CN103090228A - 复合式防眩光照明系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合式防眩光照明系统，是与一发光光源结合设置，其包含一透镜组件及一反射杯体。透镜组件出光面具有一圆形表面，而侧曲面之一侧缘与出光面相连接，侧曲面之另一侧缘框围形成圆形之基准面，侧曲面之边缘是与基准面边缘相互连接于切点位置上，且透镜组件之入光面处内凹形成一容置室，侧曲面与卡合部一体成型且连接于一侧端点，且卡合部一体成型设置于出光面一侧，供以固定卡合反射杯体。该透镜组件容置于该反射杯体内，且该反射杯体罩设于该发光光源上，以形成复合式防眩光照明系统。当发光光源射入反射杯体及透镜组件时，发光光源经反射及折射使发光光源之余光集中于出光面射出，以提高发光光源之中心光强度。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域相关，特别是指一种复合式防眩光照明系统，其可防止产生眩光并减少余光射出，有效提高照明系统中心光强度。
背景技术
LED灯具由于省能源、寿命长、不易损坏、无污染、体积小及发光效果佳等优点，已成为近年来广为开发的照明产品，然而LED灯具易因设计不佳而产生眩光现象，进而造成使用者视力模糊、眼睛疲劳，甚至容易因眩光问题造成眼睛酸痛、头痛等症状。
一般而言，眩光是由于LED灯具的辉度过强所引起，眩光在视网膜过度曝光，容易造成眼睛看不清楚眼前的目标物，即使眩光消失，仍需要一段短暂的时间视力才能恢复。因此对使用者来说，在灯具应用上眩光问题相当危险。而常见的眩光包含直接眩光、反射眩光及对比眩光，直接眩光是当眼睛直视光源时所感受到的刺眼眩光，反射眩光是光源投射对象后反射至眼睛的反光，而对比眩光系例如室内两种不同的光源明暗对比过大时所造成的。
LED灯具之LED光源属于直射光，是朝正向区域照射，若使用者直视LED光源容易产生直接眩光的问题，而造成眼睛不适。为此，在设计LED灯具时为了取得最佳的光强分布，往往会再加上一反射杯体。由于反射杯体之抛物线曲面可降低光损，使反光效率提高，因此广泛应用于本领域中。请参阅图1、图2、图3及图4，为已知技术之光迹图、配光曲线图、辐照度图及辐照度截面图。如图1所示，反射杯体9将发光光源所发射出的光线反射于被照射物上，由于发光光源的光线会随着反射杯体9的反射面漫射出去，导致被照射物周围的反射眩光现象非常严重，而影响视线。如图2所示，在发光光源中心（ω=0°）最大光强度仅能达到5700烛光（cd），如图3及图4所示，在X-Z平面上，中心位置的最大的光照度仅能达到5700勒克斯（lux）。
因此，以需求来说，设计一个复合式防眩光照明系统，透过二次光学可避免因发光光源的眩光现象造成使用者不适，又可有效防止眩光产生，并同时提高光照度及光强度，已成市场应用上之一个刻不容缓的议题。
发明内容
有鉴于已知技术之问题，本发明之目的就是在提供一种可防止眩光产生并减少余光射出，有效提高照明系统中心光强度的复合式防眩光照明系统，以解决已知技术之问题。
根据本发明之目的，提出一种复合式防眩光照明系统，是与一发光光源结合设置，其包含一透镜组件及一反射杯体，该透镜组件包含一出光面、一侧曲面、一入光面及一卡合部，该反射杯体具有一容置空间，且该容置空间底部设有一通光孔，该容置空间内侧壁为一反射面，且该透镜组件容置于该反射杯体内，且该反射杯体罩设于该发光光源上，其特征在于：该出光面具有一圆形表面，该侧曲面之一侧缘与该出光面相连接，该侧曲面之另一侧缘框围形成圆形之一基准面，该入光面之边缘与该基准面边缘相互连接于一切点位置上，而由该出光面、该侧曲面与该入光面封闭形成该透镜组件之外表面，且该透镜组件之该入光面处内凹形成一容置室，该侧曲面与该卡合部一体成型且连接于一侧端点，且该卡合部一体成型设置于该出光面一侧，供以固定卡合该反射杯体，该反射杯体之外侧壁一缘于一接面点连接该反射杯体之底部，另一缘与该卡合部连接设置，该反射杯体之该反射面一缘连接该通光孔内侧，另一缘与该卡合部连接于一定位点上，以形成该复合式防眩光照明系统，当该发光光源射入该反射杯体及该透镜组件时，该发光光源经该反射杯体之反射及经该透镜组件折射使该发光光源之余光集中于该出光面射出，以提高该发光光源之中心光强度。
