CN201795423U - 光学透镜、光源模块及路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学透镜、光源模块及路灯，该光学透镜包含：一本体，具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。本实用新型还提供一种光源模块及路灯，光源模块包括一电路板；设置在电路板上的多个发光二极管以及分别设于发光二极管上的多个上述光学透镜。路灯采用上述光源模块，其水平可避免光线的眩光，可减少光线对人眼所造成的不适感。由于眩光的降低减少了人眼的不适感，可有效避免车祸产生。

Description

光学透镜、光源模块及路灯 

技术领域

本实用新型涉及一种透镜、光源模块，以及路灯，尤其涉及一种可形成特殊光强度分布的透镜、光源模块，以及路灯。 

背景技术

由于发光二极管组件具有节能的优势，在许多照明用途上，逐渐地取代各式的传统灯泡作为新一代的光源。在各种室内或室外用灯的应用上，已经看得到这样的趋势正在发生。但是，由于发光二极管组件的真正发光体是仅有米粒般大小的晶粒，若直接作为照明使用，必然会产生光线强度过于集中于晶粒周围的现象，而此现象会造成人眼的不适。 

因此，在多数的应用场合中，会在晶粒上方或周围加上至少一个光学组件，来调整光线投射的整体分布，以改善光线强度过于集中的问题，使光线均匀化，并且，更可因应使用场合的特殊性，利用此些光学组件调整光线强度的分布状况。 

在路灯的应用上，由于牵涉到行车安全，需要在路面上形成均匀的光强度分布，以便驾驶人在夜晚时可清楚地看到路面上各处的情况。此外，由于路灯通常是间隔地设置于道路的两侧，因此，设置在路面两侧的路灯，通常会使其灯座向上倾斜一角度，如此可使较多的光线斜向地由路面一侧向路面的中央投射，以使路面可接受到较为均匀的照明。然而，灯座向上倾斜虽然可提供均匀的照明，但同时也带来负面的影响。灯座倾斜时，路人不可避免地会在特定角度范围内，直视到灯座内的光源本身，会对人体造成眩光，而影响视线或造成眼睛不适的状况发生，而由于发光二极管所发光线强度过于集中的特性，更会加深此问题的严重性。 

实用新型内容

本实用新型的一目的，在于提供一种透镜、光源模块，以及路灯，无须使 灯座倾斜，便可使光线的投射角倾斜，并可在一平面上提供均匀的照明，以解决上述因直视光源而导致视线不良的问题。 

为了达到上述目的，本实用新型提供一种光学透镜，包含：一本体，具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。 

上述的光学透镜，其中，该负透镜部至这些正透镜部的距离相等。 

上述的光学透镜，其中，该底面为一平面。 

上述的光学透镜，其中，该外凸曲面的曲率最大处远离该内凹曲面的曲率最大处。 

上述的光学透镜，其中，该外凸曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面的曲率，且该内凹曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面的曲率。 

本实用新型又提供一种光源模块，包含：一电路板；多个发光二极管，以及多个光学透镜。该多个发光二极管设于该电路板上并与该电路板电连接；每一个该光学透镜包含一本体，该本体具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，且该内凹曲面界定出一用以容置至少部分该发光二极管的容置空间，其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。 

上述的光源模块，其中，该负透镜部至这些正透镜部的距离相等。 

上述的光源模块，其中，该发光二极管至该负透镜部以及这些正透镜部的距离相等。 

上述的光源模块，其中，这些负透镜部为朝向相同方向。 

上述的光源模块，其中，该底面为一平面。 

上述的光源模块，其中，该外凸曲面的曲率最大处远离该内凹曲面的曲率最大处。 

上述的光源模块，其中，且该外凸曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面的曲率，且该内凹曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面的曲率。 

