CN201306673Y - 光学照明模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学照明模块，包括：固定光源及平凸透镜；该固定光源为发光二极管，该平凸透镜为以对称凸面的中心线旋转形成的对称的非球面透镜，其设在固定光源的光轴方向上大于等于13.5毫米并且小于等于17.5毫米之间的特定距离内，其平面端为光束入射面，凸面端为光束出射面，当固定光源设于坐标原点时，该平凸透镜的凸面曲线由一系列具有特定坐标值的点串连构成，当平凸透镜在该特定距离内位移时，该光源均能折出平行光束，具有达到提高照射亮度及光照均匀的效果。

Description

光学照明模块

技术领域

本实用新型主要关于一种光学照明模块，尤指一种应用在手电筒或各种照明灯具的光学照明模块。

背景技术

现有技术中相关公知结构，如中国台湾省专利公告号第568245号的“可全照面聚光之手电筒”，该“可全照面聚光之手电筒，其包括手电筒本体、灯座、灯罩组及高透射度光学体所组成，该手电筒本体系具有一电池筒可供容置电池，该灯座系供发光组件植设及导接之装置，并容设于手电筒本体前端，而该灯罩组系套设于手电筒本体前端保护灯座及发光组件之灯罩装置，其特征在于：

光学体，系形成为一圆片状之光学透明镜片，于片状光学体两端面设有相异圆切面直径之凸弧面，使其前端凸弧面之圆切面直径较大，而后端凸弧面之圆切面直径相对较小，借此构成可透射全照面聚光之光学体，且容设固定于灯罩组之中予以定位，俾与灯罩组一同组装于手电筒本体前端，使光学体置于发光组件前方，借此组成可全照面聚光之手电筒者”。

上述揭示的公知结构，采用的光学体在其两端面呈凸弧面，且两凸弧面均为圆切面，即一般公知应用在照明灯具的透镜设计为圆球面设计，在圆球面一端的焦点放置光源时，光折射后将从另一端折射出，理论上会得到平行光束，此为最小出射角度。但实际上采用圆球面凸透镜时，无法获得完全平行光束，从光源折射后仍然会出现散光现象。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型技术主要目的在于提供一种可增加光照区域的聚光能力、提高发光强度及匀称度的光学照明模块。

为达到上述目的，本实用新型提供一种光学照明模块，其包括：

固定光源，为发光二极管，设于坐标原点；在其光轴方向特定距离设有平凸透镜；

平凸透镜，为具有适当厚度并以对称凸面的中心线旋转形成的对称的非球面设计，其构成凸面上任意一点的曲率均有可能不相同；此外，进一步详细说明该平凸透镜的凸面曲线构成，当将固定光源设置在坐标原点时，构成平凸透镜的旋转凸面曲线上点的坐标(X，Y)值分别为：(9，11.75)、(8，13.15)、(6，15.25)、(4，16.65)、(2，17.45)、(0，17.65)、(-2，17.45)、(-4，16.65)、(-6，15.25)、(-8，13.15)、(-9，11.75)，经所述特定坐标值所构成的凸面曲线，且曲线变化值在正负1毫米以内，以及在固定光源和平凸透镜的特定距离内位移，均能提供光源的光束由平凸透镜的凸面端折射出平行光束，具有提高光照强度的实质能力。

其中，由前述特定坐标值所构成的平凸透镜，其厚度值自平面至凸面顶点设置在大于等于6毫米至小于等于10毫米之间，且可根据前述特定坐标值及厚度值作为基准进行比例缩放，仍可保持其等效性。

此外，本实用新型还提供一种光学照明模块，该模块包括固定光源及平凸透镜，该固定光源的发光面至平凸透镜的凸面端顶点的距离大于等于13.5毫米并且小于等于17.65毫米。

本实用新型还提供一种光学照明模块，包括：固定光源，在其光轴方向上，该平凸透镜自平面端至凸面端顶点的距离大于等于6毫米并且小于等于10毫米，且旋转凸面曲线由坐标(X，Y)值分别为：(9，11.75)、(8，13.15)、(6，15.25)、(4，16.65)、(2，17.45)、(0，17.65)、(-2，17.45)、(-4，16.65)、(-6，15.25)、(-8，13.15)、(-9，11.75)的点所构成。

由以上技术方案可以看出，本实用新型的光学照明模块，其主要设计一个非球面的平凸透镜，以及到其发光面的距离大于等于13.5毫米并且小于等于17.65毫米的范围内，具有旋转对称的非球面平凸透镜在其平面端，间隔特定距离设有固定光源，据此，当该平凸透镜在前述特定距离内定位时，均能使固定光源的光线由平凸透镜的凸面端折射出最小的出射角度，可产生最佳夹角光束，以增加光照区域的聚光能力、提高发光强度及匀称度。