其中，该接面点垂直向上延伸至该透镜组件之位置相对应于该透镜组件中心是位于该侧端点外缘。该通光孔上任意二条相互正交且等长之直线通过该通光孔之交点定义为一圆心，且该圆心设有该发光光源，并且该圆心与该切点、该定位点是相切于一条辅助线上。
较佳地，以水平线为基准，该透镜组件之该切点位置与该反射杯体之该定位点间之辅助线斜率为m1，该反射杯体之该接面点与该反射杯体之该定位点间之最小长度辅助线之斜率为m2、最大长度辅助线之斜率为m3，且m3<m1<m2。
更进一步地，以水平线为基准，该反射杯体之该通光孔与该反射杯体之该定位点间之最小长度辅助线之斜率为m4、最大长度辅助线之斜率为m5，且m5<m1<m4。
该透镜组件于该出光面处内凹形成具有一侧壁之一凹槽。该凹槽底部是设置一光学微结构表面。
该出光面、该入光面、该反射杯体之该容置空间内侧壁或其组合为一光学微结构表面。
该反射杯体之杯口设有一卡接部，是与该透镜组件之该卡合部接合于该定位点上，以形成该复合式防眩光照明系统。
附图说明
图1，为已知技术之光迹图。
图2，为已知技术之配光曲线图。
图3，为已知技术之辐照度图。
图4，为已知技术之辐照度截面图。
图5，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例一剖面示意图。
图6，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例一立体示意图。
图7，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例一光迹图。
图8，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例一配光曲线图。
图9，本发明之复合式防眩光照明系统实施例一辐照度图。
图10，本发明之复合式防眩光照明系统实施例一辐照度截面图。
图11，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例二剖面示意图。
图12，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例二立体示意图。
图13，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例二光迹图。
图14，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例二配光曲线图。
图15，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例二辐照度图。
图16，本发明之复合式防眩光照明系统实施例二辐照度截面图。
具体实施方式
请参阅图5及图6，为本发明之复合式防眩光照明系统之实施例一剖面示意图及立体示意图。如图所示，本发明之复合式防眩光照明系统1包含一透镜组件11及一反射杯体12，该透镜组件11包含一出光面111、一侧曲面112、一入光面113及一卡合部114，该出光面111具有一圆形表面，该侧曲面112之一侧缘与该出光面111相连接，该侧曲面112之另一侧缘框围形成圆形之一基准面115，该侧曲面112之边缘是与该基准面115边缘相互连接于一切点位置A1上，而由该出光面111、该侧曲面112与该入光面113封闭形成该透镜组件11之外表面，且该透镜组件11之该入光面113处内凹形成一容置室110，该侧曲面112与该卡合部114一体成型且连接于一侧端点A2，且该卡合部114一体成型设置于该出光面111一侧，供以固定卡合该反射杯体12。
该反射杯体12具有一容置空间120，且该容置空间120底部设有一通光孔121，该容置空间120内侧壁为一反射面122，且该透镜组件11容置于该反射杯体12内，且该反射杯体12罩设于该发光光源（未绘出）上，该反射杯体12之外侧壁一缘于一接面点A3连接该反射杯体12之底部，另一缘与该卡合部114连接设置，该反射杯体12之该反射面122一缘连接该通光孔121内侧，另一缘与该卡合部114连接于一定位点A4上，且该反射杯体12之杯口设有一卡接部123，是与该透镜组件11之该卡合部114接合于该定位点A4上，以形成该复合式防眩光照明系统1。
