CN112628688A - 光学透镜结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学透镜结构，包括主体部以及投射部。主体部的一面朝内部凹陷以形成开口以及入光部，主体部具有相对设置的多个第一反射侧以及多个第二反射侧，每个第二反射侧朝主体部的内部凹陷以形成凹陷部。投射部设置于主体部的另一面，投射部背对主体部的一面朝内部凹陷以形成通口以及出光部。入光部接收且折射多个外部光束，以使其中一部分外部光束投向出光部，以及使另一部分外部光束投向多个第一反射侧以及多个第二反射侧，且另一部分外部光束通过多个第一反射侧以及多个第二反射侧而反射投向出光部。多个外部光束通过出光部的折射而投射出彼此分离的多个照射范围。借此，本发明的光学透镜结构可降低眩光，并增加大角度的光的使用率。

Description

光学透镜结构
技术领域
本发明涉及一种光学透镜结构，尤其涉及一种能降低眩光，并增加大角度的光的使用率的光学透镜结构。
背景技术
请参阅图1至图3，分别为现有光学透镜的结构与光路的示意图、图1的直角坐标的配光曲线以及对应图1的光斑图。如图所示，现有的光学透镜E的上方表面具有一出光面，现有的光学透镜E的下方内部具有一入光面，且入光面的下方设置了一发光模块(在图中未标号)。因此，当发光模块投射出光线后，光线经由入光面的折射而进入光学透镜E中。接着，进入光学透镜E中的光线再经由出光面的折射而由光学透镜E投射出散射的光线。
由于现有的光学透镜E的结构为开放式的结构设置，因此，发光模块所投射出的光线，在经由现有的光学透镜E的折射而投出后，所呈现的照射范围具有严重的眩光，并且，经过现有的光学透镜E的折射所产生的大角度的光线会朝侧边散射，而降低光线的使用率。
故，如何通过结构设计的改良，提升光学透镜整体的照明效果，来克服上述的缺陷，已成为所述项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种光学透镜结构。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案是，提供一种光学透镜结构，包括主体部以及投射部。主体部的一面朝内部凹陷以形成开口以及对应所述开口的入光部，所述主体部具有相对设置的多个第一反射侧以及多个第二反射侧，每一个所述第二反射侧朝所述主体部的内部凹陷以形成凹陷部。投射部设置于所述主体部的另一面，所述投射部背对所述主体部的一面朝内部凹陷以形成通口以及对应所述通口的出光部。其中，所述入光部接收且折射多个外部光束，以使其中一部分所述外部光束投向所述出光部，以及使另一部分所述外部光束投向多个所述第一反射侧以及多个所述第二反射侧，且另一部分所述外部光束通过多个所述第一反射侧以及多个所述第二反射侧而反射投向所述出光部；其中，多个所述外部光束通过所述出光部的折射而投射出彼此分离的多个照射范围。
优选地，所述主体部的外型为由所述主体部的所述另一面朝所述主体部的所述一面逐渐缩小；其中，每一个所述第一反射侧、每一个所述第二反射侧或其两者的截面呈弧形。
优选地，所述主体部的外型为由所述主体部的所述另一面朝所述主体部的所述一面逐渐缩小；其中，每一个所述第一反射侧、每一个所述第二反射侧或其两者的截面呈直线形。
优选地，所述入光部具有对应多个所述第一反射侧的多个第一折射侧、对应多个所述第二反射侧的多个第二折射侧以及连接多个所述第一折射侧与多个所述第二折射侧的第三折射侧，每一个所述第二折射侧朝所述主体部的内部凸出以形成凸出部，且每一个所述第二折射侧的所述凸出部与所对应的所述第二折射侧的凹陷部相对应；其中，所述主体部的所述一面的外缘与多个所述第一折射侧以及多个所述第二折射侧相对应；其中，所述开口的形状与多个所述第一折射侧以及多个所述第二折射侧相对应。
优选地，每一个所述凹陷部具有第一分切线，每一个所述第二反射侧通过所对应的所述第一分切线区分为第一弧侧以及第二弧侧，且所述第一弧侧以及所述第二弧侧相互对称且连接；其中，所述主体部以多个所述第一分切线为基准而形成基准面，所述基准面与多个所述第一分切线重叠。
优选地，所述出光部具有第二分切线，所述第二分切线与所述基准面重叠；其中，所述出光部通过所述第二分切线区分为多个弧面，且多个所述弧面相互连接且彼此相反。
优选地，所述出光部具有第二分切线，所述第二分切线的延伸方向与所述基准面的延伸方向相同且所述第二分切线与所述基准面不相交；其中，所述出光部通过所述第二分切线区分为多个弧面，且多个所述弧面相互连接且彼此相反。
优选地，所述主体部的所述一面的外缘呈圆形或椭圆形；其中，所述开口的形状呈圆形或椭圆形。