上述的光源模块，其中，该多个发光二极管及其上的光学透镜在该电路板上的排列为一矩阵形式。 

上述的光源模块，其中，该光源模块还包含一连接板，且该连接板连接该多个光学透镜以构成一光学透镜矩阵。 

上述的光源模块，其中，该光源模块的该连接板与该多个光学透镜为一体成型。 

本实用新型还提供一种路灯，用以照明路面，该路灯包含一支撑杆、一设于该支撑杆上的灯座，以及一设置于该灯座上的光源模块。该光源模块包含一电路板、多个发光二极管，以及多个光学透镜，该多个发光二极管设于该电路板上并与该电路板电连接，每一个该光学透镜包含一本体，该本体具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，且该内凹曲面界定出一用以容置至少部分该发光二极管的容置空间，其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。 

上述的路灯，其中，该负透镜部至这些正透镜部的距离相等。 

上述的路灯，其中，该发光二极管至该负透镜部以及这些正透镜部的距离相等。 

上述的路灯，其中，这些负透镜部为朝向相同方向。 

上述的路灯，其中，该光源模块为平行路面设置。 

上述的路灯，其中，该底面为一平面。 

上述的路灯，其中，该外凸曲面的曲率最大处远离该内凹曲面的曲率最大处。 

上述的路灯，其中，该外凸曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面的曲率，且该内凹曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面的曲率。 

上述的路灯，其中，该多个发光二极管及其上的光学透镜在该电路板上的排列为一矩阵形式。 

上述的路灯，其中，该光源模块还包含一连接板，且该连接板连接该多个光学透镜以构成一光学透镜矩阵。 

上述的路灯，其中，该光源模块的该连接板与该多个光学透镜为一体成型。 

本实用新型的功效在于，将本实用新型提供的光学透镜进而制成的光源模块应用于路灯，其水平可避免光线的眩光，可减少光线对人眼所造成的不适感。由于眩光的降低减少了人眼的不适感，可有效避免车祸产生。 

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。 

附图说明

图1为本实用新型的光学透镜的一示意图； 

图2为本实用新型的光学透镜的一剖视图； 

图3为本实用新型的光学透镜的另一剖视图； 

图4为本实用新型的光学透镜的一上视图； 

图5为本实用新型的光学透镜的一光强度示意图； 

图6为本实用新型的光学透镜的一光强度示意图； 

图7为本实用新型的光学透镜的一光强度示意图； 

图8为本实用新型的光源模块的一示意图； 

图9为本实用新型的光源模块的一示意图； 

图10为本实用新型的路灯的一示意图； 

图11为本实用新型的路灯的一使用示意图； 

图12为本实用新型的路灯的另一使用示意图。 

其中，附图标记 

光学透镜10            本体11 

外凸曲面12            底面13 

内凹曲面14            正透镜部15、16 

负透镜部17            三角形18 

发光二极管20          光源模块30 

电路板31              路灯40 

支撑杆41              灯座42 

路面50                范围51 

光轴I                 距离L1、L2 

光学透镜矩阵60        连接板61 

第一轴向X 

第二轴向Y 

具体实施方式

有关本实用新型的技术内容及详细说明，现配合附图说明如下： 

图1所示为本实用新型的光学透镜10的一较佳实施例的示意图。该光学透镜10适用于设置于一发光二极管20上，借以改变发光二极管20所发的光线的光强度分布。该发光二极管20以一表面黏着型发光二极管为例，实际实施时不以此限。该光学透镜10包含一透光的本体11，其可采用玻璃、塑料等可透光的材质制成。该本体11上具有一外凸曲面12，以及一位于该外凸曲面12相反侧的底面13。该底面13设计为一平面，可提高底面13的全反射率，可降低背面向下出光的机率，进而提高由该外凸曲面12出光的效益，且其中央处具有一朝该外凸曲面12凹陷的内凹曲面14。 

图2所示为该光学透镜10沿图4所示的一第一轴向X向下剖切的一剖面图。此剖面与该发光二极管20的光轴I重合。图中该本体11剖面的右半部，该外凸曲面12与该内凹曲面14配合构成一负透镜部17，该负透镜部17的外凸曲面12的曲率皆小于其内凹曲面14的曲率，对通过的光线可提供发散作用。因此，此负透镜部17会使发光二极管20所发出的部分光线呈现大角度的发散，使这部分光线无法用于照明路面或物体。 

