TW201250169A - Lens and illuminating device - Google Patents

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Description

201250169 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [⑽1] 本發明涉及光學領域，尤其涉及一種透鏡及具有該透鏡 的照明裝置。 [先前技術] [0002] 目前，大多光源，如發光二極體、放電燈及函素燈等的 出射光線均具有一定的發散角，若要用於照明，一般需 要在這些光源前面設置一個透鏡，來調整其光線的發散 角使其滿足照明範圍需求。目前的照明裝置所形成的照 明區域大多為圓形，在某些照明場合下，造成資源浪費 ，不利於節能減排，例如隧道照明，若隧道燈的光場為 圓形，則一部分光線照出道路範圍之外，不但造成資源 浪費還可能形成錯誤交通引導，如此，則要求隧道燈所 形成的照明區域大致呈長方形為佳，在沿隧道的方向上 具有較大的照明長度，而在垂直於隧道的方向上具有較 小的照明長度，以有效的利用照明裝置的光能。 【發明内容】 [0003] 有鑒於此，有必要提供一種照明區域大致呈長方形的照 明裝置，以及該照明裝置所採用的透鏡。 [0004] 一種透鏡，包括入光面及出光面。所述出光面包括第一 曲面、第一凸面、第二凸面、第二曲面及第三曲面。所 述第一曲面位於出光面中央，所述第一凸面和第二凸面 沿第一方向設置於第一曲面相對的兩侧，所述第二曲面 和第三曲面沿第二方向設置於第一曲面相對的兩側，所 述第一方向與第二方向垂直。第一曲面在第一方向上發 100120640 表單編號A0101 第4頁/共18頁 1002034935-0 201250169 散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光，所述第一 凸面和第二凸面在第一方向上的聚光能力小於在第二方 向上的聚光能力’所述第二曲面和第三曲面在第—方向 上發散其出射光，而在第二方向上會聚其出射光。 [0005] 種照明裝置，包括光源及透鏡。該透鏡包括入光面及 出光面。所述出光面包括第一曲面、第一凸面、第二凸 面、第二曲面及第三曲面。所述第一曲面位於出光面中 央’所述第一凸面和第二凸面沿第一方向設置於第一曲 0 面相對的兩側，所述第二曲面和第三曲面沿第二方向設 置於第一曲面相對的兩側，所述第一方向與第二方向垂 直。第一曲面在第一方向上發散其出射光，而在第二方 向上會聚其出射光，所述第一凸面和第二凸面在第一方 向上的聚光能力小於在第二方向上的聚光能力，所述第 二曲面和第三曲面在第一方向上發散其出射光，而在第 一方向上會聚其出射光。所述光源設置在所述透鏡的入 光面一側。 〇_]所述出光面中的第一曲面、第一凸面、第二凸面、第二 曲面和第三曲面相配合可以讓光源發出的光線照射到一 個大致呈長方形的區域中。從而可以滿㈣道燈等產品 的要求，讓照明裝置卿成的㈣區域大致呈長方形， 以有效的利用光源的光能。 【實施方式】 _7]卩下將結合關對本發明作進—步料細說明。 [0008] 請參閱圖1，本發明實施方式提供的照明裝置la包括透鏡 100120640 100及光源200。 表單編號A0101 所述照明裴置la可用於路燈 第5頁/共18頁 庭院燈、 1002034935-0 201250169 隧道燈等照明燈具中。 [0009] 所述光源200可為發光二極體、放電燈及鹵素燈等中的— 種。本實施方式中，所述光源2〇〇為發光二極體，該發光 二極體設置在一個電路板201上。 [0010] 所述透鏡100包括第一表面10、與所述第一表面10相對的 第二表面20、連接所述第一表面10和第二表面2〇的第— 側面3 0以及與所述第一側面3 〇相對的第二側面4 〇。當所 述照明裝置la用於隧道燈或路燈等中時，所述第一側面 30面向路心設置，所述第二側面4〇背向路心方向設置， 所述第一側面30和第二侧面40大致與道路延伸方向平行 〇 [00Π]所述透鏡丨〇〇的第一表面ίο包括位於中央的出光面丨丨及環 繞該出光面11設置的安裝面12。所述出光面llffl於控制 經出光面11出射的光線的光形。所述安裝面12用於在透 鏡100安裝過程中，與燈具外殼等部件配合來固定透鏡 100。本實施方式中，所述安裝面12邊緣形成有多個貫穿 第一表面10和第二表面20的缺口 121，該等缺口 121是結 合生產線實際情況而設計的，可以配合生產治具，實現 透鏡100快速、準確的裝配在燈具上面，減少錯誤，節約 時間。 [0012]所述出光面11凸出形成於第一表面1〇的中央。該出光面 11沿第一方向X的長度大於沿第二方向γ的長度。所述第 一方向X與第二方向Y垂直。當所述照明裝置la用於隧道 燈或路燈中時’所述第一方向X大致與道路延伸方向平行 1002034935-0 100120640 表單編號A0101 第6頁/共18頁 201250169 [0013] Ο [0014] Ο [0015] 100120640 ’所述第二方向Υ大致與道路延伸方向垂直。本實施方式 中’該出光面11大致呈橢圓狀。所述出光面11在第一方 向X的長度與第二方向Υ的長度比大致為2 : 1。 所述出光面11包括第一曲面111、第一凸面112、第二凸 面113、第二曲面114及第三曲面115。所述第一曲面111 位於出光面11中央。所述第一凸面ίΐ2和第二凸面113沿 第一方向X設置於第一曲面111相對的兩側，所述第二曲 面114和第三曲面115沿第二方向Υ設置於第一曲面ill相 對的兩側。所述第一曲面111與第一凸面112和第二凸面 113均為平滑連接。本實施方式中，所述第一凸面112和 第二凸面113對稱設置於第一曲面111兩側，所述第二曲 面114和第三曲面115也對稱設置於第一曲面hi兩側。 所述第二曲面11 4靠近所述第一侧面3 〇設置，當所述照明 裝置la用於隧道燈或路燈等中時，所述第二曲面114面向 路心設置’所述第三曲面115背向路心方向設置。 請進一步參閱圖3和圖4 ’所述第一曲面hi在第一方向X 上發散其出射光，而在第二方向γ上會聚其出射光。從而 使得第一曲面111的出射光在第一方向χ上具有較大的發 散角，而在第二方向Y上具有較小的發散角。 所述第一凸面112和第二凸面113能夠會聚其出射光，且 第一凸面112和第二凸面113在第一方向\上的聚光能力小 於在第二方向Y上的聚光能力，從而使得第一凸面112和 第二凸面113的出射光在第一方向χ上具有較大的發散角 ，而在第二方向Υ上具有較小的發散角。本實施方式中， 所述第一凸面112和第二凸面U 3均為橢球面，且第一凸 第7頁/共18頁 表單編號A0101 1002034935-0 201250169 面112和第二凸面113的長軸大致平行於第一方向χ，短轴 大致平行於第二方向Y。所述第一凸面112和第二凸面113 的長軸和短軸長度比可選自1. 1到1. 5之間。 [ΟΟΙδ] 所述第二曲面114和第三曲面115能夠在第一方向χ上發散 其出射光’而在第二方向Y上會聚其出射光。具體的，所 述第二曲面114和第三曲面115均可為圓柱面。所述第二 曲面114和第三曲面115在第二方向Y上的聚光能力大於第 一曲面111、第一凸面Π2和第二凸面113在第二方向Y上 的聚光能力。 [ΟΟΠ] 可以理解’所述第一曲面111、第一凸面112、第二凸面 113、第二曲面114和第三曲面115的形狀並不限於本實 施方式中的形狀，所述第一曲面111、第一凸面112、第 二凸面113、第二曲面114和第三曲面115的形狀也可以 是能夠實現以上所述相應功能的其他形狀。 [001S]請參閱圖2-圖4 ’所述透鏡100的第二表面20中央形成有 凹槽21 ’該凹槽21用於收容光源2〇〇。所述透鏡1〇〇具有 一個位於凹槽21的底面的入光面22。該入光面22可為平 面或曲面，為了充分利用入光面22來控制透鏡1〇〇出射光 的光形’本實施方式中，入光面22由多個曲面組成。為 了增加向透鏡1〇〇靠近第二曲面U4—側出射光的光量， 所述凹槽21可偏向第二曲面114一側設置，即凹槽21相對 罪近第二曲面114而相對遠離第三曲面115。可以理解， 所述透鏡100的第二表面20上也可以不形成凹槽21，此時 ’光源200可直接設於第二表面2〇 —侧。 100120640 表單編號A0101 第8頁/共18頁 201250169 [0019] 本實施方式中’所述入光面22包括第一凹曲面221、第二 凹曲面222和第三凹曲面223。所述第二凹曲面222和第 三凹曲面223沿第二方向γ設置於第一凹曲面221相對的兩 側。本實施方式中，所述第二凹曲面222和第三凹曲面 223對稱設置於第一凹曲面221的兩側。 [0020] 所述第一凹曲面221用於發散其入射光，且其在第一方向 X上的散光能力小於在第二方向γ上的散光能力。 [00¾] 所述第二凹曲面222和第三凹曲面223在第二方向Y上的散 光能力均小於第一凹曲面221，如此，入射到第一凹曲面 221上的光線即入光面22中央的光線具有較大的發散角， 進而提高透鏡100出射光線的均勻度。所述第二凹曲面 222和第三凹曲面223均可為橢球面。 [0022] 本實施方式中，所述出光面η中的第一曲面m、第一凸 面112、第二凸面113、第二曲面114和第三曲面115相配 合可以讓光源200發出的光線照射到一個大致呈長方形的 區域中。
