CN102401317B - 多曲率复合曲面的集光透镜、集光模块及灯具 - Google Patents

多曲率复合曲面的集光透镜、集光模块及灯具 Download PDF

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Abstract

本发明有关于一种多曲率复合曲面的集光透镜、集光模块及灯具，所述集光透镜具有入光面与出光面，所述出光面上形成有相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线，所述相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线将出光面依顺时针方向划分出第一～四区域曲面，使第一、二区域曲面共用X轴向棱线，第三、四区域曲面共用X轴向棱线，第一、四区域曲面共用Y轴向棱线，第二、三区域曲面共用Y轴向棱线；又在X轴向棱线上任意二点的Y轴向曲率均相同，在Y轴向棱线上任意二点的X轴向曲率均相同，当第一区域曲面、第四区域曲面所组成的区域与第二区域曲面、第三区域曲面所组成的区域的X轴曲率相同，且第一区域曲面、第二区域曲面所组成的区域与第三区域曲面、第四区域曲面所组成的区域的Y轴曲率相同时，则所述的X轴曲率不等于所述的Y轴曲率；当光源的光线进入该集光透镜后，便能投射出所需光形，该集光透镜并可供应用于集光模块与供照明的灯具上。

Description

多曲率复合曲面的集光透镜、集光模块及灯具
技术领域
本发明有关于一种多曲率复合曲面的集光透镜、集光模块及灯具，尤其是指一种通过多曲率复合曲面的设计，使该集光透镜能投射出符合照明作用的光形与亮度，而可供应用于集光模块与灯具。
背景技术
目前机车或汽车的照明趋势，主要是朝照明功能更强、使用寿命更长、更节能省电、体积更小、更方便车厂设计车灯造形等方向发展。
发明内容
本发明的其一目的在于提供一种多曲率复合曲面的集光透镜，主要是在通过多曲率复合曲面的设计，使该集光透镜能投射出符合照明作用的光形与亮度的光束。
本发明的其二目的在于提供一种利用该多曲率复合曲面的集光透镜与点光源配合后，即能成为一集光模块。
本发明的其三目的在于提供一种利用该多曲率复合曲面的集光透镜结合点光源后，再配合基板与透光罩的组设，即能组成一可供照明的灯具。
本发明提出一种多曲率复合曲面的集光透镜，定义点光源进入该集光透镜的面为入光面，而光线离开该集光透镜的面为出光面，于该出光面上形成有相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线，并因此将出光面划分出第一～四区域曲面“依顺时针方向”，所述集光透镜具有入光面与出光面，所述出光面上形成有相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线，所述相互交叉的X轴向棱线及Y轴向棱线将出光面依顺时针方向划分出第一～四区域曲面，使第一、二区域曲面共用X轴向棱线，第三、四区域曲面共用X轴向棱线，第一、四区域曲面共用Y轴向棱线，第二、三区域曲面共用Y轴向棱线；又在X轴向棱线上任意二点的Y轴向曲率均相同，在Y轴向棱线上任意二点的X轴向曲率均相同，当第一区域曲面、第四区域曲面所组成的区域与第二区域曲面、第三区域曲面所组成的区域的X轴曲率相同，且第一区域曲面、第二区域曲面所组成的区域与第三区域曲面、第四区域曲面所组成的区域的Y轴曲率相同时，则所述的X轴曲率不等于所述的Y轴曲率。
本发明进一步提出一种集光模块，该集光模块至少包括一点光源与一如上所述的多曲率复合曲面的集光透镜，该点光源位在该集光透镜的入光面侧。
本发明再进一步提出一种可供照明用的灯具，该灯具包括至少一个的集光模块、一供该集光模块组设的基板、一罩设在该集光模块的出光面侧并与基板固接的透光罩。
利用本发明提供的多曲率复合曲面的设计的技术方案，能使该集光透镜投射出符合照明作用的光形与亮度。
附图说明
图1是本发明集光透镜的立体外观图；
图2是本发明集光透镜的前视图；
图3是本发明集光透镜的俯视图；
图4是本发明集光透镜的侧视图；
图5是本发明集光透镜的另一较佳实施例立体外观图；
图6绘示点光源的光线在穿透本发明的集光透镜后，其发出的光束在垂直发光方向上所形成的预设光形的示意图；
图7绘示本发明集光透镜光线投射后的其一光形图；
图8绘示本发明集光透镜光线投射后的其二光形图；
图9绘示本发明集光透镜光线投射后的其三光形图；
图10绘示本发明集光透镜光线投射后的其四光形图；
图11是本发明的集光透镜应用于发光模块的示意图；
图12是本发明的发光模块应用于灯具上的示意图。
附图标号
1集光透镜                                       11入光面
12出光面                                        13X轴向棱线
121～124第一～四区域曲面
131X轴向棱线                                    132X轴向棱线
14Y轴向棱线                                     θ夹角
A预设形状                                       A1截面形状
A2截面形状                                      A3截面形状
A4截面形状                                      B集光模块
C灯具                                           3基板
4透光罩                                         2点光源
θ1夹角                                         θ2夹角
具体实施方式
图1绘示根据本发明一实施例的多曲率复合曲面的集光透镜的立体示意图。请参图1，多曲率复合曲面的集光透镜1具有入光面11与出光面12，定义点光源进入该集光透镜1的面为入光面11，而点光源离开该集光透镜1的面为出光面12。以下请再合并参阅图2～图4，该出光面12上形成有相互交叉的X轴向棱线13及Y轴向棱线14，该相互交叉的X轴向棱线13及Y轴向棱线14将出光面12依顺时针方向划分出第一～四区域曲面121～124；其中，第一、二区域曲面121、122共用X轴向棱线13，第一、四区域曲面121、124共用Y轴向棱线14，第二、三区域曲面122、123共用Y轴向棱线14，第三、四区域曲面123、124共用X轴向棱线13；又在X轴向棱线13上任意二点p、q的Y轴向曲率(YK)均相同(YpK=YqK)，在Y轴向棱线14上任意二点r、s的X轴向曲率(XK)均相同(XrK=XsK)，而各第一～四区域曲面121～124中的X轴向曲率(X1～4K)相等或不相等，同时各第一～四区域曲面121～124中的Y轴向曲率(Y1～4K)亦相等或不相等。
依照本发明的另一较佳实施例(参看图5)，本发明的集光透镜1位在第一、二区域曲面121、122间的X轴向棱线131或第三、四区域曲面123、124间的X轴向棱线132与X轴间具有一夹角θ，夹角θ角度介于0～30度之间。
以下请再配合参照图6及图5，是将一点光源2置于本发明的集光透镜1的入光面11侧，当点光源2发光时，其光束经过本发明集光透镜1呈多曲率复合曲面的出光面12后，便能使发出的光束在垂直发光方向上的截面为一预设形状A。
请参图7，为点光源2所发出的光线在穿透本发明集光透镜1并向外射出后所形成的光束的截面形状A1。所显示的截面形状A1是在该集光透镜1的出光面12上第一、二区域曲面121、122的X轴向曲率(X1、2K)大于第三、四区域曲面123、124的X轴向曲率(X3、4K)，各第一～四区域曲面121～124中的Y轴向曲率(Y1～4K)相等，且第一、二区域曲面121、122间的X轴向棱线131及第三、四区域曲面123、124间的X轴向棱线132与X轴间的夹角θ为0度的结构条件下所产生的光形。
再参图8，此一光形的形成，是在该集光透镜1的出光面12上各第一～四区域曲面121～124中的X轴向曲率(X1～4K)相等，而第一、四区域曲面121、124的Y轴向曲率(Y1、4K)小于第二、三区域曲面122、123的Y轴向曲率(Y2、 3K)，且第一、二区域曲面121、122间的X轴向棱线131及第三、四区域曲面123、124间的X轴向棱线132与X轴间的夹角θ为0度的结构条件下，点光源2发出的光线在穿透该集光透镜1并向外射出后所形成的光束的截面形状A2。
至于图9、图10所示，是当点光源2所发出的光线在穿透本发明集光透镜1并向外射出后所形成的光束的截面形状A3、A4。其中，该点光源2的光线所穿透的集光透镜1的出光面12上各第一～四区域曲面121～124中的X轴向曲率(X1～4K)相等，同时各第一～四区域曲面121～124中的Y轴向曲率(Y1～4K)亦相等，且第一、二区域曲面121、122间的X轴向棱线131与X轴间的夹角θ大于0度，而第三、四区域曲面123、124间的X轴向棱线132与X轴间的夹角θ等于0度。其中，图9的夹角θ1小于图10的夹角θ2，图9揭示的夹角θ1为17度，而图10揭示的夹角θ2为30度。
另，请参图11，其所揭示的是将本发明的集光透镜1应用于集光模块B的示意图。该集光模块B包括一集光透镜1以及对应设置在该集光透镜1的入光面11侧的点光源2；如此，当点光源2被驱动发光时，该点光源2产生的光线将穿透该集光透镜1并向外射出，以在垂直发光方向上的截面产生一预设光形。
图12所示，是将上述的集光模块B应用于灯具C上的示意图。其中，该灯具C包括至少一个的集光模块B、一供该集光模块B组设的基板3、一罩设在该集光模块B的出光面侧并与基板3固接的透光罩4。据此，令该灯具C可供作照明使用的机动车车灯或其他照明灯具。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。

