TWI421440B - Ｌｅｄ透鏡 - Google Patents

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LED透鏡
本發明是有關於一種透鏡，特別是指一種LED透鏡。
發光二極體由於具備發光效率高、壽命長、低耗電量等優點，近年來已經逐漸取代傳統燈泡而成為新一代的發光元件首選，除了照明裝置或顯示器的背光模組等等，就連設置面積廣泛而需求量極大的路燈，也逐漸以發光二極體取代傳統燈泡。
一般路燈在進行照明時，其照明區域需要能涵蓋整個道路的寬度，因此，路燈較佳的照明區域是要能呈矩形，以便於能涵蓋整個道路的寬度。
因此，本發明之目的，即在提供一種能使光源的照明區域呈矩形的LED透鏡。
本發明LED透鏡用以罩覆一LED發光源，該LED透鏡包含一本體、一出光部以及一入光凹部。該本體為透光材質。該出光部形成於該本體並且具有一呈自由曲面的出光表面，且該出光表面可供沿一X軸方向區隔為二個向外凸弧狀表面區域與連接於兩個該向外凸弧狀表面區域之間的向內凹弧狀表面區域，該向內凹弧狀表面區域沿一Y軸方向與一Z軸方向的最小寬度小於該向外凸弧狀表面區域沿該Y軸方向與該Z軸方向的最大寬度，該Z軸方向垂直於該X軸方向與該Y軸方向所構成的平面。該入光凹部呈凹陷結構形成於該本體相反於該出光部所在的一側面而可供容納該LED發光源，且該入光凹部具有一入光表面，該入光表面位於該X軸方向上的兩側區域相遠離地往下斜向延伸，且該入光凹部沿該X軸的寬度小於該本體沿該X軸的寬度的一半。
本發明之功效在於，藉由入光表面的設計以及出光表面的自由曲面設計，使得LED發光源所發射的光線能呈現矩形光形以符合路燈的照明需求。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1與圖2，本發明LED透鏡的一個較佳實施例為塑膠材質一體成型製成(如射出成型)，該LED透鏡1包含一透光材質的本體10、一出光部11、一入光凹部12以及至少一定位凸柱13。
先行說明的是，以下所指的X軸方向與Y軸方向相垂直並且界定出一平面，而Z軸方向垂直X軸與Y軸界定出的平面。
參閱圖2至圖4，本實施例的本體10概呈一縱向剖切的半邊葫蘆外型並且具有一頂面與一底面101，定位凸柱13由本體10的底面101往下凸出而具有定位功能。出光部11形成在本體10頂面並且具有一出光表面111，出光表面111為一概呈葫蘆形的自由曲面而中間局部段呈頸縮，更詳 細的說，沿本體10的X軸方向可將該出光表面111區隔為兩向外凸弧狀表面區域113以及一連接於兩向外凸弧狀表面區域113之間的向內凹弧狀表面區域114，兩個向外凸弧狀表面區域113是大致呈球狀曲面，而向內凹弧狀表面區域114則是位在兩球狀曲面之間的凹陷曲面，且向內凹弧狀表面區域114沿X軸方向的寬度A2小於每一向外凸弧狀表面區域113沿X軸方向的寬度A1，向內凹弧狀表面區域114在本體10的Y軸方向的最小寬度W1小於兩向外凸弧狀表面區域113在Y軸方向的最大寬度W2，向內凹弧狀表面區域114在本體10的一Z軸方向的最小高度L1也小於兩向外凸弧狀表面區域113在Z軸方向的最大高度L2，且該出光表面111不論是在X軸方向或Y軸方向都是呈軸對稱的結構。
參閱圖2、圖6，入光凹部12形成在本體10相反於出光部11所在的一側面並且對應於向內凹弧狀表面區域114的正下方，在本實施例中，入光凹部12形成在本體10的底面101並且包括一入光表面121以及一環狀內表面122，在本實施例中，入光凹部12呈由本體10的底面101往上凹陷形成的凹陷結構而位在出光表面111下方，入光表面121位在X軸方向上的兩側區域是彼此相遠離地往下斜向延伸而呈酒桶形凹陷曲面，換句話說，如圖6所示，在本體10的X軸方向的縱向斷面中，入光表面121的輪廓是呈兩端朝下的弧形。環狀內表面122是由入光表面121的外緣往下延伸，且入光表面121與環狀內表面122圍繞界定出一凹陷空間123而可供LED發光源103(例如封裝的發光二極體或發光晶粒)容納於內而罩覆於該發光源103，且在本實施例中，入光凹部12沿X軸方向的寬度A4小於整個LED透鏡1的本體10沿X軸方向的寬度A5的一半。
如圖5至圖7，當LED發光源103所發射的光線由入光表面121進入本體10並且由出光表面111射出時，藉由入光表面121與出光表面111的折射，便可形成在光軸兩側均為60度的出光角，且藉由入光表面121的曲面設計，使得當光線通過入光表面121時，是被往本體10的X軸方向折射，除此之外，藉由讓出光部11的向內凹弧狀表面區域114呈頸縮凹陷狀，避免光線過度集中於向內凹弧狀表面區域114，便能讓光線均勻分布於向內凹弧狀表面區域114與兩向外凸弧狀表面區域113而呈現如圖8的光形圖所示的矩形光形。
綜上所述，本發明LED透鏡1藉由入光表面121與出光表面111的結構設計，使得LED發光源103所發射的光線能呈現矩形光形以符合路燈的照明需求，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧LED透鏡
10‧‧‧本體
101‧‧‧底面
103‧‧‧LED發光源
11‧‧‧出光部
111‧‧‧出光表面
113‧‧‧兩向外凸弧狀表面區域
114‧‧‧向內凹弧狀表面區域
12‧‧‧入光凹部
121‧‧‧入光表面
122‧‧‧環狀內表面
123‧‧‧凹陷空間
13‧‧‧定位凸柱
W1‧‧‧向內凹弧狀表面 區域Y軸方向最小寬度
W2‧‧‧向外凸弧狀表面區域Y軸方向最大寬度
L1‧‧‧向內凹弧狀表面區域Z軸方向最小高度
L2‧‧‧向外凸弧狀表面區域Z軸方向最大高度
A1‧‧‧向外凸弧狀表面區域沿X軸方向寬度
A2‧‧‧向內凹弧狀表面區域沿X軸方向寬度
A4‧‧‧入光凹部沿X軸方向寬度
A5‧‧‧LED透鏡本體沿X軸方向寬度
圖1是本發明LED透鏡的一個較佳實施例的立體圖；
圖2是該較佳實施例的出光部底面呈側向的立體圖；
圖3是該較佳實施例的側視圖；
圖4是該較佳實施例的俯視圖；
圖5是類似圖2的視圖，且一LED發光源容納在入光凹部；
圖6是該較佳實施例沿X軸方向的縱向剖面圖，且該LED發光源容納在入光凹部；
圖7是該較佳實施例的坎德拉分佈圖；以及
圖8是該較佳實施例的光形圖。
1．．．LED透鏡
10．．．本體
11．．．出光部
111．．．出光表面

