称的内侧连接面13，可供修正横向方面的配光，以符合对横向光线配光的需求，该内侧连接面13在本实施例中为一种椭圆凹曲面。
值得补充说明的是，前述发光元件40是采用一种发光二极管配合实施说明，且为一种发光角度的全幅半角(FWHM)介于90°至135°之间的发光二极管。
出光面20由多个曲面组成，如椭圆曲面，出光面20主要包括两个位于中间区域具有较大面积呈相切状态的第一出光椭圆曲面21和第二出光椭圆曲面22，该第一、二出光椭圆曲面21、22相对于光路行进方向为凸曲面，且出光面20尺寸大于入光面10；该出光面20还包括有位于第一、二出光椭圆曲面21、22相对外侧呈对称状态的外侧连接面23。
借由上述入光面10和出光面20的特殊设计，可让上述发光元件40的光束经过光学透镜后，能得到以下的配光结果：
1.当发光元件40的光束通过本发明光学透镜的入光面10导入，经出光面20折反射导出后，具有增加光穿透率的功能，可达到经CNS(China NationalStandards，中国台湾质量标准)认证的LED道路照明灯具的光度角要求值在垂直角为60°，且水平角为65°至95°的范围内，为光强度最大的分布所在的效能，其光强度会大于等于300光度(cd)/灯具光通量(klm)。
2.本发明的光学透镜设计，能让灯具的发光均匀度大于国家标准规定，且横向照射范围更广。
继续说明，该透镜平台30更设有固定机构31，其可供连接于预组设的发光装置(图中未示出)，该固定机构31可根据发光装置的造型变化进行对应设计，在本实施例中，固定机构31包括，在透镜平台30四端角设有的呈相互对称状态的内凹弧形缺角311，以及位于面向入光面10端的平面设有的至少两个脚柱312，前述两个脚柱312分布在入光面10开口端的斜对角处。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡是依照本发明权利要求所做的均等变化与修饰，均为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (14)

1.一种光学透镜，其包括有设于透镜平台相对外侧端面的入光面和出光面，所述入光面相对于光路行进方向为凹曲面，所述出光面相对于光路行进方向为凸曲面，其特征在于：
所述入光面和所述出光面均由多个曲面所组成。
2.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述入光面包括两个位于中间区域具有大面积的第一入光椭圆曲面和第二入光椭圆曲面。
3.如权利要求2所述的光学透镜，其特征在于，所述第一入光椭圆曲面和所述第二入光椭圆曲面呈相切状态。
4.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述入光面两侧设有对称的内侧连接面。
5.如权利要求4所述的光学透镜，其特征在于，所述内侧连接面为椭圆凹曲面。
6.如权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，所述出光面包括两个位于中间区域具有大面积的第一出光椭圆曲面和第二出光椭圆曲面。
7.如权利要求6所述的光学透镜，其特征在于，所述第一出光椭圆曲面和所述第二出光椭圆曲面呈相切状态。
8.如权利要求6所述的光学透镜，其特征在于，所述出光面还包括设于所述第一、二出光椭圆曲面相对外侧呈对称状态的外侧连接面。
9.一种光学透镜，其包括：设于透镜平台相对外侧端面且相对于光路行进方向为凹曲面的入光面，以及设于透镜平台相对外侧端面且相对于光路行进方向为凸曲面的出光面，其特征在于：
所述入光面包括呈相切状态的第一入光椭圆曲面和第二入光椭圆曲面；所述出光面包括呈相切状态的第一出光椭圆曲面和第二出光椭圆曲面，以及位于所述第一、二出光椭圆曲面相对外侧且呈对称状态的外侧连接面；
发光角度的全幅半角介于90°至135°之间的发光二极管的光束，经过所述光学透镜折反射后，达到道路照明灯具的光度角要求值在垂直角为60°，且水平角为65°至95°的范围内，为光强度最大的分布所在。
10.如权利要求9所述的光学透镜，其特征在于，所述光强度大于等于300光度/灯具光通量。
11.如权利要求9所述的光学透镜，其特征在于，所述入光面两侧设有对称的内侧连接面。
12.如权利要求9所述的光学透镜，其特征在于，所述透镜平台设有连接于发光装置的固定机构。
13.如权利要求12所述的光学透镜，其特征在于，所述固定机构为在所述透镜平台四端角设有的呈相互对称状态的内凹弧形缺角。
14.如权利要求12所述的光学透镜，其特征在于，所述固定机构为在所述透镜平台位于面向所述入光面端的平面设有的至少两个脚柱，该两个脚柱分布在所述入光面开口端的斜对角处。
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