优选地，所述通口的形状呈多角形、圆形或椭圆形。
优选地，所述主体部与所述投射部为一体成形的结构。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光学透镜结构，能通过“主体部的一面朝内部凹陷以形成开口以及对应所述开口的入光部，所述主体部具有相对设置的多个第一反射侧以及多个第二反射侧，每一个所述第二反射侧朝所述主体部的内部凹陷以形成凹陷部”、“投射部设置于所述主体部的另一面，所述投射部背对所述主体部的一面朝内部凹陷以形成通口以及对应所述通口的出光部”、“所述入光部接收且折射多个外部光束，以使其中一部分所述外部光束投向所述出光部，以及使另一部分所述外部光束投向多个所述第一反射侧以及多个所述第二反射侧，且另一部分所述外部光束通过多个所述第一反射侧以及多个所述第二反射侧而反射投向所述出光部”以及“多个所述外部光束通过所述出光部的折射而投射出彼此分离的多个照射范围”的技术方案，以降低眩光，并增加大角度的光的使用率。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为现有光学透镜的结构与光路的示意图。
图2为图1的直角坐标的配光曲线。
图3为对应图1的光斑图。
图4为本发明光学透镜结构第一实施例的仰视示意图。
图5为本发明光学透镜结构第一实施例的俯视示意图。
图6为本发明光学透镜结构第一实施例的立体示意图。
图7A-图7C为本发明光学透镜结构第一实施例的第一剖面示意图。
图8为本发明光学透镜结构第一实施例的第二剖面示意图。
图9为本发明光学透镜结构第一实施例中对应第一反射侧的光路示意图。
图10为本发明光学透镜结构第一实施例中对应第二反射侧的光路示意图。
图11为图9与图10的直角坐标的配光曲线。
图12为对应图9与图10的光斑图。
图13为本发明光学透镜结构第二实施例的仰视示意图。
图14为本发明光学透镜结构第二实施例的剖视示意图。
图15A-图15B为本发明光学透镜结构第二实施例的俯视示意图。
图16为本发明光学透镜结构第三实施例的仰视示意图。
图17为本发明光学透镜结构第三实施例的立体示意图。
图18为本发明光学透镜结构第四实施例的仰视示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“光学透镜结构”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[第一实施例]
请参阅图4至图12，分别为本发明光学透镜结构第一实施例的仰视示意图、俯视示意图、立体示意图、第一剖面示意图、第二剖面示意图、对应第一反射侧的光路示意图、对应第二反射侧的光路示意图、图9与图10的直角坐标的配光曲线以及对应图9与图10的光斑图。如图所示，本发明第一实施例提供一种光学透镜结构Z，包括主体部1以及投射部2。主体部1的一面朝内部凹陷以形成开口10以及对应开口10的入光部11，主体部1具有相对设置的多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13，每一个第二反射侧13朝主体部1的内部凹陷以形成凹陷部130。投射部2设置于主体部1的另一面，投射部2背对主体部1的一面朝内部凹陷以形成通口20以及对应通口20的出光部21。其中，入光部11接收且折射多个外部光束L，以使其中一部分外部光束L投向出光部21，以及使另一部分外部光束L投向多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13，且另一部分外部光束L通过多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13而反射投向出光部21；其中，多个外部光束L通过出光部21的折射而投射出彼此分离的多个照射范围。
具体来说，本发明第一实施例所提供的光学透镜结构Z包括了主体部1以及投射部2；其中，主体部1与投射部2可为一体成形的结构，但不以此为限。主体部1的底面可朝内部凹陷以形成开口10以及对应开口10的入光部11；其中，开口10的形状呈圆形或椭圆形，但不以此为限。并且，主体部1的侧边形成为相对设置的多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13，其中一个第一反射侧12的两侧分别与多个第二反射侧13的一侧连接，另外一个第一反射侧12的两侧分别与多个第二反射侧13的另一侧连接。每一个第二反射侧13可朝主体部1的内部凹陷以形成凹陷部130；其中，每一个第一反射侧12对应于主体部1的另一面的边长大于每一个第二反射侧13对应于主体部1的另一面的边长，并且，多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13可为全反射(Total Internal Reflection,TIR)结构。而投射部2可为一圆饼状结构，但不以此为限。投射部2可设置于主体部1的顶面，且投射部2背对主体部1顶面的一面可朝内部凹陷以形成通口20以及对应通口20的出光部21；其中，通口20的形状可呈圆形或椭圆形，但不以此为限。
