CN102654275B - 光扩散透镜和包括该光扩散透镜的照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光扩散透镜和具有该光扩散透镜的照明装置。该照明装置包括：基体；附着在基体的上表面上的多个光源，用于发光；散热器，附着到基体上，以发散从所述多个光源发出的热；光扩散透镜，设置在所述多个光源的上表面上，以折射从所述多个光源发射的光并增大光的照射角。在该照明装置中，从光源发射的光的照射角接近于普通电灯泡的照射角，因此可以改善该照明装置的光分布特性。
Description
本申请要求于2011年3月3日在韩国知识产权局递交的第10-2011-0019107号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请公开的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及光扩散透镜和包括该光扩散透镜的照明装置(lghting fixture)，更具体地，涉及用以扩大由光源发射的光的照射角(irradiation angle)的光扩散透镜和包括该光扩散透镜的照明装置。
背景技术
目前，已经提出使用发光二极管(LED)的照明装置来代替白炽灯。
在照明装置中使用的LED并不是沿所有方向360度地发光，而是向前方发光。因此，LED的光分布特性与普通光的光分布特性有极大的不同。
图1是对比示出使用LED的普通照明装置和普通电灯泡的光分布曲线的示图。
参照图1，在所述使用LED的普通照明装置中，随着角度从0度增加，光减弱并在约90度附近几乎为0。然而，在所述普通电灯泡中，光从0度到大约130度没有减弱并且光具有均匀的强度。这是因为在普通电灯泡中使用的灯丝的光是沿所有方向360度地发射的，而所述使用LED的普通照明装置的光在120度范围内向前发射。即，所述照明装置的照射角为约120度。
就这一点而言，当使用所述照明装置时，所述照明装置的光学分布和可见性与所述普通电灯泡的光学分布和可见性有极大的不同，因此很难将所述照明装置供应到市场。
发明内容
提供光扩散透镜和包括该光扩散透镜的照明装置，所述光扩散透镜可以扩大由光源发射光的照射角。
另外的方面将部分地在随后的描述中阐述，且将部分地通过所述描述而显而易见，或者可以通过实施提供的实施例而获知。
根据本发明的一方面，一种光扩散透镜包括：主体，主体包括在其中心并从主体的下表面贯穿到主体的上表面的中心孔；光入射单元，光入射单元从主体的下表面凹入以围绕中心孔，其中，光入射在光入射单元上。
根据本发明的另一方面，一种照明装置包括：基体；多个光源，附着在基体的上表面上，以发射光；散热器，连接到基体，以发散从所述多个光源发出的热；光扩散透镜，设置在所述多个光源的上表面上，以折射由所述多个光源发射的光并增大光的照射角。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些的和/或其他方面将会变得显而易见和更易于理解，在附图中：
图1是示出使用LED的普通照明装置和普通电灯泡的光分布曲线的对比的示图；
图2是示出根据本发明的实施例的包括光扩散透镜的照明装置的分解透视图；
图3是包括图2的光扩散透镜的图2的照明装置的剖视图；
图4是根据本发明的实施例的图2的光扩散透镜的剖示图；
图5是图2的光扩散透镜从上看的透视图；
图6是图2的光扩散透镜从下看的透视图；
图7到图9示出由图2的光扩散透镜执行的光的扩散；
图10示出包括图2的光扩散透镜的照明装置的光分布曲线。
具体实施方式
图2是示出根据本发明的实施例的包括光扩散透镜130的照明装置100的分解透视图，图3是包括图2的光扩散透镜130的图2的照明装置100的剖视图，图4是根据本发明的实施例的图2的光扩散透镜130的剖视图，图5是图2的光扩散透镜130从上看的透视图，图6是图2的光扩散透镜130从下看的透视图。
参照图2和图3，照明装置100和普通白炽灯泡在类型上相似且包括基体110、多个光源112、散热器(heat spreader)120、光扩散透镜130和罩140。
基体110附着到散热器120的上表面并从散热器120的上表面突出预定高度。基体110呈圆柱形的形式且包括在基体110上的用来控制光源112的印刷电路板111。基体110的形状并不局限于图2和图3中示出的形状，且是可以改变的。
多个光源112以圆形形式布置在印刷电路板111上。可以将发光二极管应用于光源112。
散热器120将从多个光源112发出的热发散(例如，辐射)至外部，所述散热器120通常具有散热件(heat sink)的结构。连接到电源(未示出)的插头150设置在散热器120的下表面。
如图4到图6所示，光扩散透镜130的横截面是圆形的，光扩散透镜130具有预定的厚度并且包括：主体131，包括从光扩散透镜130的下侧贯穿至光扩散透镜130的上侧的圆柱形式的中心孔132；光入射单元133，该光入射单元133从主体131的下侧凹入并具有围绕中心孔132的环形形式，其中，由多个光源112发射的光入射在光入射单元133上。主体131的上表面135是平坦的，而主体131的从主体131的上表面135的边缘延伸到光入射单元133的侧部134具有逐渐减小的梯度，并因此形成为曲面。例如，主体131的侧部134可以被形成为从主体131的上表面135向光入射单元133以预定角度倾斜的曲面。将中心孔132连接到主体131的侧部134的光入射单元133形成为预定的曲线。因此，主体131的上表面135和中心孔132是直线形的，主体131的侧部134和光入射单元133是曲线形的。光扩散透镜130是关于沿垂直方向经过中心孔132的中心轴(未示出)旋转对称。