在图5中，该接面点A3垂直向上延伸至该透镜组件11具有辅助线Z11，该侧端点A2向下延伸至该反射杯体12具有辅助线Z12，而该辅助线Z11的位置是以该透镜组件11为中心设置于该辅助线Z12位置的外侧。并且，该通光孔121上任意二条相互正交且等长之直线通过该通光孔121之交点定义为一圆心O1，且该圆心O1设有该发光光源，并且该圆心O1与该切点位置A1、该定位点A4是与辅助线S11相切。
附带一提的是，以水平线为基准，该透镜组件11之该切点位置A1与该反射杯体12之该定位点A4间之辅助线S11斜率为m1，该反射杯体12之该接面点A3与该反射杯体12之该定位点A4间之最小长度辅助线S12之斜率为m2、最大长度辅助线S13之斜率为m3，且辅助线S11、S12及S13的斜率符合下列关系式：m3<m1<m2。
参阅图7、图8、图9及图10，其为本发明之复合式防眩光照明系统实施例一光迹图、配光曲线图、辐照度图及辐照度截面图。如图5所示，当该发光光源射入该反射杯体及该透镜组件时，该发光光源经该反射杯体之反射及经该透镜组件折射使该发光光源之余光集中于该出光面射出，以提高该发光光源之中心光强度。如图8、图9及图10所示，在发光光源中心（ω=0°）具有最大光强度为9300烛光（cd），光照射强度较强是介于照明系统立体角ω为20°之范围间。如图9及图10所示，在X-Z平面上，中心位置的最大的光照度较佳可为9300勒克斯（lux）。因此，相较于已知技术之光强度及光照度，本发明可使整体复合式防眩光照明系统之功效提高。
请参阅图11及图12，为本发明之复合式防眩光照明系统实施例二剖面示意图及立体示意图。如图所示，复合式防眩光照明系统2与发光光源结合设置，且复合式防眩光照明系统2包含一透镜组件21及一反射杯体22。而透镜组件21包含一出光面211、一侧曲面212、一入光面213及一卡合部214，该出光面211具有一圆形表面，且于该出光面211处内凹形成一具有侧壁的一凹槽216，该凹槽216底部设置一光学微结构表面2160。
该侧曲面212的一侧缘与该出光面211连接，而另一侧缘框围而形成圆形的一基准面215，因此使该侧曲面212的边缘与基准面215边缘连接于一切点位置B1上。该入光面213处内凹形成一容置室210，该侧曲面212与该卡合部214一体成型且连接于一侧端点B2，且该卡合部214一体成型设置于该出光面211一侧，供以固定卡合该反射杯体22。因此，封闭出光面211、侧曲面212及入光面213而形成该透镜组件21的外表面。
反射杯体22之外侧壁一缘于一接面点B3连接该反射杯体22之底部，另一缘与该卡合部214连接设置，该反射杯体22之该反射面222一缘连接该通光孔221内侧，另一缘与该卡合部214连接于一定位点B4上，以形成该复合式防眩光照明系统2。
在图11中，该接面点B3垂直向上延伸至该透镜组件21具有辅助线Z21，该侧端点B2向下延伸至该反射杯体22具有辅助线Z22，而该辅助线Z21的位置是以该透镜组件21为中心设置于该辅助线Z22位置的外侧。并且，该通光孔221上任意二条相互正交且等长之直线通过该通光孔221之交点定义为一圆心O2，且该圆心O2设有该发光光源，并且该圆心O2与该切点位置B1、该定位点B4是与辅助线S21相切。
更进一步地，以水平线为基准，该透镜组件21之该切点位置B1与该反射杯体22之该定位点B4间之辅助线斜率为m1，该反射杯体22之该通光孔221与该反射杯体22之该定位点B4间之最小长度辅助线S22之斜率为m4、最大长度辅助线S23之斜率为m5，且辅助线S21、S22及S23的斜率符合下列关系式：m5<m1<m4。
附带一提，虽图中未绘示，但该出光面211、该入光面213、该反射杯体22之该容置空间220内侧壁或其组合可以设有光学微结构表面。
请参阅图13、图14、图15及图16，为本发明之复合式防眩光照明系统实施例二光迹图、配光曲线图、辐照度图及辐照度截面图。