相反地，图中该本体11剖面的左半部，该外凸曲面12的曲率皆大于其内凹曲面14的曲率，对发光二极管20所发的光线可提供聚焦作用。因此，该本体11剖面的左半部会使发光二极管20所发出的部分光线呈现集中，使这部分光线可用于照明路面或物体。 

此外，由图2可看出，该外凸曲面12的曲率最大处远离该内凹曲面14的曲率最大处，且该外凸曲面12的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面14的曲率，且该内凹曲面14的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面12的曲率。 

图3所示为该光学透镜10沿图4所示的一第二轴向Y向下剖切的一剖面图，此剖面亦与该发光二极管20的光轴I重合，且该第二轴向Y与该第一轴向X垂直于光轴I。图中所示剖面的本体11为图2中的本体11的左半部，也 就是对发光二极管20所发的光线可提供聚焦作用的部分。由图可大致上看出，该外凸曲面12与该内凹曲面14配合构成二相连的正透镜部15、16，这些正透镜部15、16的外凸曲面12的曲率皆大于其内凹曲面14的曲率，对通过的光线可提供聚焦作用。因此，这些正透镜部15、16会使发光二极管20所发出的部分光线呈现集中，使这部分光线可用于照明路面或物体。 

图4所示为该光学透镜10的一俯视图。由图可知，该负透镜部17与这些正透镜部15、16三者的位置是以三角形18方式排列。并且，该发光二极管20是位在该三角形18所围范围之内。在本实施例中，该负透镜部17至各该正透镜部15、16的距离L1及L2大致相等，然而于实际应用时，亦可视实际情况而调整为不相等。 

图5所示为该光学透镜10在第一轴向X上所呈现的一光强度角度分布图。配合参考图2，该发光二极管20所发出的光线主要会聚焦在光轴I左偏大约40度的方向(如箭头所指方向)上，实际实施时，可使该角度落于10-60度之间。图6所示为该光学透镜10在第二轴向Y上所呈现的一光强度角度分布图。配合参考图3，该发光二极管20所发出的光线主要会聚焦在光轴I两侧各大约70度的两个方向(如箭头所指方向)上，实际实施时，可使该角度落于50-80度之间。如图7所示，为该光学透镜10的角位移光强度图，图中实线曲线为第一轴向X的光强度分布，虚线曲线则为第二轴向Y的光强度分布。由实线曲线可知，0至正50度的范围内光线的相对光强度皆不足30％，代表光线多集中在0至正50度的范围内。而由虚线曲线可知，在正负70度的角度范围内会有至少30％的相对光强度，且光强度由光轴(0度)向两侧递增，至正负60度各达最大值，之后则向下递减。 

图8为本实用新型的光源模块30的一较佳实施例的示意图。该光源模块30包含：一电路板31、多个发光二极管20，以及多个光学透镜10。这些发光二极管20设于该电路板31上并与该电路板31电连接。这些光学透镜10分别设于这些发光二极管20上，其中各该负透镜部17朝向相同方向，由于该负透镜部17对通过的光线可提供发散作用，可将此方向定义为一散光方向，可方便进行后续的说明。在本实施例中，这些发光二极管20及其上的光学透镜10在该电路板31上的排列为一4乘6的矩阵形式。但实际应用上，亦可为1乘6或2乘6或3乘6，可视实际需求调整，更可依据实际光强度需求，决定光 学透镜10以及发光二极管20的数量，不以图示数量为限。 

此外，这些光学透镜10亦可采用连片式设计，如图9所示，多个光学透镜10可借由一连接板61连接以构成一体成型的光学透镜矩阵60，其中该连接板61除可为图示的全板设计之外，亦可由多个独立的连接条所构成，而于实际使用上，该连片式设计亦可使多个光学透镜10不经由连接板61，而以互相连接的方式构成一体成型的光学透镜矩阵60。此光学透镜矩阵60不仅在制作上较为简便，在组装于发光二极管20上时，亦可大幅减少组装时间。 

图10为上述光源模块30应用于一路灯40的一较佳实施例的示意图。该路灯40可用以照明道路的路面。该路灯40包含一支撑杆41、一灯座42，以及一光源模块30。该灯座42设于该支撑杆41上。该光源模块30设置于该灯座42上，并位于灯座42的底面，用以朝下方发光，且光源模块30的散光方向朝向该支撑杆41。 