[0023]請參閱圖5，根據本實施方式提供的照明裝置1&照度分佈 圖可以看出，照明裝置la的照射區域大致呈一個長方形 ’其光場照度相對均勻分佈，可有效降低眩光係數。 [0024] 另外’本領域技術人員射在本發明精神内做其他變化 ，當然，這些依據本發明精神所做 本發明所要求保護之範圍之内。 之變化，都應包含在 【圖式簡單說明】 _]目1是本發明實施方式提供的照明裝置的立體分解示意圖 100120640 表單編號A0101 第9頁/共18頁 1002034935-0 201250169 [0026] 圖2是圖1中的照明裝置中的透鏡從入光侧觀察的立體示 意圖。 [0027] 圖3是圖1中的照明裝置中的透鏡沿III-III方向的剖視 圖。 [0028] 圖4是圖1中的照明裝置中的透鏡沿IV-1V方向的剖視圖。 [0029] 圖5是圖1中的照明裝置中的照度分佈圖。 【主要元件符號說明】 [0030] 照明裝置：la [0031] 透鏡：100 [0032] 第一表面：1 0 [0033] 出光面：11 [0034] 第一曲面：111 [0035] 第一凸面：11 2 [0036] 第二凸面：11 3 [0037] 第二曲面：114 [0038] 第三曲面·· 11 5 [0039] 安裝面：12 [0040] 缺口 ： 1 21 [0041] 第二表面：20 100120640 表單編號A0101 第10頁/共18頁 1002034935-0 201250169
[0042] 凹槽：21 [0043] 入光面：2 2 [0044] 第一凹曲面：221 [0045] 第二凹曲面：222 [0046] 第三凹曲面：223 [0047] 第一側面：30 [0048] 第二側面：40 [0049] 光源：20 0 [0050] 電路板：201
100120640 表單編號A0101 第11頁/共18頁 1002034935-0

Claims (1)

  1. 201250169 七、申請專利範圍： 卜—㈣鏡’包括人光面及出光面，所述出光面包括第一西 面第-凸面、第二凸面、第二曲面及第三曲面所述第 —曲面位於出光面中央，所述第—凸面和第二凸面沿第一 方向叹置於第-曲面相對的兩側，所述第二曲面和第三曲 面沿第二方向設置於第一曲面相對的兩侧，所述第一方向 與第二方向垂直，第一曲面在第一方向上發散其出射光， 而在第二方向上會聚其出射光，所述第一凸面和第二凸面 在第方向上的聚光能力小於在第二方向上的聚光能力， 所述第二曲面和第三曲面在第一方向上發散其出射光而 在第二方向上會聚其出射光。 2.如申請專利範圍第}項所述的透鏡，其中：所述出光面沿 第一方向的長度大於沿第二方向的長度。 3 .如申6月專利乾圍第1項所述的透鏡，其中：當所述透鏡用 於随道燈或路燈中時，所述第一方向與道路延伸方向平行 ，所述第二方向與道路延伸方向垂直，所述第一曲面靠近 路心設置。 4.如申請專利範圍第丨項所述的透鏡，其中：所述第一凸面 和第二凸面均為橢球面，且第一凸面和第二凸面的長軸平 行於第一方向’短軸平行於第二方向。 •如申凊專利範圍第1項所述的透鏡，其中：所述第二曲面 和第三曲面均為圓柱面。 6.如申請專利範圍第1項所述的透鏡，其中：所述入光面包 括一第一凹曲面，該第一凹曲面在第—方向上的散光能力 小於在第二方向上的散光能力。 100120640 表單編號A0101 第12頁/共18頁 1002034935-0 201250169 7 ·如申請專利範圍第6項所述的透鏡，其中：所述入光面還 包括第二凹曲面和第三凹曲面，所述第二凹曲面和第三凹 曲面A第—方向設置於第一凹曲面相對的兩側，所述第二 曲面和第二凹曲面在第二方向上的散光能力均小於第— 凹曲面。 .種照明裝置，包括光源及如申請專利範圍第丨至了任—項 9所述的透鏡，所述光源設置在所述透鏡的人光面一側。 9 ·如申請專利範圍第8項所述的照明裝置，其中：所述透鏡 〇 ^光面—側形成有—個凹槽用於收容所述光源，所述入 光面位於該凹槽的底面。 .如中請專利範圍第9項所述的照明I置，其中：所述凹槽 目對靠近第二曲面而相對遠離第三曲面。 〇 100120640 表單鵠號A0101 第13頁/共μ頁 1002034935-0
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