虽然在图2和图3中没有示出，但是光扩散透镜130可以通过采用普通的结构而被安装在多个光源112的上侧。可以通过例如聚碳酸酯或丙烯酰树脂的光学塑性树脂材料的注入成型来制造光扩散透镜130。
为了使从多个光源112发射的光入射在光扩散透镜130的光入射单元133上，多个光源112可被设置为面向光扩散透镜130的光入射单元133。因此，多个光源112以环形形式排列，从而与以环形形式设置在印刷电路板111上的光入射单元133的形状对应。
罩140安装在散热器120的上侧，而基体110、多个光源112和光扩散透镜130设置在罩140中。可将扩散物质涂覆于罩140的内表面上或填充在罩140中，从而罩140可以保护多个光源112且允许从多个光源112发射出的光被良好地扩散。
在下文中，将参照图7到图9来描述光扩散透镜130的功能。
图7到图9示出由光扩散透镜130执行的光的扩散。
参照图7，由光源112发出的光的一部分通过光入射单元133入射在中心孔132的侧面上。
由光源112发射的光的一部分在光入射单元133的一侧入射表面1331发生弯转，并沿相对中心孔132的一侧表面1321成约45度的方向入射到光扩散透镜130的内部上。入射到光扩散透镜130的内部上的光在中心孔132的一侧表面1321全反射，并在上表面135再次全反射，从而面向侧面134。光在主体131的侧面134处折射，并发射到光扩散透镜130的外部。
参照图8，从光源112发射的光的一部分通过光入射单元133入射在主体131的侧面134上。
由光源112发出的光的一部分在光入射单元133另一侧入射表面1332发生弯转，并沿相对主体131的上表面135成约45度的方向入射到光扩散透镜130的内部上。入射到光扩散透镜130的内部上的光在主体131的上表面135全反射，从而面向主体131的侧面134。光在主体131的侧面134处折射，并发射至光扩散透镜130的外部。因此，从光源112发射的光的一部分在通过光扩散透镜130的主体131的内部时被全反射并被发射到扩散透镜130的下侧，从而照射角增大。
参照图9，从光源112发射的光的一部分通过光入射单元133入射在主体131的上表面135。
从光源112发射的光的一部分在通过光入射单元133的中心入射表面1333时发生折射，并在通过光扩散透镜130的上表面135时以增加的角度折射，从而光发散至外部。因此，从光源112发射的光的一部分当穿过光扩散透镜130的上表面135时折射，因此照射角增大。
因此，当由光源112发射的光通过光扩散透镜130时，发射到前方和侧部的光的照射角增大。
图10示出了包括光扩散透镜130的照明装置的光分布曲线。
参照图10，由实线表示的一部分是利用图2的光扩散透镜130测量的照射角。根据本发明的光源的照射角为310度，与图1所示的普通的使用LED的照明装置的光的照射角120度相比显著增大。因此，当使用根据本发明的光扩散透镜时，照明装置的光分布特性可以接近普通的电灯泡的光分布特性。
可以理解的是，在此描述的示例性实施例应该仅被认为是描述意义上的而非出于限制的目的。对每一个实施例内的特征或方面的描述通常应该被认为可用于其他实施例中的其他相似的特征或方面。
Claims (15)
1.一种光扩散透镜，包括：
主体，包括在主体的中心并从主体的下表面贯穿到主体的上表面的呈圆柱形式的中心孔；
光入射单元，从主体的下表面以预定的曲线凹入以围绕中心孔，其中，光入射在光入射单元上，
其中，主体的上表面是平坦的，主体的侧表面被形成为从主体的上表面向光入射单元以预定角度朝着中心孔倾斜的曲面。
2.如权利要求1所述的光扩散透镜，其中，光入射单元关于沿垂直方向经过中心孔的轴旋转对称。
3.如权利要求2所述的光扩散透镜，其中，光入射单元呈环形形式。
4.如权利要求1所述的光扩散透镜，其中，光扩散透镜是利用光学塑性树脂材料制造的。
5.如权利要求4所述的光扩散透镜，其中，光扩散透镜利用聚碳酸酯制造。
6.如权利要求4所述的光扩散透镜，其中，光扩散透镜利用丙烯酰树脂制造。
7.一种照明装置，包括：
基体；
多个光源，附着在基体的上表面上，以发射光；
散热器，连接到基体，以发散由所述多个光源发出的热；
光扩散透镜，设置在所述多个光源的上表面上，以折射从所述多个光源发射的光并增大光的照射角，
其中，光扩散透镜包括：
主体，包括在主体的中心并从主体的下表面贯穿到主体的上表面的呈圆柱形式的中心孔；
光入射单元，从主体的下侧以预定的曲线凹入以围绕中心孔，其中，光入射在光入射单元上，
其中，主体的上表面是平坦的，主体的侧面被形成为从主体的上表面向光入射单元以预定角度朝着中心孔倾斜的曲面。
8.如权利要求7所述的照明装置，其中，光入射单元呈环形形式。
9.如权利要求8所述的照明装置，其中，所述多个光源以环形形式布置，以面向光入射单元。
10.如权利要求7所述的照明装置，其中，光入射单元关于沿垂直方向经过中心孔的轴旋转对称。
11.如权利要求7所述的照明装置，所述照明装置还包括附着到散热器以围绕并保护光源和光扩散透镜的罩。
12.如权利要求7所述的照明装置，其中，光扩散透镜是利用光学塑性树脂材料制造的。
13.如权利要求12所述的照明装置，其中，光扩散透镜利用聚碳酸酯制造。
14.如权利要求12所述的照明装置，其中，光扩散透镜利用丙烯酰树脂制造。
15.如权利要求7所述的照明装置，其中，光源是发光二极管。
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| CN103090309A (zh) * | 2011-10-28 | 2013-05-08 | 欧司朗股份有限公司 | 透镜以及具有该透镜的非对称光分布照明装置 |
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