Claims (4)

1.一种多曲率复合曲面的集光透镜，其特征在于，所述集光透镜(1)具有入光面(11)与出光面(12)，所述出光面(12)上形成有相互交叉的X轴向棱线(13)及Y轴向棱线(14)，所述相互交叉的X轴向棱线(13)及Y轴向棱线(14)将出光面(12)依顺时针方向划分出第一～四区域曲面(121)～(124)，使第一、二区域曲面(121)、(122)共用X轴向棱线(13)，第三、四区域曲面(123)、(124)共用X轴向棱线(13)，第一、四区域曲面(121)、(124)共用Y轴向棱线(14)，第二、三区域曲面(122)、(123)共用Y轴向棱线(14)；又在X轴向棱线(13)上任意二点的Y轴向曲率均相同，在Y轴向棱线(14)上任意二点的X轴向曲率均相同，当第一区域曲面（121）、第四区域曲面（124）所组成的区域与第二区域曲面（122）、第三区域曲面（123）所组成的区域的X轴曲率相同，且第一区域曲面（121）、第二区域曲面（122）所组成的区域与第三区域曲面（123）、第四区域曲面（124）所组成的区域的Y轴曲率相同时，则所述的X轴曲率不等于所述的Y轴曲率。
2.如权利要求1所述多曲率复合曲面的集光透镜，其特征在于，所述集光透镜(1)位在第一、二区域曲面(121)、(122)间的X轴向棱线(131)或第三、四区域曲面间(123)、(124)的X轴向棱线(132)与X轴间具有一夹角θ，夹角θ角度介于0～30度之间。
3.一种集光模块，其特征在于，所述集光模块包括一如权利要求1或2所述的集光透镜（1），以及对应设置在所述集光透镜(1)的入光面(11)侧的点光源（2）。
4.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括至少一个如权利要求3所述的集光模块(B)、一供所述集光模块(B)组设的基板(3)、一罩设在所述集光模块(B)的出光面(12)侧并与基板(3)固接的透光罩(4)。
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