如图13所示，当该发光光源射入该反射杯体及该透镜组件时，该发光光源经该反射杯体之反射及经该透镜组件折射使该发光光源之余光集中于该出光面射出，可提高该发光光源之中心光强度。如图14所示，在发光光源中心（ω=0°）具有最大光强度为9600烛光（cd），光照射强度较强是介于照明系统立体角ω为20°之范围间。如图15及图16所示，在X-Z平面上，中心位置的最大的光照度较佳可为9600勒克斯（lux）。
因此，透过本发明之复合式防眩光照明系统可使发光光源射出后防止产生眩光并减少余光射出，有效提高照明系统中心光强度、光照度，因此可因应不同的照明质量要求应用于各式灯具中。
当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (9)
1.一种复合式防眩光照明系统，是与一发光光源结合设置，其包含一透镜组件及一反射杯体，该透镜组件包含一出光面、一侧曲面、一入光面及一卡合部，该反射杯体具有一容置空间，且该容置空间底部设有一通光孔，该容置空间内侧壁为一反射面，且该透镜组件容置于该反射杯体内，且该反射杯体罩设于该发光光源上，其特征在于：该出光面具有一圆形表面，该侧曲面之一侧缘与该出光面相连接，该侧曲面之另一侧缘框围形成圆形之一基准面，该侧曲面之边缘是与该基准面边缘相互连接于一切点位置上，而由该出光面、该侧曲面与该入光面封闭形成该透镜组件之外表面，且该透镜组件之该入光面处内凹形成一容置室，该侧曲面与该卡合部一体成型且连接于一侧端点，且该卡合部一体成型设置于该出光面一侧，供以固定卡合该反射杯体，该反射杯体之外侧壁一缘于一接面点连接该反射杯体之底部，另一缘与该卡合部连接设置，该反射杯体之该反射面一缘连接该通光孔内侧，另一缘与该卡合部连接于一定位点上，以形成该复合式防眩光照明系统，当该发光光源射入该反射杯体及该透镜组件时，该发光光源经该反射杯体之反射及经该透镜组件折射使该发光光源之余光集中于该出光面射出，以提高该发光光源之中心光强度。
2.根据权利要求1所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：该接面点垂直向上延伸至该透镜组件之位置相对应于该透镜组件中心系位于该侧端点外缘。
3.根据权利要求1所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：该通光孔上任意二条相互正交且等长之直线通过该通光孔之交点定义为一圆心，且该圆心设有该发光光源，并且该圆心与该切点、该定位点是相切于一条辅助线上。
4.根据权利要求1所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：以水平线为基准，该透镜组件之该切点位置与该反射杯体之该定位点间之辅助线斜率为m1，该反射杯体之该接面点与该反射杯体之该定位点间之最小长度辅助线之斜率为m2、最大长度辅助线之斜率为m3，且m3<m1<m2。
5.根据权利要求1或4所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：以水平线为基准，该透镜组件之该切点位置与该反射杯体之该定位点间之辅助线斜率为m1，该反射杯体之该通光孔与该反射杯体之该定位点间之最小长度辅助线之斜率为m4、最大长度辅助线之斜率为m5，且m5<m1<m4。
6.根据权利要求1所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：该透镜组件于该出光面处内凹形成具有一侧壁之一凹槽。
7.根据权利要求6所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：该凹槽底部设置一光学微结构表面。
8.根据权利要求1所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：该出光面、该入光面、该反射杯体之该容置空间内侧壁或其组合为一光学微结构表面。
9.根据权利要求1所述的复合式防眩光照明系统，其特征在于：该反射杯体之杯口设有一卡接部，是与该透镜组件之该卡合部接合于该定位点上，以形成该复合式防眩光照明系统。
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