如图11所示，实际应用于照明路面50时，该路灯40的灯座42是由该支撑杆41朝该路面50水平延伸，可符合未来的路灯规范标准，该灯座42的水平可避免光线的眩光，可减少光线对人眼所造成的不适感。由于眩光的降低减少了人眼的不适感，可有效避免车祸产生。使散光方向朝向远离路面50的方向，且使该光源模块30平行于路面50，借此，可有效防止用路人在行进时直视光源模块30，而影响视线或造成眼睛不适的状况发生。并且，如图12所示，为该路灯40的一俯视图。由图可知，纵使该路灯40的灯座42是由该支撑杆41朝该路面50水平延伸，该路灯40亦可有效地将光线朝路面50所在范围51投射，至少可涵盖三线以上的干道，使路面50接受到均匀的照明。 

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。 

Claims (26)

1.一种光学透镜，其特征在于，包含：

一本体，具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，

其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。

2.根据权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，该负透镜部至这些正透镜部的距离相等。

3.根据权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，该底面为一平面。

4.根据权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，该外凸曲面的曲率最大处远离该内凹曲面的曲率最大处。

5.根据权利要求4所述的光学透镜，其特征在于，该外凸曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面的曲率，且该内凹曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面的曲率。

6.一种光源模块，其特征在于，包含：

一电路板；

多个发光二极管，设于该电路板上并与该电路板电连接；以及

多个光学透镜，分别设于该多个发光二极管上，每一个该光学透镜包含一本体，该本体具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，且该内凹曲面界定出一用以容置至少部分该发光二极管的容置空间，其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。

7.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该负透镜部至这些正透镜部的距离相等。

8.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该发光二极管至该负透镜部以及这些正透镜部的距离相等。

9.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，这些负透镜部为朝向相同方向。

10.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该底面为一平面。

11.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该外凸曲面的曲率最大处远离该内凹曲面的曲率最大处。

12.根据权利要求11所述的光源模块，其特征在于，且该外凸曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面的曲率，且该内凹曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面的曲率。

13.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该多个发光二极管及其上的光学透镜在该电路板上的排列为一矩阵形式。

14.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，还包含一连接板，该连接板连接该多个光学透镜以构成一光学透镜矩阵。

15.根据权利要求14所述的光源模块，其特征在于，该连接板与该多个光学透镜为一体成型。

16.一种路灯，用以照明路面，其特征在于，该路灯包含：

一支撑杆；

一灯座，设于该支撑杆上；以及

一光源模块，设置于该灯座上，该光源模块包含一电路板、多个发光二极管，以及多个光学透镜，该多个发光二极管设于该电路板上并与该电路板电连接，每一个该光学透镜包含一本体，该本体具有一外凸曲面及一位于该外凸曲面相反侧的底面，该底面具有一朝该外凸曲面凹陷的内凹曲面，且该内凹曲面界定出一用以容置至少部分该发光二极管的容置空间，其中，该外凸曲面与该内凹曲面配合构成二正透镜部以及一负透镜部，且该负透镜部与这些正透镜部以三角形方式排列。

17.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该负透镜部至这些正透镜部的距离相等。

18.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该发光二极管至该负透镜部以及这些正透镜部的距离相等。

19.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，这些负透镜部为朝向相同方向。

20.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该光源模块为平行路面设置。

21.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该底面为一平面。

22.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该外凸曲面的曲率最大处远离该内凹曲面的曲率最大处。

23.根据权利要求22所述的路灯，其特征在于，该外凸曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该内凹曲面的曲率，且该内凹曲面的曲率最大处的曲率大于邻近处的该外凸曲面的曲率。

24.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该多个发光二极管及其上的光学透镜在该电路板上的排列为一矩阵形式。

25.根据权利要求16所述的路灯，其特征在于，该光源模块还包含一连接板，该连接板连接该多个光学透镜以构成一光学透镜矩阵。

26.根据权利要求25所述的路灯，其特征在于，该连接板与该多个光学透镜为一体成型。

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