Claims (7)

  1. 一種LED透鏡，用以罩覆一LED發光源，該LED透鏡包含：一本體，為透光材質；一出光部，形成於該本體並且具有一呈自由曲面的出光表面，且該出光表面可供沿一X軸方向區隔為二個向外凸弧狀表面區域與一連接於兩個該向外凸弧狀表面區域之間的向內凹弧狀表面區域，該向內凹弧狀表面區域沿一Y軸方向與一Z軸方向的最小寬度小於每一向外凸弧狀表面區域沿該Y軸方向與該Z軸方向的最大寬度，該Z軸方向垂直於該X軸方向與該Y軸方向所構成的平面；以及一入光凹部，呈凹陷結構形成於該本體相反於該出光部所在的一側面而可供容納該LED發光源，且該入光凹部具有一入光表面以及一環狀內表面，該入光表面位於該X軸方向上的兩側區域相遠離地往下斜向延伸而呈酒桶形凹陷曲面，該環狀內表面由該入光表面外緣往下延伸並與該入光表面圍繞界定出一用以容納該LED發光源的凹陷空間，且該入光凹部沿該X軸的寬度小於該本體沿該X軸的寬度的一半。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之LED透鏡，其中，該等向外凸弧狀表面區域概呈球狀曲面，該向內凹弧狀表面區域相對於該等向外凸弧狀表面區域呈頸縮狀。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之LED透鏡，其中，該出 光表面概呈葫蘆形曲面。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之LED透鏡，其中，該本體具有一底面，該入光凹部由該底面凹陷形成。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之LED透鏡，其中，該出光表面分別沿該X軸方向與該Y軸方向軸對稱。
  6. 依據申請專利範圍第4項所述之LED透鏡，更包含至少一由該本體底面往下凸出的定位凸柱。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之LED透鏡，其中，該向內凹弧狀表面區域沿該X軸方向的寬度小於每一向外凸弧狀表面區域沿該X軸方向的寬度，且該入光凹部對應該向內凹弧狀表面區域。
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