因此，在本发明的光学透镜结构Z操作时，可将发光模块(图中未示出，可为发光二极管)设置于主体部1的底面。接着，在发光模块投射出多个外部光束L后，通过入光部11的接收与折射，可使得其中一部分外部光束L直接投向出光部21，并且，另一部分外部光束L可投向多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13，再通过被多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13反射而投向出光部21。最后，多个外部光束L通过出光部21的折射而投射出彼此分离的多个照射范围，每一个照射范围可如图12所示，呈现长条形的光斑。
借此，本发明的光学透镜结构Z通过上述的结构设置，利用多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13的全反射结构设置，以及第二反射侧13的凹陷结构设置，并且，配合投射部2的结构设置，以达到投射出长条形的双轴光斑，并能降低眩光，同时也能增加大角度的光的使用率，进而提升照明的效果。进一步来说，根据图11、图12与图2、图3的比较可知，本发明的光学透镜结构Z相较于现有的光学透镜能明显地降低眩光(如图2中的A处与图11中的B处的比较所示)，且也能投射出长条形的双轴光斑。
值得一提的是，配合图11所示，本发明的光学透镜结构Z通过上述的结构设置，所投射出的光斑的偏光角度范围(即图11中所显示的两个峰)介于5°～70°之间以及－5°～－70°之间。并且，图11中的两个峰也对应于图12中所显示的双轴光斑。
进一步地，配合图6至图8所示，本发明的主体部1的外型可为由主体部1的另一面朝主体部1的一面逐渐缩小。进一步地，每一个第一反射侧12、每一个第二反射侧13或其两者的截面呈弧形。或者，每一个第一反射侧12、每一个第二反射侧13或其两者的截面呈直线形。
举例来说，配合图7A-图7C所示，本发明的每一个第一反射侧12的截面可呈反弧形(如图7A所示)、直线形(如图7B所示)或者正弧形(如图7C所示)；并且，配合图8所示，本发明的每一个第二反射侧13的截面也可呈正弧形、反弧形(类似于图7A)或者直线形(类似于图7B)。然而，本发明的第一反射侧12与第二反射侧13并不限于上述的实施方式。
此外，值得注意的是，本发明的投射部2背对主体部1顶面的一面也可以是一完整的平整面，而没有设置通口20以及出光部21。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
[第二实施例]
请参阅图13至图15B，分别为本发明第二实施例的仰视示意图、剖视示意图以及俯视示意图，并请一并参阅图4至图12。如图所示，本实施例的光学透镜结构Z与上述第一实施例的光学透镜结构Z相同的元件的作动方式相似，在此不再赘述，值得注意的是，在本实施例中，入光部11具有对应多个第一反射侧12的多个第一折射侧110、对应多个第二反射侧13的多个第二折射侧111以及连接多个第一折射侧110与多个第二折射侧111的第三折射侧112，每一个第二折射侧111朝主体部1的内部凸出以形成凸出部111a，且每一个第二折射侧111的凸出部111a与所对应的第二折射侧111的凹陷部130相对应。
举例来说，本发明的入光部11可包括多个第一折射侧110、多个第二折射侧111以及第三折射侧112，每一个第一折射侧110对应其中一个第一反射侧12，每一个第二折射侧111对应其中一个第二反射侧13，而第三折射侧112连接于多个第一折射侧110以及多个第二折射侧111；其中，其中一个第一折射侧110的两侧分别连接于多个第二折射侧111的一侧，另外一个第一折射侧110的两侧分别连接于多个第二折射侧111的另一侧。并且，配合图13所示，每一个第二折射侧111可朝主体部1的内部凸出以形成凸出部111a，每一个第二折射侧111的凸出部111a与所对应的第二反射侧13的凹陷部130相对应。