附图说明

图1为本实用新型光学照明模块结构较佳实施例相对组位置的示意图；

图2为本实用新型光学照明模块结构较佳实施例光线折射示意图。

附图标记说明

固定光源  10

平凸透镜  20

具体实施方式

下面，再配合本实用新型较佳实施例的附图进一步详细说明，以期能使熟悉本实用新型相关技术的人士，根据本说明书的描述得以实施本实用新型的技术方案。

首先，如图1所示，为本实用新型光学照明模块的较佳实施例，其包括：

固定光源10，为一种发光二极管，位于光轴方向特定距离处设置有平凸透镜20，该特定距离指大于等于13.5毫米并且小于等于17.65毫米之间，而距离定义为固定光源10的发光面至平凸透镜20的凸面顶点的距离；

平凸透镜20，为一种以对称凸面的中心线旋转形成的对称的非球面设计的透镜，其平面端作为光束入射面，凸面端作为光束出射面，当固定光源10与平凸透镜20介于上述特定距离之内时，平凸透镜20自平面端至凸面端顶点的距离大于等于6毫米并且小于等于10毫米为最理想状态，且为了更加明确地定义出本实用新型的非球面平凸透镜20的凸面曲线构成值，特将固定光源10暂设于坐标(X，Y)原点(0，0)位置，而平凸透镜20的旋转凸面曲线上点的坐标(X，Y)值，如表1所示：

 

X轴	Y轴	X轴	Y轴
				0	17.65	—	—
2	17.45	-2	17.45
				4	16.65	-4	16.65
6	15.25	-6	15.25
				8	13.15	-8	13.15
9	11.75	-9	11.75

表一

分别为：(9，11.75)、(8，13.15)、(6，15.25)、(4，16.65)、(2，17.45)、(0，17.65)、(-2，17.45)、(-4，16.65)、(-6，15.25)、(-8，13.15)、(-9，11.75)，经该特定坐标值所构成的凸面曲线，其曲线变化值在正负1毫米(±1mm)以内均可，以及在固定光源10和平凸透镜20的特定距离内位移(如图2所示)，均能提供光源的光束由平凸透镜20的凸面端折射出尽可能小的出射角度，使该有效照明区域内提高发光强度。

另外，补充说明的是，本实用新型光学照明模块的平凸透镜20，其以上述凸面曲线上点的坐标值及平凸透镜20的厚度值为基准，可进行比例缩放，仍可使光源折射出尽可能小的照明角度、具有提高照射强度及延长照射距离的功能。

此外，本实用新型平凸透镜的非球面曲率形成的非球面多次曲线表，如表1所示。该非球面平凸透镜20的凸面，还满足以下条件：

$\mathrm{sag}\left(\mathrm{\ρ}\right)=\frac{{\mathrm{\ρ}}^2/r}{1+\sqrt{1-(1+c){(\mathrm{\ρ}/r)}^2}}+{\mathrm{d\ρ}}^4+{\mathrm{e\ρ}}^6+{\mathrm{f\ρ}}^8+{\mathrm{g\ρ}}^{10}+{\mathrm{h\ρ}}^{12}...{\mathrm{l\ρ}}^{20}$

其中，

ρ为非球面曲线与理想平面的间距值，其指的是到非球面球心的距离的极坐标值；

r为平凸透镜20的非球面中心半径值；

c为二次项的非球面系数；

d，e，f，g，h，...，l为多次项的非球面系数；

其中，非球面的尺寸是不被限定的，但是，若将平凸透镜20半径设在3毫米至10毫米的范围内，其曲率变化所呈现的曲线会被两条抛物线所夹持，而本实用新型非球面任意一点的曲率变化所形成的非球面曲线会介于两条抛物线之间。

此设计的非球面平凸透镜20所搭配的光源距离大于等于13.5毫米并且小于等于17.65毫米，距离定义为凸面顶点至固定光源10的发光面的距离。

综上所述，仅为本实用新型的一个较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的保护范围。即凡根据本实用新型权利要求书所做的均等变化与修饰，均为本实用新型专利范围所涵盖。

Claims (5)

1、一种光学照明模块，其特征在于，包括：固定光源，设于坐标原点；及以对称凸面的中心线旋转形成的对称非球面的平凸透镜，该凸面曲线上点的坐标(X，Y)值分别为：(9，11.75)、(8，13.15)、(6，15.25)、(4，16.65)、(2，17.45)、(0，17.65)、(-2，17.45)、(-4，16.65)、(-6，15.25)、(-8，13.15)、(-9，11.75)，经所述坐标值所构成的凸面曲线，其曲线变化值在正负1毫米以内，该固定光源的光束均可自凸面端折射出平行光束。

2、根据权利要求1所述的光学照明模块，其特征在于，所述平凸透镜自平面端至凸面端顶点的距离大于等于6毫米并且小于等于10毫米。

3、根据权利要求1所述的光学照明模块，其特征在于，所述固定光源为发光二极管。

4、根据权利要求1所述的光学照明模块，其特征在于，所述平凸透镜的凸面曲线根据其相对坐标值，进行比例缩放。

5、根据权利要求1所述的光学照明模块，其特征在于，所述固定光源设于坐标原点，所述固定光源的发光面与所述平凸透镜的凸面端顶点的距离为17.65毫米，其距离误差值介于正负1毫米间。

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