进一步地，主体部1的一面的外缘1a与多个第一折射侧110以及多个第二折射侧111相对应；其中，开口10的形状与多个第一折射侧110以及多个第二折射侧111相对应。举例来说，配合图13所示，本发明的主体部1底面的外缘1a开口10的形状可与多个第一折射侧110以及多个第二折射侧111相对应。
更进一步地，每一个第二反射侧13通过所对应的第一分切线130a区分为第一弧侧131以及第二弧侧132，且第一弧侧131以及第二弧侧132相互对称且连接；其中，主体部1以多个第一分切线130a为基准而形成基准面F，基准面F与多个第一分切线130a重叠。并且，出光部21具有第二分切线21a，第二分切线21a与基准面F重叠，且出光部21通过第二分切线21a区分为多个弧面210，且多个弧面210相互连接且彼此相反；其中，配合图8所示，每一个弧面210的角度θ范围可介于5°～45°，进一步来说，角度θ可为5°～45°中的任一个整数的数值。
举例来说，配合图13至图15B所示，本发明的第二反射侧13可通过第一分切线130a的划分而分成相互对称且连接的第一弧侧131以及第二弧侧132。并且，主体部1还可以多个第一分切线130a为基准，而形成与多个第一分切线130a重叠的基准面F；也就是说，多个第一分切线130a是位在基准面F上。
进一步来说，配合图8、图13至图15B所示，本发明的出光部21可具有第二分切线21a，出光部21可通过第二分切线21a的划分而分成多个弧面210，多个弧面210相互连接且彼此相反。并且，第二分切线21a可与基准面F重叠(如图15A所示)；也就是说，第二分切线21a可与多个第一分切线130a同样是位在基准面F上。
相反地，出光部21可具有第二分切线21a，第二分切线21a的延伸方向与基准面F的延伸方向相同且第二分切线21a与基准面F不相交。举例来说，配合图13至图15B所示，本发明的第二分切线21a也可与基准面F不重叠(如图15B所示)，并且，第二分切线21a由其中一端朝另一端的延伸方向与基准面F的其中一侧朝另一侧的延伸方向相同，且第二分切线21a与基准面F不相交(如图15B所示)；也就是说，第二分切线21a可平行于基准面F，或者相对于基准面F略为倾斜。借此，利用第二分切线21a相对于基准面F(即多个第一分切线130a)的设置位置，而达到调整多个外部光束L由出光部21投射出所形成多个照射范围(即光斑)的投射位置(如图12所示，调整光斑往左或往右)。
此外，配合图15A-图15B所示，本发明的通口20的形状可呈多角形，例如矩形，但不以此为限。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
[第三实施例]
请参阅图16及图17，分别为本发明光学透镜结构第三实施例的仰视示意图以及立体示意图，并请一并参阅图4至图15B。如图所示，本实施例的光学透镜结构Z与上述各实施例的光学透镜结构Z相同的元件的作动方式相似，在此不再赘述，值得注意的是，在本实施例中，主体部1的一面的外缘1a呈圆形或椭圆形，并且，开口10的形状可与多个第一折射侧110以及多个第二折射侧111相对应。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
[第四实施例]
请参阅图18，为本发明光学透镜结构第四实施例的仰视示意图，并请一并参阅图4至图17。如图所示，本实施例的光学透镜结构Z与上述各实施例的光学透镜结构Z相同的元件的作动方式相似，在此不再赘述，值得注意的是，在本实施例中，主体部1的一面的外缘1a可呈圆形或椭圆形，并且，开口10的形状可呈圆形或椭圆形。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
[实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的光学透镜结构Z，其能通过“主体部1的一面朝内部凹陷以形成开口10以及对应开口10的入光部11，主体部1具有相对设置的多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13，每一个第二反射侧13朝主体部1的内部凹陷以形成凹陷部130”、“投射部2设置于主体部1的另一面，投射部2背对主体部1的一面朝内部凹陷以形成通口20以及对应通口20的出光部21”、“入光部11接收且折射多个外部光束L，以使其中一部分外部光束L投向出光部21，以及使另一部分外部光束L投向多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13，且另一部分外部光束L通过多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13而反射投向出光部21”以及“多个外部光束L通过出光部21的折射而投射出彼此分离的多个照射范围”的技术方案，以降低眩光，并增加大角度的光的使用率。
更进一步来说，本发明的光学透镜结构Z主要可通过主体部1的主体结构设置，利用多个第一反射侧12以及多个第二反射侧13的全反射结构设置，以及第二反射侧13的凹陷结构设置，并且，配合投射部2的结构设置，可投射出长条形的双轴光斑，并能降低眩光，同时也能增加大角度的光的使用率。此外，本发明的光学透镜结构Z还可通过主体部1的一面(即底面)的外缘1a的形状、开口10的形状以及出光部21结构三者的变化，来调整每一个照射范围的大小、亮度的分布或投射位置。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学透镜结构，其特征在于，包括：
主体部，所述主体部的一面朝内部凹陷以形成开口以及对应所述开口的入光部，所述主体部具有相对设置的多个第一反射侧以及多个第二反射侧，每一个所述第二反射侧朝所述主体部的内部凹陷以形成凹陷部；以及
投射部，所述投射部设置于所述主体部的另一面，所述投射部背对所述主体部的一面朝内部凹陷以形成通口以及对应所述通口的出光部；
其中，所述入光部接收且折射多个外部光束，以使其中一部分所述外部光束投向所述出光部，以及使另一部分所述外部光束投向多个所述第一反射侧以及多个所述第二反射侧，且另一部分所述外部光束通过多个所述第一反射侧以及多个所述第二反射侧而反射投向所述出光部；其中，多个所述外部光束通过所述出光部的折射而投射出彼此分离的多个照射范围。
2.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述主体部的外型为由所述主体部的所述另一面朝所述主体部的所述一面逐渐缩小；其中，每一个所述第一反射侧、每一个所述第二反射侧或其两者的截面呈弧形。
3.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述主体部的外型为由所述主体部的所述另一面朝所述主体部的所述一面逐渐缩小；其中，每一个所述第一反射侧、每一个所述第二反射侧或其两者的截面呈直线形。
4.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述入光部具有对应多个所述第一反射侧的多个第一折射侧、对应多个所述第二反射侧的多个第二折射侧以及连接多个所述第一折射侧与多个所述第二折射侧的第三折射侧，每一个所述第二折射侧朝所述主体部的内部凸出以形成凸出部，且每一个所述第二折射侧的所述凸出部与所对应的所述第二折射侧的凹陷部相对应；其中，所述主体部的所述一面的外缘与多个所述第一折射侧以及多个所述第二折射侧相对应；其中，所述开口的形状与多个所述第一折射侧以及多个所述第二折射侧相对应。
5.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，每一个所述凹陷部具有第一分切线，每一个所述第二反射侧通过所对应的所述第一分切线区分为第一弧侧以及第二弧侧，且所述第一弧侧以及所述第二弧侧相互对称且连接；其中，所述主体部以多个所述第一分切线为基准而形成基准面，所述基准面与多个所述第一分切线重叠。
6.根据权利要求5所述的光学透镜结构，其特征在于，所述出光部具有第二分切线，所述第二分切线与所述基准面重叠；其中，所述出光部通过所述第二分切线区分为多个弧面，且多个所述弧面相互连接且彼此相反。
7.根据权利要求5所述的光学透镜结构，其特征在于，所述出光部具有第二分切线，所述第二分切线的延伸方向与所述基准面的延伸方向相同且所述第二分切线与所述基准面不相交；其中，所述出光部通过所述第二分切线区分为多个弧面，且多个所述弧面相互连接且彼此相反。
8.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述主体部的所述一面的外缘呈圆形或椭圆形；其中，所述开口的形状呈圆形或椭圆形。
9.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述通口的形状呈多角形、圆形或椭圆形。
10.根据权利要求1所述的光学透镜结构，其特征在于，所述主体部与所述投射部为一体成形的结构。
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